20.2013年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部地区.其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一.
(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2CO2(g)+N2(g).在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图1所示.

据此判断:
①该反应的△Η<0(填“>”或“<”).
②在T1温度下,0~2s内的平均反应速率v(N2)=0.05mol/(L•s).
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率.若催化剂的表面积S1<S2,在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线.
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是bd(填字母).

(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题.
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染.
例如:CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867.0kJ•mol-1
2NO2(g)═N2O4(g)△H=-56.9kJ•mol-1
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(g)的热化学方程式CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),△H=-810.1kJ/mol.
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的.图2是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图.电极a、b表面发生的电极反应式分别为
a:2H2O-4e-═O2↑+4H+
b:2CO2+4e-+4H+═2HCOOH.
18.铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛.
(1)在某温度下,Ksp(FeS)=8.1×10-17,FeS饱和溶液中c(H+)与c(S2-)之间存在关系:c2(H+)•c(S2-)=1.0×10-22,为了使溶液里c(Fe2+)达到1mol•L-1,现将适量FeS投入其饱和溶液中,应调节溶液中的pH约为B(填字母).
A.2            B.3            C.4            D.5
(2)氧化铁红颜料跟某些油料混合,可以制成防锈油漆.以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等,用硫酸渣制备铁红(Fe2O3)的过程如下:

①酸溶过程中Fe2O3发生反应的离子方程式为Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO43+3H2O;
“滤渣A”主要成分的化学式为SiO2
②还原过程中加入FeS2的目的是将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,而本身被氧化为H2SO4
请完成该反应的离子方程式:1FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2SO${\;}_{4}^{2-}$+16H+
③氧化过程中,O2、NaOH与Fe2+反应的离子方程式为4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe(OH)3↓.
④为了确保铁红的质量和纯度,氧化过程需要调节溶液的pH的范围是3.2~3.8.
沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2
开始沉淀pH2.73.87.69.4
完全沉淀pH3.25.29.712.4
如果pH过大,可能引起的后果是Al3+、Mg2+形成沉淀,使制得的铁红不纯(几种离子沉淀的pH见上表).
⑤滤液B可以回收的物质有ABD(填序号).
A.Na2SO4        B.Al2(SO43        C.Na2SiO3        D.MgSO4
17.研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义.
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等.
已知:①Fe2O3(s)+3C(石墨)═2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ•mol-1
②C(石墨)+CO2(g)═2CO(g)△H2=+172.5kJ•mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5 kJ•mol-1
(2)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为
CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H
①该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{c(CH{\;}_{3}OH)•c(H{\;}_{2}O)}{c(CO{\;}_{2})•c{\;}^{3}(H{\;}_{2})}$.
②取一定体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比为1:3),加入恒容密闭容器中发生上述反应,反应过程中测得甲醇的体积分数α(CH3OH)与反应温度T的关系如图1所示,则该反应的△H<0(填“>”、“<”或“=”,下同).

③在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示,曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K>K
(3)以CO2为原料还可以合成多种物质.
①工业上尿素[CO(NH22]可由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为2NH3+CO2$\stackrel{一定条件}{?}$CO(NH22+H2O.当氨碳比$\frac{n(N{H}_{3})}{n(C{O}_{2})}$=3,达平衡时CO2的转化率为60%,则NH3的平衡转化率为40%.
②用硫酸溶液作电解质进行电解,CO2在电极上可转化为甲烷,该电极的反应式为CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O.
14.甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料.工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇.已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
化学反应平衡常数温度℃
500800
①2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)K12.50.15
②H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)K21.02.50
③3H2(g)+CO2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)K3
(1)反应②是吸热(填“吸热”或“放热”)反应.
(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图1所示.则平衡状态由A变到B时,平衡常数KA=KB(填“>”、“<”或“=”).据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=K1•K2(用K1、K2表示),反应③为放热反应(填“吸热”或“放热”).

(3)在3L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图2所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ.
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是加入催化剂.
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是将容器的体积快速压缩至2L.
(4)甲醇燃料电池有着广泛的用途,同时Al-AgO电池是应用广泛的鱼雷电池,其原理如图3所示.则该电池的负极反应式是Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O.
(5)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸.通常状况下,将a mol•L-1的醋酸与b mol•L-1 Ba(OH)2溶液等体积混合,反应平衡时,2c(Ba2+)=c(CH3COO-),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为$\frac{2b}{a-2b}×1{0}^{-7}$L/mol.
 0  173891  173899  173905  173909  173915  173917  173921  173927  173929  173935  173941  173945  173947  173951  173957  173959  173965  173969  173971  173975  173977  173981  173983  173985  173986  173987  173989  173990  173991  173993  173995  173999  174001  174005  174007  174011  174017  174019  174025  174029  174031  174035  174041  174047  174049  174055  174059  174061  174067  174071  174077  174085  203614 

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