[题目]氮氧化物(NOx).SO2和CO2等气体会造成环境问题.对燃煤废气进行化学方法处理.可实现绿色环保.节能减排.废物利用等目的.(1)利用甲烷催化还原NOx:CH4(g)+4NO2+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1＝-572 kJ·mol-1CH4＝2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2＝-1160 kJ·mol-1写出� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】氮氧化物（NOx）、SO2和CO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行化学方法处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。

（1）利用甲烷催化还原NOx：

CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－572 kJ·mol-1

CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－1160 kJ·mol-1

写出甲烷将NO2还原为N2并生成气态水时的热化学方程式________。

（2）工业上利用CO2生成甲醇燃料，反应为：

CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ·mol-1

将6 mol CO2和8 mol H2充入容器为2 L的密闭容器中，恒温下，H2的物质的量随时间变化如图1实线所示（图中字母后的数字表示对应坐标）。

①该反应在0 min～8 min内CO2的平均反应速率为________。

②仅改变某一条件再进行实验，测得H2物质的量变化如图1虚线所示。与实线相比，曲线Ⅰ改变的条件可能是________，曲线Ⅱ改变的条件可能是________。

（3）反应：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH＝－129.0 kJ/mol可用于合成甲醇。按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图2所示。下列说法正确的是________（填字母）

A．温度：T1＞T2＞T3

B．正反应速率：ν(a)＞ν(c)、 ν(b)＞ν(d)

C．平衡常数：K(a)＞K(c)、 K(b)＝K(d)

D．平均摩尔质量：M(a)＞M(c)、M(b)＞M(d)

（4）常温下，Ksp(BaCO3)＝2.5×10-9，Ksp(BaSO4)＝1.0×10-10，控制条件可实现如下沉淀转换：BaSO4(s)＋CO32-(aq) BaCO3(s)＋SO42-(aq)该反应平衡常数K的表达式为：K＝________，欲用1 L Na2CO3溶液将0.01 mol BaSO4全部转化为BaCO3，则Na2CO3溶液的最初浓度应不低于________。

【答案】 CH4（g）＋2NO2（g）＝N2（g）+ CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－866 kJ·mol-1 0.125 mol·L-1·min-1 升温（或增大生成物浓度）加压（或增大二氧化碳浓度） CD （若计算出结果0.04同样给分） 0.26 mol/L

【解析】(1)已知：①CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-572kJmol-1，②CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=-1160kJmol-1
③H2O(l)═H2O(g)△H2=+44kJmol-1，根据盖斯定律：(①+②)÷2可得CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=－866 kJmol-1；

(2)①从图象可知0～8min内H2的物质的量反应了6mol，根据方程式，则0～8min内CO2的物质的量变化为2mol，所以0～8min内CO2的平均反应速率为=0.125molL-1min-1；

②曲线Ⅰ反应速率加快，平衡后的氢气比原平衡含量高，说明反应逆向移动，曲线Ⅱ反应速率加快，平衡时氢气含量降低，说明反应正向移动，反应速率加快且平衡发生移动的有升温和加压，反应是个放热、气体体积减小的反应，升高温度，平衡逆向移动，符合Ⅰ，增大压强，平衡正向移动，符合Ⅱ；

(3)A．该反应为放热反应，温度越低，转化率越低，则温度：T2＞T2＞T1，故A错误；B．a、c温度不同，b、d压强不同，温度越大压强越大，反应速率越快，则正反应速率：ν(a)＜ν(c)、ν(b)＞ν(d)，故B错误；C．K只与温度有关，温度越高，放热反应的K越小，则平衡常数：K(a)＞K(c)、K(b)=K(d)，故C正确；D．质量不变，CO的转化率越大，平衡后气体的物质的量越小，则M越大，则平均摩尔质量：M(a)＞M(c)、M(b)＞M(d)，故D正确；故答案为CD；