题目内容

【题目】随着大气污染的日趋严重,国家拟于十二五期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少 8%,氮氧化物(NOx)排放量减少 10%。目前,消除大气污染有多种方法。

1 CH4 催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。

已知:①CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g) + CO2(g) + 2H2O(g)△H =574 kJ/mol

②CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)△H =1160 kJ/mol

③H2O(g) = H2O(l) △H =44.0 kJ/mol

写出 CH4(g) NO2(g)反应生成 N2(g)CO2(g) H2O(l)的热化学方程式__________

2利用 Fe2+Fe3+的催化作用常温下可将 SO2 转化为 SO42-从而实现对 SO2 的治理。已知含 SO2 的废气通入含 Fe2+Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为 4Fe2+ + O2 + 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O,则另一反应的 离子方程式为__________

3用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为 C(s) + 2NO(g) N2(g) + CO2(g)。某研究小组向密闭的真空 容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)加入 NO 和足量的活性炭,在恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:

浓度(mol/L)

NO

N2

CO2

0

1.00

0

0

10

0.58

0.21

0.21

20

0.40

0.30

0.30

30

0.40

0.30

0.30

40

0.32

0.34

0.17

50

0.32

0.34

0.17

①1020 min υ(N2)表示的反应速率为__________

该反应的平衡常数表达式 K=________。根据表中数据,计算 T1 时该反应的平衡常数为__________(保留两位小数)

一定温度下,随着 NO 的起始浓度增大,则 NO 的平衡转化率__________ (增大不变减小”)

下列各项能作为判断该反应达到平衡的是__________ (填序号)

A混合气体的密度保持不变

Bυ(NO) = (CO2)

C容器内压强保持不变

D容器内 N2 的体积分数保持不变

【答案】

1CH4g+2NO2g=N2g+CO2g+2H2Ol△H=-955 kJmol-1

22Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+

3①0.009 molL-1min-1

0.56

不变;④ABD

【解析】

试题分析:1 ①CH4g+4NO2g═4NOg+CO2g+2H2Og△H=-574kJmol-l②CH4g+4NOg═2N2g+CO2g+2H2 Og△H=-1160kJmol-l③H2Og═H2Ol△H=-44.0kJmol-l依据盖斯定律计算[①+②-③×4]×得到CH4g)与NO2g)反应生成N2g)、CO2g)和H2Ol)的热化学方程式:CH4g+2NO2g=N2g+CO2g+2H2Ol△H=-955 kJmol-1;故答案为:CH4g+2NO2g=N2g+CO2g+2H2Ol△H=-955 kJmol-1

2 常温下将SO2转化为SO42-而实现SO2的处理.含SO2的废气通入含Fe2+Fe3+的溶液时其中一个反应的离子方程式为:4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,则另一反应的离子方程式为三价铁离子氧化二氧化硫到硫酸根离子,反应的离子方程式为:2Fe3++SO2+2H20=2Fe2++SO42-+4H+,故答案为:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+

3 10min20minvCO2 表示的反应速率==0.009 molL-1min-1,故答案为:0.009 molL-1min-1

②20-30min反应达到平衡状态,Cs+2NOgN2 g+CO2 g),各物质的平衡浓度为:cCO2=cN2=0.3mol/LcNO=0.4mol/L,反应的平衡常数为:K===0.56,故答案为:0.56

一定温度下,随着NO的起始浓度增大,Cs+2NOgN2g+CO2g)反应是气体体积不变的反应;增大一氧化氮浓度相当于增大体系压强,平衡不移动,一氧化氮转化率不变,故答案为:不变;

④Cs+2NOgN2g+CO2g)反应是气体体积不变的反应;A.混合气体密度等于质量除以体积,反应中碳是固体,平衡移动气体质量变化,体积不变,所以混合气体的密度保持不变,说明反应达到平衡,故A正确;B.反应速率之比等于化学方程式系数之比,当vNO=2vN2),反应达到平衡,故B正确;C.反应是气体体积不变的反应,反应过程中和反应平衡状态压强相同,所以容器内压强保持不变不能说明反应达到平衡,故C错误;D.容器内N2的体积分数不变,说明反应达到平衡,故D正确;故选ABD

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