Question

17．CO₂、SO₂、NO_x是对环境影响较大的气体，控制和治理CO₂、SO₂、NO_x是解决温室效应、减少酸雨和光化学烟雾的有效途径．
（1）有效“减碳”的手段之一是节能．下列制氢方法最节能的是C．（填字母序号）
A．电解水制氢：2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑
B．高温使水分解制氢：2H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑
C．太阳光催化分解水制氢：2H₂O  $\frac{\underline{\;\;\;TiO_{2}\;\;\;}}{太阳光}$ 2H₂↑+O₂↑
D．天然气制氢：CH₄+H₂O$\stackrel{高温}{?}$CO+3H₂
（2）CO₂可转化成有机物实现碳循环．在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ/mol，测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图甲所示．
①从3min到10min，v（H₂）=0.11mol•L^-1•min^-1．（保留2位有效数字）
②能说明上述反应达到平衡状态的是D（选填编号）．
A．反应中CO₂与CH₃OH的物质的量浓度相等
B．混合气体的密度不随时间的变化而变化
C．单位时间内每消耗3mol H₂，同时生成1mol H₂O
D．CO₂的体积分数在混合气体中保持不变
（3）新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO₂，再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应．该技术的优点除了能回收利用SO₂外，还能得到一种正盐作为复合肥料．该复合肥料的化学式为（NH₄）₃PO₄．
（4）在汽车上安装三效催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物（CO、
NO_x、碳氢化合物）进行相互反应，生成无毒物质，减少汽车尾气污染．某研究性学习小组探究某种催化剂在不同空燃比（空气与燃油气的质量比）条件下对汽车尾气的催化效果．在一定条件下，测得尾气中的主要污染物的转化率与空燃比的关系如图乙所示．空燃比约为c时，催化剂对汽车尾气的催化效果最好．（填a、b、c、d）

Answer 1

分析 （1）从充分利用太阳能的角度分析；
（2）①根据v=$\frac{△c}{△t}$计算反应速率，计算二氧化碳反应速率，反应速率之比等于化学方程式计量数之比；
②化学反应达到平衡状态时正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的物理量不变；
（3）根据反应物判断可能的生成物，反应物有氨气和磷酸，则复合肥料可能为磷酸铵盐；
（4）NO和CO的转化率越高，催化效果越好．

解答 解：（1）电解水、高温以及天然气的使用都会消耗能源，不符合低碳要求，使用太阳能可减小低碳，故答案为：C；
（2）①v（CO₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.25mol/L}{7min}$，反应速率之比等于化学方程式计量数之比，则v（H₂）=3v（CO₂）=3×$\frac{0.25mol/L}{7min}$=0.11mol/（L•min）^-1，故答案为：0.11；
②A．反应中CO₂与CH₃OH的物质的量浓度之比为1：1时，没有达到平衡状态，故A错误；
B．由于气体的总质量不变，容器的体积不变，则无论是否达到平衡状态，气体的密度都不变，故B错误；
C．化学反应速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡状态，都存在单位时间内每消耗3molH₂，同时生成1molH₂O，故C错误；
D．CO₂的体积分数在混合气体中保持不变，说明达到平衡状态，故D正确．
故答案为：D；
（3）反应物有氨气和磷酸，则复合肥料可能为（NH₄）₃PO₄ 等，故答案为：（NH₄）₃PO₄；
（4）在c点时NO和CO的转化率最高，催化效果最好，故答案为：c．

点评 本题考查较为综合，设计化学反应速率、化学平衡，环境污染等问题，题目难度中等，本题易错点为（4），注意加强对图象的分析能力的培养．