题目内容
工业废气、汽车尾气排放出的SO2、NOx等，是形成雾霾的重要因素。霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子形成的烟雾。
（1）SO2在烟尘的催化下形成硫酸的反应方程式是__________。
（2）NOx和SO2在空气中存在下列平衡：
2NO(g）+ O2(g）
2NO2(g） △H= -113．0 kJ·mol-1
2SO2(g）+ O2(g) 2SO3(g） △H=-196．6 kJ·mol-1
SO2通常在二氧化氮的存在下，进一步被氧化，生成SO3。
①写出NO2和SO2反应的热化学方程式为________。
②随温度升高，该反应化学平衡常数变化趋势是________。
（3）提高2SO2 + O2 2SO3反应中SO2的转化率，是减少SO2排放的有效措施。
①T温度时，在1L的密闭容器中加入2．0 mol SO2和1．0 mol O2，5 min后反应达到平衡，二氧化硫的转化率为50%，该反应的平衡常数是_______。
②在①中条件下，反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO2的转化率提高的是_______(填字母)。
a．温度和容器体积不变，充入1．0 mol He
b．温度和容器体积不变，充入1．0 mol O2
c．在其他条件不变时，减少容器的体积
d．在其他条件不变时，改用高效催化剂
e．在其他条件不变时，升高体系温度
（4）工业上利用氯碱工业产品治理含二氧化硫的废气。如图是氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图。
①电解饱和食盐水的化学方程式是 。
②用溶液A吸收含二氧化硫的废气，其反应的离子方程式是 。
③用含气体B的阳极区溶液吸收含二氧化硫的废气，其反应的离子方程式是 。
（1）SO2+H2OH2SO3 2H2SO3+O2==2H2SO4 (2分)
（2）①NO2(g）+SO2(g）= SO3(g)+NO(g） △H＝ -41．8 kJ·mol-1 (2分)
② 减小(2分)
（3）①2 (2分）② b c (2分)
①2NaCl +2H2O
2NaOH +H2 ↑ +Cl2 ↑(2分)
②SO2 + OH- ＝HSO3-(或SO2 + 2OH- ＝SO32- + H2O）(1分)
③SO2 +Cl2+H2O＝=4H++SO42-+2Cl- (1分)
解析试题分析：（1）SO2在烟尘的催化下形成硫酸的反应方程式是SO2+H2OH2SO3 2H2SO3+O2
2H2SO4。
（2）①将已知的后个方程式减去前一个方程式，再除以2得：NO2和SO2反应的热化学方程式为NO2(g）+SO2(g）= SO3(g)+NO(g） △H＝ -41．8 kJ·mol-1。
②该反应是放热反应，随温度升高，该反应化学平衡常数变化趋势是减小。
（3）①2SO2 + O2 2SO3
起始：2．0 1．0 0
变化：2x x 2x
平衡：1．0 0．5 1．0
平衡常数K=
=2．
②在①中条件下，反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO2的转化率提高的是使平衡正向移动。
a．温度和容器体积不变，充入1．0 mol He ，不改变反应物浓度，平衡不移动；
b．温度和容器体积不变，充入1．0 mol O2，平衡正向移动；
c．在其他条件不变时，减少容器的体积，加压，平衡正向移动；
d．在其他条件不变时，改用高效催化剂，不改变平衡状态；
e．在其他条件不变时，升高体系温度，平衡逆向移动。
（4）①电解饱和食盐水的化学方程式是2NaCl +2H2O2NaOH +H2 ↑ +Cl2 ↑。
②用NaOH溶液吸收含二氧化硫的废气，可生产SO32-或HSO3-。
③阳极区气体Cl2溶液吸收含二氧化硫的废气，是氧化SO2:SO2 +Cl2+H2O＝=4H++SO42-+2Cl-。
考点：化学与环境问题，考查平衡常数、提高转化率的方法，电解原理及反应方程式、离子方程式的书写。
CH3OH(g) ΔH1 ②CO2(g)＋3H2(g)
（14分）近几年来，我国中东部地区陷入严重的雾霾天气，面对全球近期的气候异常，环境问题再次成为焦点。非金属氧化物的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径之一。请运用化学反应原理知识，回答下列问题：
Ⅰ、目前，消除氮氧化物污染有多种方法。
（1）用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＝－57kJ?mol-1
②4CH4（g）+4NO（g）＝2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H＝－1160kJ?mol-1
③H2O（g）＝H2O（l） △H＝－44.0kJ?mol-1
写出CH4（g）与NO2（g）反应生成N2（g），CO2（g）和H2O（l）的热化学方程式________________。
（2）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）某研究小组向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，恒温（T℃）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） 时间（min） | NO | N2 | CO2 |
| 0 | 0.100 | 0 | 0 |
| 10 | 0.058 | 0.021 | 0.021 |
| 20 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
| 30 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
| 40 | 0.032 | 0.034 | 0.017 |
| 50 | 0.032 | 0.034 | 0.017 |
②30 min后改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是___________________。
③若30min后升高温度重新达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5：3：3，则该反应
△H_________0（填“＜”“＞”“＝”）。
Ⅱ、某科研小组为治理SO2对大气的污染，利用烟气中的SO2为原料制取硫酸。
（1）利用原电池原理，用SO2、O2和H2O来制备硫酸，该电池用多孔材料作电极，它能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池负极的电极反应式__________。
（2）利用Na2SO3溶液充分吸收SO2制得NaHSO3溶液。
①常温时吸收液吸收SO2的过程中，pH随n(SO32－)：n(HSO3－)变化关系如下表：
| n(SO32－)：n(HSO3－) | 91：9 | 1：1 | 1：91 |
| pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
A．NaHSO3溶液中c（H+）＜c （OH-）
B．Na2SO3溶液中c（Na+）＞c （SO32-）＞c （HSO3-）＞c （OH-）＞c（H+）
C．当吸收液呈中性时，c（Na+）＞c （HSO3-）＞c （SO32-）＞c（OH-）＝c（H+）
D．当n(SO32－)：n(HSO3－)＝1:1时，c（Na+）=c （HSO3-）+2c （SO32-）
②然后电解该NaHSO3溶液可制得硫酸。电解原理示意图如下图所示。请写出开始时阳极反应的电极反应式______________________________________。
以下是一些烷烃的燃烧热(kJ/mol)数据，回答下列问题：
| 化合物 | 燃烧热 | 化合物 | 燃烧热 |
| 甲烷 | 891．0 | 正丁烷 | 2 878．0 |
| 乙烷 | 1560．8 | 异丁烷 | 2 869．6 |
| 丙烷 | 2 221．5 | 2-甲基丁烷 | 3 531．3 |
（1）已知：物质的能量越高越不稳定，根据表中的数据，比较正丁烷、异丁烷的热稳定性：正丁烷______异丁烷(填“>”、“＝”或“<”)。
（2）写出乙烷燃烧的热化学方程式：________________________
（3）相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量______(填“越多”、“越少”或“相同”)。
根据下列条件计算有关反应的焓变：
(1)已知：
Ti(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l) ΔH＝－804.2 kJ·mol－1
2Na(s)＋Cl2(g)==="2NaCl(s)" ΔH＝－882.0 kJ·mol－1
Na(s)===Na(l) ΔH＝＋2.6 kJ·mol－1
则反应TiCl4(l)＋4Na(l)===Ti(s)＋4NaCl(s)的ΔH＝ kJ·mol－1。
(2)已知下列反应数值：
| 序号 | 化学反应 | 反应热 |
| ① | Fe2O3(s)＋3CO(g)=== 2Fe(s)＋3CO2(g) | ΔH1＝－26.7 kJ·mol－1 |
| ② | 3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) | ΔH2＝－50.8 kJ·mol－1 |
| ③ | Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) | ΔH3＝－36.5 kJ·mol－1 |
| ④ | FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g) | ΔH4 |
则反应④的ΔH4＝ kJ·mol－1。
甲醇是一种用途广泛的化工原料。
（1）工业上常用下列两种反应制备甲醇：
①CO(g) + 2H2(g) 
CH3OH(g) ΔH1= -90．1KJ/mol
②CO2(g)＋ 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(l) ΔH2
已知：CO(g)+ H2O (g) ＝ CO2 (g) + H2 (g) ΔH3=-41．1 KJ/mol ③
H2O (l) ＝H2O (g) ΔH4=+44．0KJ/mol ④
则ΔH2＝
（2）实验室模拟用CO和H2反应来制甲醇。在250℃下，将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中，各物质的物质的量浓度(mol?L-1)变化如下表所示：（前6min没有改变条件）
| | 2min | 4min | 6min | 8min | … |
| CO | 0．07 | 0．06 | 0．06 | 0．05 | … |
| H2 | x | 0．12 | 0．12 | 0．2 | … |
| CH3OH | 0．03 | 0．04 | 0．04 | 0．05 | … |
①x= 。
②250℃时该反应的平衡常数K值为： (不必化简)。
③若6min～8min只改变了某一条件，所改变的条件是 。
④第8min时,该反应是不是达到平衡状态 。(填“是”或“不是”)
⑤该合成反应的温度一般控制在240～270℃，选择此温度的原因是：Ⅰ．此温度下的催化剂活性高；Ⅱ． 。
（3）电解甲醇水溶液制氢的优点是需要的电压低，而且制得的氢气比电解相同物质的量的水多。写出电解甲醇水溶液的反应式为：阳极： 。
Ⅰ．在一定条件下，科学家利用从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇，其过程如下图所示，试回答下列问题：
（1）该合成路线对于环境保护的价值在于 。
（2）15～20%的乙醇胺（HOCH2CH2NH2）水溶液具有弱碱性，上述合成线路中用作CO2吸收剂。用离子方程式表示乙醇胺水溶液呈弱碱性的原因 。
（3）CH3OH、H2的燃烧热分别为：△H＝－725.5 kJ/mol、△H＝－285.8 kJ/mol，写出工业上以CO2、H2合成CH3OH的热化学方程式： 。
Ⅱ．将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为：
2CO2(g) + 6H2(g)
CH3OCH3(g) + 3H2O(g)
已知一定压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率见下表：
| 投料比[n(H2) / n(CO2)] | 500 K | 600 K | 700 K | 800 K |
| 1.5 | 45% | 33% | 20% | 12% |
| 2.0 | 60% | 43% | 28% | 15% |
| 3.0 | 83% | 62% | 37% | 22% |
（4）该反应的焓变△H 0，熵变△S 0（填＞、＜或＝）。
（5）用甲醚作为燃料电池原料，在碱性介质中该电池负极的电极反应式 。
（6）若以1.12 L·min-1（标准状况）的速率向该电池中通入甲醚（沸点为-24.9 ℃），用该电池电解500 mL 2 mol·L-1 CuSO4溶液，通电0.50 min后，理论上可析出金属铜 g。