题目内容
17．为保护环境，应减少二氧化硫、氮氧化物和二氧化碳等物质的排放量．（1）用CH4催化还原煤燃烧产生的氮氧化物，可以消除污染．
已知：CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867.0kJ/mol
NO2（g）═$\frac{1}{2}$N2O4（g）△H=-28.5kJ/mol
写出CH4催化还原N2O4（g）生成CO2、N2和H2O（g）的热化学方程式CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-810kJ/mol．
（2）一定条件下，将NO2与SO2以体积比1：2置于恒温恒容的密闭容器中，发生NO2（g）+SO2（g）═SO3（g）+NO（g），测得反应达到平衡时NO2与SO2体积比为1：5，则平衡常数K=1.8（填数值）．
（3）如图1是一种用NH3、O2脱除烟气中NO的原理，该原理中NO最终转化为H2O和N2（填化学式），当消耗1mol NH3和0.5molO2时，除去的NO在标准状况下的体积为11.2L．
（4）研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域．有人利用图2所示装置（均为惰性电极）从海水中提取CO2（海水中无机碳95% 以HCO3-存在），有利于减少环境中温室气体含量．
①a室的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑．
②b室中提取CO2的反应的离子方程式为H++HCO3-=CO2↑+H2O．
③b室排出的海水（pH＜6）不可直接排回大海，需用该装置中产生的物质对b室排出的海水进行处理，合格后才能排回大海．处理的方法是用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至装置入口海水的pH．
分析 （1）根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式；
（2）计算各物质的平衡浓度，结合平衡常数表达式进行计算求解；
（3）由图该原理中的中NO最终转化为H2O和氮气；根据氨气失去的电子的物质的量等于NO和氧气得到的电子总物质的量计算；
（4）①a室接电源的正极，为阳极，水失去电子生成氧气和氢离子；
②氢离子通过阳离子交换膜进入b室，与b室中的碳酸氢根反应生成二氧化碳气体，据此解答即可；
③c室连接电源的负极，为阴极，水得到电子生成氢气和氢氧根，a室中产生氢离子，用c室排除的碱液将从b室排出的酸性海水调节即可，据此解答．
解答 解：（1）已知：Ⅰ、CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-867kJ/mol
Ⅱ、2NO2（g）?N2O4（g）△H2=-57kJ/mol
根据盖斯定律，Ⅰ-Ⅱ得CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），故△H=-867kJ/mol-（-57kJ/mol）=-810kJ/mol，
即CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），△H=-810kJ/mol，
故答案为：CH4（g）+N2O4（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-810kJ/mol；
（2）NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g），
起始量 a 2a
变化量 x x x x
平衡量 a-x 2a-x x x
由题意可知：$\frac{a-x}{2a-x}=\frac{1}{5}$，解之得：x=$\frac{3}{4}a$，所以K=$\frac{\frac{3}{4}a×\frac{3}{4}a}{\frac{1}{4}a×\frac{5}{4}a}$=1.8，故答案为：1.8；
（3）由图1可知反应物为氧气、一氧化氮和氨气最终生成物为氮气和水，所以NO最终转化为N2和H2O；氧气、一氧化氮和氨气反应生成氮气和水，反应中氨气失去的电子的物质的量等于NO和氧气得到的电子总物质的量，1mol NH3转化为N2失去3mol电子，0.5mol O2得到2mol电子，则NO转化为N2得到的电子为1mol，所以NO的物质的量为0.5mol，其体积为11.2L，故答案为：N2；11.2；
（4）①a室为阳极，发生氧化反应，电极方程式为2H2O-4e-=4H++O2↑，故答案为：2H2O-4e-=4H++O2↑；
②氢离子通过阳离子交换膜进入b室，发生反应：H++HCO3-=CO2↑+H2O，故答案为：H++HCO3-=CO2↑+H2O；
③c室发生2H2O+2e-=2OH-+H2↑，可用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至装置入口海水的pH，以达到排放标准，
故答案为：用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至装置入口海水的pH．
点评 本题考查较为综合，涉及盖斯定律的应用、电解原理的应用、氧化还原反应、图象的分析与应用等，为高考常见题型和高频考点，侧重于学生的分析能力以及对基础知识的综合应用能力的考查，题目难度中等．
[Fe（CN）6]3-可将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫，自身还原为[Fe（CN）6]4-．工业上常采用如图所示的电解装置，通电电解，然后通入H2S加以处理．下列说法不正确的是（ ）| A． | 整个过程中需要不断补充K4[Fe（CN）6]与KHCO3 | |
| B． | 电解时阴极反应式为：2HCO3-+2 e-═H2↑+2CO32- | |
| C． | 当电解过程中有22.4L标准状况下的H2生成时，溶液中有32gS析出（溶解忽略不计） | |
| D． | 电解时阳极反应式为[Fe（CN）6]4--e-═[Fe（CN）6]3- |
| A． | 烧碱 NaOH | B． | 碱石灰 CaO | C． | 纯碱 Na2CO3 | D． | 小苏打 NaHCO3 |
| A． | 热稳定性NaHCO3＜Na2CO3 | B． | 常温时水中溶解度NaHCO3＞Na2CO3： | ||
| C． | 与盐酸反应的速率：NaHCO3＞Na2CO3 | D． | 相对分子质量：NaHCO3＜Na2CO3 |
Ⅰ．已知：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566kJ/mol
2Fe（s）+$\frac{3}{2}$O2（g）═Fe2O3（s）△H=-825.5kJ/mol
反应：Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H=-23.5kJ/mol．
Ⅱ．反应$\frac{1}{3}$Fe2O3（s）+CO（g）?$\frac{2}{3}$Fe（s）+CO2（g）在1000℃的平衡常数等于4.0．在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，反应经过10min后达到平衡．
（1）CO的平衡转化率=60%．
（2）欲提高CO的平衡转化率，促进Fe2O3的转化，可采取的措施是d
a．提高反应温度 b．增大反应体系的压强
c．选取合适的催化剂 d．及时吸收或移出部分CO2
e．粉碎矿石，使其与平衡混合气体充分接触
Ⅲ．（1）高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收，使其在一定条件下和H2反应制备甲醇：
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．请根据图示回答下列问题：
（1）从反应开始到平衡，用H2浓度变化表示平均反应速率v（H2）=0.15mol/（L•min）．
（2）若在温度和容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡吋的有关数据如下表：
| 容器 | 反应物投入的量 | 反应物的转化率 | CH3OH的浓度 | 能量变化 （Q1，Q2，Q3均大于0） |
| 甲 | 1mol CO和2mol H2 | a1 | c1 | 放出Q1kJ热量 |
| 乙 | 1mol CH3OH | a2 | c2 | 吸收Q2kJ热量 |
| 丙 | 2mol CO和4mol H2 | a3 | c3 | 放出Q3kJ热量 |
A c1=c2B.2Q1=Q3C.2a1=a3D．a1+a2=1E．该反应若生成1mol CH3OH，则放出（Q1+Q2）kJ热量．
| A． | 高温、高压 | B． | 适宜的温度、高压、催化剂 | ||
| C． | 低温、低压 | D． | 高温、高压、催化剂 |
| A． | 溶液B中发生的反应为2SO2+O2═2SO3 | |
| B． | 可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液C中是否含有Fe3+ | |
| C． | 由以上流程可推知氧化性：Fe3+＞O2＞SO42- | |
| D． | 此工艺的优点之一是物质能循环利用 |
已知：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（l）△H=-248kJ/mol，蒸发1mol CH3OH（l）需要吸收的能量为157kJ，相关数据如下| H2（g） | CO（g） | CH3OH（g） | |
| 1mol分子中的化学键形成时要释放出的能量/kJ | 436 | 1084 | a |
| A． | 上图可表示合成甲醇过程中的能量变化 | |
| B． | a的数值为2047 | |
| C． | Q的数值为91 | |
| D． | 其它条件相同，反应使用催化剂时释放出的能量大于无催化剂时释放出的能量 |
