题目内容

11．近年华北地区频繁的雾霾天气已经引起人们的高度重视，化学反应原理可用于治理环境污染，请回答下列问题：
（1）一定条件下，可以用CO处理燃煤烟气生成液态硫，实现硫的回收．
①已知：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566KJ•mol-1
S（l）+O2（g）═SO2（g）△H=-296KJ•mol-1
则用CO处理燃煤烟气的热化学方程式是2CO（g）+SO2（g）=2CO2（g）+S（l）△H=-270kJ•mol-1．
②在一定温度下，在2L密闭容器中投入2mol CO、l mol SO2发生上述反应，达到化学平衡时SO2的转化率为90%，则该温度下该反应的平衡常数K的数值为1620．
（2）SNCR-SCR是一种新型的烟气脱硝技术（除去烟气中的NOx），其流程如图1：


已知该方法中主要反应的热化学方程式：
4NH3（g）+4NO（g）+O2（g）?4N2（g）+6H2O（g）△H=-1646KJ•mol-1，在一定温度下，在密闭恒压的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是b（填字母）．
a.4v逆（N2）=v正（O2）
b．混合气体的密度保持不变
c．c（N2）：c（H2O）：c（NH3）=4：6：4
d．单位时间内断裂4mol N-H键的同时断裂4mol键
（3）如图2所示，反应温度会直接影响SNCR技术的脱硝效率．
①SNCR技术脱硝的最佳温度选择925℃的理由是925℃时脱硝效率高，残留氨浓度较小．
②SNCR与SCR技术相比，SNCR技术的反应温度较高，其原因是反应的活化能较大，没有使用催化剂因为脱硝主要反应是放热反应；但当烟气温度高于1000℃时，SNCR脱硝效率明显降低，其原因可能是温度过高，使脱硝主要反应的平衡逆向移动．
（4）一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化，其工作原理如图3所示：
①中间室的Cl-移向左室（填“左室”或“右室”），处理后的含硝酸根废水的pH升高（填“降低”或“升高”）
②若图中有机废水中有机物用C6H12O6表示，请写出左室发生反应的电极反应式：C6H12O6-24e-+6H2O=6CO2↑+24H+．

分析 （1）①已知Ⅰ2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H1=-566kJ•mol-1
Ⅱ（l）+O2（g）=SO2（g）△H2=-296kJ•mol-1
反应2CO（g）+SO2（g）=2CO2（g）+S（l）可以是Ⅰ-Ⅱ得到反应焓变；
②结合化学平衡三行计算列式计算平衡浓度，平衡常数K=$\frac{生成物平衡浓度幂次方乘积}{反应物平衡浓度幂次方乘积}$；
（2）平衡标志是反应的正逆反应速率相同，各组分浓度保持不变；
（3）①脱硝的最佳温度约为925℃，此时脱硝效率最大；
②SNCR与SCR技术相比，SNCR技术的反应温度较高是因为未加入催化剂，反应是放热反应；但当烟气温度高于1000℃时，SNCR脱硝效率明显降低是温度过高脱消反应逆向进行；
（3）该原电池中，硝酸根离子得电子发生还原反应，则右边装置中电极是正极，电极反应式为2NO3-+6H2O+10e-═N2↑+12OH-，左边装置电极是负极，负极上有机物失电子发生氧化反应，有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳，阴离子移向负极，据此分析解答．

解答 解：（1）①已知Ⅰ2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H1=-566kJ•mol-1
Ⅱ（l）+O2（g）=SO2（g）△H2=-296kJ•mol-1
反应2CO（g）+SO2（g）=2CO2（g）+S（l）可以是Ⅰ-Ⅱ得到反应焓变，
所以该反应的焓变△H=-566kJ•mol-1-（-296kJ•mol-1）=-270kJ•mol-1，
得到热化学方程式为：2CO（g）+SO2（g）=2CO2（g）+S（l）△H=-270kJ•mol-1，
故答案为：2CO（g）+SO2（g）=2CO2（g）+S（l）△H=-270kJ•mol-1；
②在一定温度下，在2L密闭容器中投入2mol CO、l mol SO2发生上述反应，达到化学平衡时SO2的转化率为90%，消耗二氧化硫浓度=0.5mol/L×90%=0.45mol/L
                             2CO（g）+SO2（g）=2CO2（g）+S（l）
起始量（mol/L）     1                0.5           0
变化量（mol/L）    0.9              0.45         0.9
平衡量（mol/L）   0.1              0.05           0.9
则该温度下该反应的平衡常数K的数值=$\frac{0．{9}^{2}}{0．{1}^{2}×0.05}$=1620，
故答案为：1620；
（2）4NH3（g）+4NO（g）+O2（g）?4N2（g）+6H2O（g）△H=-1646KJ•mol-1，反应为气体体积增大的放热反应，
a．反应速率之比等于化学方程式计量数之比为正反应速率之比，当v逆（N2）=4v正（O2），反应达到平衡状态，故a错误；
b．反应前后气体质量变化，气体体积不变，当混合气体的密度保持不变说明反应达到平衡状态，故|b正确；
c．速率之比等于化学方程式计量数之比为正反应速率之比，c（N2）：c（H2O）：c（NH3）=4：6：4，不能说明正逆反应速率相同，故c错误；
d．单位时间内断裂12mol N-H键的同时断裂4molN≡N键，说明正逆反应速率相同，单位时间内断裂4mol N-H键的同时断裂4molN≡N键不能说明反应大多平衡状态，故d错误；
故答案为：b；
（3）①SNCR技术脱硝的最佳温度选择925℃的理由是：925℃时脱硝效率高，残留氨浓度较小，故答案为：925℃时脱硝效率高，残留氨浓度较小；
②SNCR与SCR技术相比，SNCR技术的反应温度较高，其原因是：反应的活化能较大，没有使用催化剂因为脱硝主要反应是放热反应，但当烟气温度高于1000℃时，SNCR脱硝效率明显降低，其原因可能是：温度过高，使脱硝主要反应的平衡逆向移动，
故答案为：反应的活化能较大，没有使用催化剂因为脱硝主要反应是放热反应；温度过高，使脱硝主要反应的平衡逆向移动；
（4）①阴离子移向负极，所以该电池工作时，中间室中的Cl-移向左室负极，正极电极反应式为2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O，氢离子参加反应导致溶液酸性减小，溶液的pH升高，
故答案为：左室；升高；
②若图中有机废水中有机物用C6H12O6表示，左室发生反应故答案为：是负极反应，葡萄糖失电子发生氧化反应，在酸性溶液中生成二氧化碳，电极反应为：C6H12O6-24e-+6H2O=6CO2↑+24H+，
故答案为：C6H12O6-24e-+6H2O=6CO2↑+24H+．

点评 本题考查了盖斯定律的应用、原电池原理及电极反应书写、化学反应速率和化学平衡的影响因素、K的计算等知识，题目难度较大，试题涉及的题量较大，知识点较多、综合性强，熟练掌握知识的迁移和应用是解答本题的关键，试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．

练习册系列答案
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17．下列关于有机物的说法正确的是（　　）
A．要鉴别己烯中是否混有少量的甲苯，可先加足量的溴水，然后再加入酸性高锰酸钾溶液
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15．已知烃B分子内C、H原子个数比为1：2，相对分子质量为28，核磁共振氢谱显示分子中只有一种化学环境的氢原子，且有如图的转化关系：

（1）B的结构简式是CH2=CH2
（2）A可能属于下列哪类物质ab
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反应②可表示为：G+NH3→F+HCl  （未配平），该反应配平后的化学方程式是（有机化合物均用结构简式表示）：2CH3CH2Cl+NH3→NH（CH2CH3）2+2HCl
化合物E（HOCH2CH2Cl）和 F[HN（CH2CH3）2]是药品普鲁卡因合成的重要中间体，普鲁卡因的合成路线如图：（已知：  ）

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（7）普鲁卡因有两种水解产物丁和戊．戊与甲互为同分异构体，戊的结构简式是．
6．一定温度下，在三个容积为2.0L的恒容密闭容器中发生反应：
2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）
各容器中起始物质的量浓度与反应温度如表所示，反应过程中甲、丙容器中CO2的物质的量随时间变化关系如图所示．
 容器 温度/℃ 起始物质的量浓度/mol•L-1
 NO　（g） CO　（g） N2（g） CO2（g）
 甲 T10.10 0.10  0 0
 乙 T2 00  0.10 0.20
 丙 T2 0.10 0.10 00
下列说法正确的是（　　）
A．该反应的正反应为吸热反应
B．乙容器中反应达到平衡时，N2的转化率小于40%
C．达到平衡时，乙容器中的压强一定大于甲容器的2倍
D．丙容器中反应达到平衡后，再充入0.10mol NO和0.10mol CO2，此时v（正）＜v（逆）
16．以煤为原料可合成一系列燃料．
（1）已知：①2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol
②CH3OH（g）+H2O（g）=CO2（g）+3H2（g）△H=+49.0kJ/mol
请写出甲醇燃烧生成H2O（g）的热化学方程式CH3OH（g）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-676.4kJ/mol；
（2）向1L密闭容器中加入2mol CO、4mol H2，在适当的催化剂作用下，发生反应：2CO（g）+4H2（g）?CH3OCH3（l）+H2O（l）△H=+71kJ/mol
①该反应能否不能自发进行（填“能”、“不能”或“无法判断”）
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是d．
a．混合气体的平均相对分子质量保持不变    b．CO和H2的转化率相等
c．CO和H2的体积分数保持不变              d．混合气体的密度保持不变
e．1mol CO生成的同时有1mol O-H键断裂
（3）CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H＜0  在一定条件下，某反应过程中部分数据如表：
反应条件反应时间CO2（mol）H2（mol）CH3OH（mol）H2O（mol）
恒温
恒容
（T1℃、
2L）		0min2600
10min4.5
20min1
30min1
①0～10min内，用H2O（g）表示的化学反应速率v（H20）=0.025mol/（L•min）
②达到平衡时，该反应的平衡常数K=$\frac{4}{27}$（用分数表示），平衡时H2的 转化率是50%．
③在其它条件不变的情况下，若30min时改变温度为T2℃，此时H2的物质的量为3.2mol，则T1＜T2（填“＞”、“＜”或“=”），理由是该反应正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动．在其他条件不变的情况下，若30min时向容器中再充入1mol CO2（g）和1mol H2O（g），则平衡不移动（填“正向”、“逆向”或“不”）．
（4）用甲醚（CH3OCH3）作为燃料电池的原料，请写出在碱性介质中电池负极反应式CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O．
3．将等物质的量A、B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），经5分钟后，测得D的浓度为0.5mol/L不变，且c（A）：c（B）=3：5，C的平均反应速率是0.1mol/（L•min）．求：
（1）反应开始前放入容器中A、B物质的量．
（2）B的平均反应速率．
（3）x值是多少？
（4）求平衡常数？
20．设NA为阿伏加德罗常数的值．下列说法正确的是（　　）
A．60g丙醇含有的共价键数目为10 NA
B．常温常压下，4.4 g CO2与N2O混合气体中含有的原子总数为0.3NA
C．在过氧化钠与水的反应中，每生成0.1 mol氧气，转移电子的数目为0.4 NA
D．80 mL 10 mol/L盐酸与足量MnO2加热反应，产生Cl2的分子数为0.2 NA
1．下列说法中不正确的是（　　）
A．淀粉和纤维素属于多糖类天然高分子化合物，在一定条件下均能水解
B．聚乙炔用I2或Na等做掺杂处理后可形成一种导电塑料，该导电塑料有固定的熔点
C．食用油反复加热会产生稠环芳香烃等有害物质
D．“地沟油”经加工处理后，可以用来制肥皂和生物柴油

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