题目内容
【题目】某化学兴趣小组利用还原铁粉处理含Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的废水，所加还原铁粉的质量与溶液中Fe2+的浓度变化关系如下图（忽略溶液体积变化）。下列有关结论错误的是
A. 加入铁粉质量小于56g时发生的反应为Fe+NO3－+4H+=Fe3++NO↑+2H2O
B. 当加入的铁粉质量超过168g后，溶液中的溶质只含有Fe(NO3)2（忽略Fe2+的水解）
C. 原废水中三种物质的氧化性由强到弱的顺序是HNO3>Fe(NO3)3>Cu(NO3)2
D. 原废水中Fe(NO3)3的浓度为2mol/L，Cu(NO3)2的浓度均为1mol/L
【答案】D
【解析】
0～56g没有Fe2＋生成，说明Fe先于硝酸反应，消耗1mol铁，增加3molFe2＋，即56～112g，铁与硝酸铁反应，112～168g铁与硝酸铜反应，氧化性强弱：HNO3>Fe(NO3)3>Cu(NO3)2，加入还原铁粉，先于氧化性强的反应，即反应顺序是：Fe＋4HNO3=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O、Fe＋2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2、Fe＋Cu(NO3)2=Cu＋Fe(NO3)2；
氧化性强弱：HNO3>Fe(NO3)3>Cu(NO3)2，加入还原铁粉，先于氧化性强的反应，即反应顺序是：Fe＋4HNO3=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O、Fe＋2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2、Fe＋Cu(NO3)2=Cu＋Fe(NO3)2；
A、根据上述分析，加入铁粉质量小于56g，发生离子反应为Fe＋4H＋＋NO3－=Fe3＋＋NO↑＋2H2O，故A说法正确；
B、根据上述分析，当加入铁粉质量超过168g后，溶液中的溶质只含有Fe(NO3)2，故B说法正确；
C、0～56g没有Fe2＋生成，说明Fe先于硝酸反应，消耗1mol铁，增加3molFe2＋，即56～112g，铁与硝酸铁反应，112～168g铁与硝酸铜反应，氧化性强弱：HNO3>Fe(NO3)3>Cu(NO3)2，故C说法正确；
D、根据图像，每段消耗Fe质量为56g，即1mol，Fe＋4HNO3=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
1 4 1
Fe＋2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2
1 2
Fe＋Cu(NO3)2=Cu＋Fe(NO3)2
1 1 ，则原废水中Fe(NO3)3的物质的量为(2mol－1mol) =1mol，物质的量浓度为1mol/1L=1mol·L－1，Cu(NO3)2物质的量为1mol，即Cu(NO3)2物质的量浓度为1mol·L－1，故D说法错误；
【题目】近年来“雾霾”污染日益严重，原因之一是机动车尾气中含有NO、NO2、CO等气体，火力发电厂释放出大量的NOx、SO2和CO2等气体也是其原因，现在对其中的一些气体进行了一定的研究：
（1）用 CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。
已知：①CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H = - 574 kJ/mol
②CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H = - 1160 kJ/mol
③H2O(g) = H2O(l) △H = - 44.0 kJ/mol
写出 CH4(g)与 NO2(g)反应生成 N2(g)、CO2(g)和 H2O(l)的热化学方程式： _____________________________________________________________。
（2）汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体转化为无毒气体。4CO(g)＋2NO2(g) 
4CO2(g)＋N2(g) ΔH＝-1200 kJ·mol-1
对于该反应，温度不同（T2＞T1）、其他条件相同时，下列图像正确的是________________（填代号）。
（3）用活性炭还原法也可以处理氮氧化物，某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) ΔH=a kJ/mol
在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下：
时间/min 浓度/(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.0 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
CO2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
①根据图表数据分析T1℃时，该反应在0-20min的平均反应速率v（NO）=_____________________；计算该反应的平衡常数K=____________________。
②30min后，只改变某一条件，根据上表的数据判断改变的条件可能是_________（填字母代号）。
A．通入一定量的CO2 B．加入合适的催化剂
C．适当缩小容器的体积 D．通入一定量的NO
E．加入一定量的活性炭
③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为2:1:1，则达到新平衡时NO的转化率____________（填“升高”或“降低”），a________0（填“>”或“<”）。
（4）温度T1和T2时，分别将0.50 mol CH4和1.2mol NO2充入1 L的密闭容器中发生反应：CH4(g)＋2NO2(g)N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H=bkJ/mol。
测得有关数据如下表：
温度 | 时间/min 物质的量 | 0 | 10 | 20 | 40 | 50 |
T1 | n（CH4）/mol | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.10 | 0.10 |
T2 | n（CH4）/mol | 0.50 | 0.30 | 0.18 | x | 0.15 |
下列说法正确的是__________________。
A．T1＞T2，且b＞0
B．当温度为T2、反应进行到40 min时， x＞0.15
C．温度为T2时，若向平衡后的容器中再充入0.50 mol CH4和1.2mol NO2，重新达到平衡时，n（N2）<0.70mol
D．温度为T1时，若起始时向容器中充入0.50 mol CH4(g)、0.50 molNO2(g)、1.0 mol N2(g)、2.0 molCO2(g)、0.50molH2O(g)，反应开始时，ν(正)＞ν(逆)
