题目内容
对大气污染物SO2、NOx进行研究具有重要环保意义。请回答下列问题：
（1）为减少SO2的排放，常采取的措施是将煤转化为清洁气体燃料。
已知：H2（g）＋
O2（g）＝H2 O（g） △H＝－241.8kJ·mol－1
C（s）＋O2（g）＝CO（g） △H＝－110.5kJ·mol－1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式： 。
（2）已知汽缸中生成NO的反应为：N2（g）＋O2（g）
2NO（g） △H
0，若1.0 mol空气含0.80 mol N2和0.20 mol O2，1300oC时在1.0 L密闭容器内经过5s反应达到平衡，测得NO为8.0×10－4 mol。
①5s内该反应的平均速率ν（NO） ＝ （保留2位有效数字）；在1300oC 时，该反应的平
衡常数表达式K＝ 。
②汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是 。
（3）汽车尾气中NO和CO的转化。当催化剂质量一定时，增大催化剂固体的表面积可提高化学反应速率。右图表示在其他条件不变时，反应2NO（g）＋2CO（g）
2CO2（g）＋N2（g） 中，NO的浓度
c（NO）随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线。
①该反应的△H 0 （填“＞”或“＜”）。
②若催化剂的表面积S1＞S2，在右图中画出c（NO） 在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线（并作相应标注）。
（1）C（s） + H2O（g） = CO（g） + H2（g） △H＝＋131.3kJ·mol-1 （3分，化学式、状态错误0分；焓变数值、单位错漏扣1分；计量数用分数表示与焓变相匹配也给分）
（2）①1.6×10－4 mol/（L·s）（2分，单位或有效数字错漏扣1分）；
（2分）
② 温度升高，反应速度加快（2分），平衡向右移动（2分）
（3）① ＜（2分） ②见图
：（3分,其中曲线2分，标注1分）
解析试题分析：（1）已知：①H2（g）＋O2（g）＝H2 O（g） △H＝－241.8kJ·mol－1，②C（s）＋O2（g）＝CO（g） △H＝－110.5kJ·mol－1，则根据盖斯定律可知②－①即得到热化学方程式C（s） + H2O（g） = CO（g） + H2（g），所以该反应的反应热△H＝－110.5kJ·mol－1＋241.8kJ·mol－1＝＋131.3kJ·mol-1。
（2）①1300oC时在1.0 L密闭容器内经过5s反应达到平衡，测得NO为8.0×10－4 mol，则反应中生成NO的浓度是8.0×10－4 mol/L，因此5s内该反应的平均速率ν（NO）＝8.0×10－4 mol/L÷5s＝1.6×10－4 mol/（L·s）。化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据方程式N2（g）＋O2（g）
2NO（g）可知，该温度下该反应的平衡常数表达式K＝。
②N2（g）＋O2（g）
2NO（g） △H0，这说明该反应是吸热反应。升高温度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，因此NO的排放量增大。
（3）①根据图像可知，在固体催化剂的表面积不变的情况下，温度为T2的曲线首先达到平衡状态。温度高反应速率快，到达平衡的时间少。因此温度是T2＞T1。但温度高平衡时NO的浓度大，这说明升高温度平衡向逆反应方向移动，因此正方应是放热反应，即△H＜0。
②当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率，但催化剂不能改变平衡状态。所以若催化剂的表面积S1＞S2，则在温度为T1时，达到平衡的时间增加，但平衡状态不变，因此图像为。
考点：考查热化学方程式的书写、反应速率的计算、平衡常数表达式、外界条件对平衡状态的影响以及图像识别
碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要作用。
（1）真空碳热还原一氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：
2Al2O3（s）+ 2AlCl3（g）+ 6C（s）＝6AlCl（g）+ 6CO（g）；△H＝ a kJ?mol-1
3AlCl（g）＝ 2Al（l）+ AlCl3（g）；△H＝ b kJ?mol-1
反应Al2O3（s）+ 3C（s）＝ 2Al（l）+ 3CO（g）的△H＝ kJ?mol-1
（用含a、b的代数式表示）。
（2）用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C（s）+ 2NO（g）
N2（g）+ CO2（g）；△H= Q kJ?mol-1。在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
| 时间（min） 浓度（mol/L） | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| NO | 1．00 | 0．68 | 0．50 | 0．50 | 0．60 | 0．60 |
| N2 | 0 | 0．16 | 0．25 | 0．25 | 0．30 | 0．30 |
| CO2 | 0 | 0．16 | 0．25 | 0．25 | 0．30 | 0．30 |
①0～10min内，NO的平均反应速率v（NO）= ，T1℃时，该反应的平衡常数K=
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是 （填字母编号）
a．通入一定量的NO b．加入一定量的活性炭
c．加入合适的催化剂 d．适当缩小容器的体积
③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3：1：1，则Q 0（填“＞”或“＜”）。
④在恒容绝热条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是 （填选项编号）
a．单位时间内生成2nmol NO（g）的同时消耗nmol CO2（g）
b．反应体系的温度不再发生改变
c．混合气体的密度不再发生改变
碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。
（1）真空碳热还原—氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：
①2Al2O3(s)＋2AlCl3(g)＋6C(s) = 6AlCl(g)＋6CO(g) ΔH＝a kJ·mol－1
②3AlCl(g) ＝ 2Al(l)＋AlCl3(g) ΔH＝b kJ·mol－1
反应：Al2O3(s)＋3C(s)＝2Al(l)＋3CO(g)的ΔH ＝ kJ·mol－1 (用含a、b的代数式表示)；
（2）用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g) 
N2(g)+CO2(g) ΔH ="Q" kJ·mol－1。在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
| 时间/min 浓度/mol/L | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| NO | 1．00 | 0．68 | 0．50 | 0．50 | 0．60 | 0．60 |
| N2 | 0 | 0．16 | 0．25 | 0．25 | 0．30 | 0．30 |
| CO2 | 0 | 0．16 | 0．25 | 0．25 | 0．30 | 0．30 |
①0～10 min内，NO的平均反应速率v(NO)＝ ，T1℃时，该反应的平衡常数＝ 。
②30 min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是 (填字母编号)。
A．通入一定量的NO B．加入一定量的活性炭
C．加入合适的催化剂 D．适当缩小容器的体积
③在恒容条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是 (填选项编号)。
A．单位时间内生成2 n mol NO(g)的同时消耗n mol CO2(g)
B．反应体系的温度不再发生改变
C．混合气体的密度不再发生改变
D 反应体系的压强不再发生改变
研究二氧化硫、氮氧化物、PM2.5等大气污染物的治理具有重要意义。
（1）对PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样中除H+和OH﹣外其它水溶性离子的化学组分及其平均浓度如下表：
| 离子 | K+ | Na+ | NH4+ | SO42- | NO3﹣ | Cl﹣ |
| 浓度/mol·L-1 | 4×10-6 | 6×10-6 | 2×10-5 | 4×10-5 | 3×10-5 | 2×10-5 |
根据表中数据判断试样的pH =
（2）含SO2的工业废气处理：废气的将含有SO2的废气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，在废气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间的二氧化碳，以增加其脱硫效率；脱硫时控制浆液的pH值，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。
二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为 。
亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为 。
（3）汽车尾气中NOx和CO的生成及转化。
①已知气缸中生成NO的反应为：N2(g)+O2(g）
2NO(g） 
H＞0汽车启动后，气缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是 。
②在汽车尾气系统中安装催化转化器，使NO和CO迅速发生反应转化成对环境无污染的气体，可减少CO和NO的污染，反应的化学方程式为 。
（4）用CH4催化还原NOx可消除氮的氧化物的污染。例如：
CH4(g)＋4NO2(g）＝ 4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g）△H＝－574kJ·mol—1
CH4(g)＋4NO(g）＝ 2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g）△H＝－1160kJ·mol—1
H2O(g）＝ H2O(l）△H＝－144kJ·mol—1
取标准状况下4.48LCH4还原NO2和NO的混合物，若氮氧化物完全被还原，且生成H2O(l)，则放出的总热量Q的取值范围是 。
2NO2(g);△H=" +57.0" kJ·mol-1，NO2和N2O4的浓度如图甲所示。NO2和N2O4的消耗速率与其浓度的关系如乙图所示，