题目内容

研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

（1）NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为                                。
利用反应6NO2＋ 8NH37N2＋12 H2O也可处理NO2。当转移1.2mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是       L。
（2）已知：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g） ΔH="-196.6" kJ·mol-1
2NO（g）+O2（g）2NO2（g）  ΔH="-113.0" kJ·mol
则反应NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的ΔH=            kJ·mol-1。
一定条件下，将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是       。
a．体系压强保持不变                 b．混合气体颜色保持不变
c．SO3和NO的体积比保持不变         d．每消耗1 mol SO3的同时生成1 molNO2
该温度下，此反应的平衡常数表达式K=         。
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应ΔH     0（填“>”或“ <”）。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是                                    。
（16分）（除注明的3分外，其余每空2分，共16分）
（1）3NO2＋H2O=NO＋2HNO3（3分）；6.72     
（2）－41.8；b；  K=c(SO3).c(NO）/c(NO2）.c(SO2) （3分）
（3）< 在1.3×104kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失。

试题分析：（1）NO2用水吸收，反应方式为：3NO2＋H2O=NO＋2HNO3；在6NO2＋ 8NH37N2＋12 H2O反应中，NO2 化合价由+4→0，得到4e-，现在转移1.2mole-，即NO2 得到1.2mole-，所以n(NO2 )=1.2mol/4=0.3mol，所以标况下V（NO2）=0.3mol×22.4L/mol=6.72L。
（2）反应NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）可以由已知方程式（①+②）/2得到，所以ΔH=（ΔH1+ΔH2）/2=-41.8kJ·mol；该反应前后气体系数不变，所以反应前后压强始终不变，压强不变不能判断达平衡，a错误；反应物NO2 呈红棕色，随着反应进行NO2 不断变化，颜色不断变化，当不变时，NO2 浓度不变可以说明达到平衡，b正确；生成物SO3：NO始终等于1：1，所以体积比不随反应而改变，不能判定达平衡，c错误；每消耗1 mol SO3的同时生成1 molNO2 都是逆反应速率，不能判定达平衡，d错误；所以应该选b。平衡常数表达式为K=c(SO3).c(NO）/c(NO2).c(SO2)。
（3）由图像可知，压强相同时，温度越大，CO的平衡转化率越小，所以升温对正反应不利，正反应是个放热反应，ΔH<0；再由图像可知，当温度为250℃压强为1.3×104kPa左右时，CO的平衡转化率已经很高，再增大压强，转化率增大不多，所以没必要再加压增大成本了。
练习册系列答案
相关题目
应用化学反应原理知识解决下列问题
（1）某温度下纯水中c （H+） = 2.0×10-7 mol·L-1，则此纯水中的c （OH-） =           。
（2）将某CH3COOH溶液稀释10倍，则稀释后的溶液中c（H+）       原来的十分之一（填“大于”、“小于”或“等于”）。
（3）0.1 mol·L-1的下列溶液①HCl、②CH3COOH、③CH3COONa、④FeCl3、⑤NaOH，其中pH最大的是                （填序号）；实验室配制的氯化铁溶液显弱酸性的原因：                                                        （用离子方程式表示）。
（4）一定条件下22g二氧化碳气体与足量氢气反应生成气态甲醇（CH3OH）和水蒸气时，放出247.5kJ热量，其反应的热化学方程式为                                                。
运用化学反应原理知识研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意义。
（1）用CO可以合成甲醇。已知：
CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－764.5 kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)=H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
则CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH＝________kJ·mol－1
（2）下列措施中能够增大上述合成甲醇反应的反应速率的是________(填写序号)．
a．使用高效催化剂  b．降低反应温度
c．增大体系压强  d．不断将CH3OH从反应混合物中分离出来

（3）在一定压强下，容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。
①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”)；
②100 ℃时，该反应的化学平衡常数K＝________(mol·L－1)－2；
③在其它条件不变的情况下，再增加a mol CO和2a molH2，达到新平衡时，CO的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（4）某科研小组用SO2为原料制取硫酸。
①利用原电池原理，用SO2、O2和H2O来制备硫酸，该电池用多孔材料作电极，它能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池的负极的电极反应式________________。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如下图所示。请写出开始时阳极反应的电极反应式________________。
以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐，电池总反应方程式为：C3H8 +5O2 = 3CO2+ 4H2O。
（1）已知： 2C3H8(g) + 7O2(g) =" 6CO(g)" + 8H2O(l)    ?H1              
C(s) + O2(g) = CO2 (g)                  ?H2        
2C(s) + O2(g) = 2CO(g)                 ?H3            
则C3H8(g) +5O2((g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) ?H=                 （用?H1、?H2、?H3表示）
（2）写出该电池正极的电极反应式：                               ，电池工作时CO32－移向      ；用该电池电解1000 mL 1mol/L的AgNO3溶液，此电解池的反应方程式为                        ；当电池消耗0．005 mol C3H8时,被电解溶液的pH为         （溶液体积变化忽略不计）。
已知CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－Q1  ①
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)         ΔH=－Q2     ②
H2O(g)=H2O(l)　           ΔH＝－Q3    ③
常温下，取体积比为4∶1的甲烷和H2的混合气体112 L（标准状况下），经完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为（　　）
A．4Q1＋0.5Q2B．4Q1＋Q2＋10Q3C．4Q1＋0.5Q2＋9Q3D．4Q1＋2Q2
已知化学键能：Si—Si：M KJ/mol O=O：N KJ/mol Si—O：Q KJ/mol，则Si (s) + O2 (g) =SiO2 (s); ΔH=（   ）
A．—（4Q—2M—N）KJ/molB．—（4Q—M—2N）KJ/mol
C．—（2Q—M—2N）KJ/mol D．—（2Q—2M—N）KJ/mol
Ⅰ、下列实验操作或对实验事实的描述正确的是____________________
① 用量筒量取稀硫酸溶液8.0mL；
②中和热的测定实验中，可用金属丝（棒）代替环形搅拌玻璃棒；
③用热的浓盐酸洗涤附着有MnO2的试管；
④在硫酸铜晶体结晶水含量的测定中，若加热后的无水硫酸铜粉末表面发黑，则所测结晶水含量可能会偏高 ；
⑤Fe(OH)3胶体与FeCl3溶液可用过滤的方法分离；
⑥用碱式滴定管量取KMnO4溶液20.50mL ；
⑦将水沿烧杯内壁缓缓注入浓硫酸中，不断用玻璃棒搅拌以稀释浓硫酸；
⑧用湿润的pH试纸测量某溶液pH时，测量值一定比真实值小；
⑨锌和一定量稀硫酸反应，为加快速率而不影响H2的量可向溶液中加适量Cu(NO3)2晶体。
Ⅱ、2013年初，雾霾天气多次肆虐天津、北京等地区。其中，燃煤和汽车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)2CO2(g)+ N2(g)。△H＜0
①该反应平衡常数表达式                                       
②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            （填代号）。

（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
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。
已知：①CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g)　△H＝－867 kJ/mol
②2NO2(g) N2O4(g)  △H＝－56.9 kJ/mol
③H2O(g) ＝ H2O(l)  ΔH ＝ －44.0 kJ／mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式：                  。
已知下列反应的热化学方程式为
（1）CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)  ΔH1＝－870.3 kJ/mol
（2）C(s)＋O2(g)=CO2(g)  ΔH2＝－393.5 kJ/mol
（3）H2(g)＋O2(g)=H2O(l)  ΔH3＝－285.8 kJ/mol
则反应2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)的ΔH为（  ）
A．－488.3 kJ/molB．－191 kJ/molC．－476.8 kJ/mol D．－1 549.6 kJ/mol
沼气（主要成分是甲烷）是一种廉价的能源，把农村中大量存在的农作物秸秆、杂草、人畜粪便等在沼气池中发酵，便可产生沼气，沼气完全燃烧可以用来点灯、做饭。
（1）在101kPa时，32gCH4燃烧生成CO2和气态H2O，放出1604kJ的热量，写出甲烷燃烧的热化学方程式为__________________________________________________________。
（2）120℃，取CH4和过量O2的混合气体共0.4mol，点燃使其充分反应，将燃烧后的气体通过足量的碱石灰（NaOH和CaO的固体混合物）充分吸收，碱石灰增重8g。计算：原混合气体中CH4和O2的体积比是多少？

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