题目内容

将等体积的NO2和N2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后，剩余气体的体积约为原总体积的（　　）
分析：假定的N2和NO2体积分别为V，NO2与水反应，发生3NO2+H2O═2HNO3+NO，每3体积NO2反应生成1体积NO，结合反应的方程式计算．
解答：解：假定的N2和NO2体积分别为V，设V体积的二氧化氮和水反应生成一氧化氮的体积为x，
3 NO2+H2O=2HNO3+NO
3               1
V               x
x=
V
3
，
则剩余气体的体积约为V+
V
3
=
4V
3
，
剩余气体的体积约为原总体积的
4V
3
2V
=
2
3
，
故选C．
点评：本题考查二氧化氮与水的反应，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，明确发生的化学反应，结合方程式计算是解答本题的关键，难度不大．
练习册系列答案
相关题目
氮可形成多种氧化物，如NO、NO2、N2O4等，NO2和N2O4可以相互转化．
（1）对反应N2O4（g）?2NO2（g）△H＞0，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示．T1
＜
＜
T2（填“＞”、“＜”或“=”）；A、C两点的速率vA
＜
＜
vC（同上）．
（2）在100℃时，将0.400mol的NO2气体充入2L抽空的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表数据：
时间（s） 0 20 40 60 80
n（NO2）/mol 0.40 n1 0.26 n3 n4
n（N2O4）/mol 0.00 0.05 n2 0.08 0.08
①在上述条件下，从反应开始直至20s时，二氧化氮的平均反应速率为
0.0025mol?L-1?s-1
0.0025mol?L-1?s-1
．
②100℃时，反应2NO2（g）?N2O4（g）的平衡常数K的值为
2.78
2.78
．
③若在相同情况下最初向该容器充入的是N2O4气体，要达到上述同样的平衡状态，N2O4的起始浓度是
0.10
0.10
mol/L．
④计算③中条件下达到平衡后混合气体的平均相对分子质量为
57.5
57.5
．（结果保留小数点后一位）
试运用所学知识，解决下列问题：
（1）煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题．已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO（g）+H2O（g）   H2（g）+CO2（g），该反应平衡常数随温度的变化如下表所示：
温度/°C 400 500 800
平衡常数K 9.94 9 1
若在500℃时进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol?L-1，在该条件下，CO的平衡转化率为
75%
75%
．
（2）在100℃时，将0.40mol的二氧化氮气体充入2L抽真空的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表数据：
时间/s 0 20 40 60 80
n（NO2）/mol 0.40 n1 0.26 n3 n4
n（N2O4）/mol 0.00 0.05 n2 0.08 0.08
①n3
=
=
n4（填“＞”或“＜”或“=”），该反应的平衡常数的值为
2.8
2.8
；
②若在相同情况下最初向该容器充入的是四氧化二氮气体，要达到上述同样的平衡状态，四氧化二氮的起始浓度是
0.1
0.1
mol?L-1，假设在80s时达到平衡，请在右图中画出并标明该条件下此反应中N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线．
（3）以甲醇为燃料制成燃料电池，请写出在氢氧化钾介质中该电池的正极反应式
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-
．

实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求，依靠理论知识做基础。试运用所学知识，解决下列问题：

（1）已知某反应的平衡表达式为：它所对应的化学反应为：_____________________________

（2）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：

①2H2（g）+CO（g）CH3OH（g）；ΔH=－90.8 kJ/mol

②2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）；ΔH=－23.5 kJ/mol

③CO（g）+ H2O（g）CO2（g）+H2（g）；ΔH=－41.3 kJ/mol

总反应：3H2（g）+3CO（g）CH3OCH3（g）+CO2（g）的ΔH=__________ ，

二甲醚（CH3OCH3）直接作燃料电池具有启动快，效率高等优点，若电解质为酸性，该电池的负极反应为_____________________________。

（3）煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO（g）+H2O（g）? H2（g）+CO2（g），该反应平衡常数随温度的变化如下表所示：

温度/℃

400

500

800

平衡常数K

9.94

9

1

 

该反应的正反应方向是_________反应（填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的平衡转化率为：________。

（4）从氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO2、N2O4等。对反应? N2O4（g） 2NO2（g）? △H>0，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是___________。

A．A、C两点的反应速率：A＞C

B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅

C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C

D．由状态B到状态A，可以用加热的方法

E．A、C两点的化学平衡常数：A＞C

（5）NO2可用氨水吸收生成NH4NO3 。25℃时，将m mol NH4NO3溶于水，溶液显酸性，向该溶液滴加n L氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将______（填”正向”“不”或“逆向”）移动，所滴加氨水的浓度为_______mol·L-1。（NH3·H2O的电离平衡常数取Kb=2X10-5 mol·L-1）

（6）某科研单位利用原电池原理，用SO2和O2来制备硫酸，装置如右图，电极为多孔的材料能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触．

①溶液中H+的移动方向由______ 极到______极；（用A、B表示）

②B电极的电极反应式为__________________________。

 
试运用所学知识，解决下列问题：
（1）煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题．已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO（g）+H2O（g）  
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 H2（g）+CO2（g），该反应平衡常数随温度的变化如下表所示：
温度/°C 400 500 800
平衡常数K 9.94 9 1
若在500℃时进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol?L-1，在该条件下，CO的平衡转化率为______．
（2）在100℃时，将0.40mol的二氧化氮气体充入2L抽真空的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表数据：
时间/s 0 20 40 60 80
n（NO2）/mol 0.40 n1 0.26 n3 n4
n（N2O4）/mol 0.00 0.05 n2 0.08 0.08
①n3______n4（填“＞”或“＜”或“=”），该反应的平衡常数的值为______；
②若在相同情况下最初向该容器充入的是四氧化二氮气体，要达到上述同样的平衡状态，四氧化二氮的起始浓度是______mol?L-1，假设在80s时达到平衡，请在右图中画出并标明该条件下此反应中N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线．
（3）以甲醇为燃料制成燃料电池，请写出在氢氧化钾介质中该电池的正极反应式______．
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火力发电厂释放出大量氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体而造成环境污染。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx：
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g) +CO2(g)+2H2O(g) △H1= -574 kJ/mol
CH4(g)+4NO(g) =2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2= -1 160 kJ/mol
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为______________________
(2)脱碳。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) △H3
①取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1:3)，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图甲所示，则上述CO2转化为甲醇反应的△H3____（填 “>”“<”或“=”）0。

②在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化曲线如图乙所示。下列说法正确的是____（填字母代号）。
A．第10 min后，向该容器中再充入1mol CO2和3 mol H2，则再次达到平衡时c(CH3OH) =1.5 mol/L
B．0~10 min内，氢气的平均反应速率为0.075 mol/(L·min)
C．达到平衡时，氢气的转化率为0. 75
D．该温度下，反应的平衡常数的值为3/16
E．升高温度将使n(CH3OH)/n(CO2)减小
③甲醇燃料电池的结构如图丙所示。其工作时正极的电极反应式可表示为__________________
(3)脱硫。某种脱硫工艺中将废气处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。设废气中的SO2、NO2的物质的量之比为1：1，则该反应的化学方程式为___________。
(4)硫酸铵和硝酸铵水溶液的pH<7，其原因可用一个离子方程式表示为：_____________；在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液，使溶液的pH =7，则溶液中c(Na+)+c(H+)____(填“>”“=”或 “<”)c(NO3-)+c(OH-)。