题目内容
【题目】NOx、SO2是常用的化工原料，含NOx、SO2的烟气大量排放能造成严重的大气污染。
（1）含NH3、NOx、SO2的烟气在大气中相互作用，产生的雾霾颗粒中有多种无机盐，其中无机铵盐主要是_____________（填化学式，只写两种）。
（2）SO2催化氧化反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)的能量与反应进程如图所示：
①该反应的正反应为____热（填“放”或“吸”）反应。
②若该反应在恒温恒容密闭容器中进行，能说明该 反应已达到化学平衡状态的是____（填标号）。
A．SO2的v(正)=v(逆)
B．混合气体中同时存在SO2、O2、SO3
C．容器内混合气体密度不随时间而变化
D．容器内混合气体总压强不再随时间而变化
（3）Wang c H等研究发现用Fe2O3/CeO2作催化剂，可用乙烯脱除烟气中SO2并回收单质硫。反应原理为：CH2＝CH2+3SO2
3S+2CO2+2H2O。某兴趣小组同学设计实验验证该反应并检验产物中的CO2，实验装置（夹持装置已略）如图所示：
①实验中所需SO2可由Cu与浓硫酸反应制取，该反应的化学方程式为________。
②已知：酸性KMnO4可将CH2＝CH2氧化为CO2；装置Ⅱ、Ⅲ中试剂均足量；装置（Ⅰ）的尾气中还含有未反应的SO2和CH2＝CH2。检验CO2时，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中盛放的试剂依次可以是_____（填标号）。
A．酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水
B．NaOH溶液、酸性KMnO4溶液、澄清石灰水
C．Br2的H2O溶液、品红溶液、澄清石灰水
D．Br2的CCl4溶液、酸性KMnO4溶液、澄清石灰水
（4）取用氨水脱除烟气中SO2得到的副产品[只含(NH4)2SO4和NH4HSO4] 3.875g，与足量NaOH混合后加热充分反应，共收集到氨气1.232L（已折合为标准状况），则该副产品中(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量之比n[(NH4)2SO4]∶n(NH4HSO4)＝______（写出计算结果即可）。
【答案】(NH4)2SO4、NH4NO3[NH4NO2或(NH4)2SO3] 放 AD Cu +2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O CD 5∶6
【解析】
（1）含NH3、NOx、SO2的烟气在大气中相互作用，产生的雾霾颗粒中有多种无机盐，根据质量守恒，由所含元素判断可知，其中无机铵盐主要是(NH4)2SO4、NH4NO3[NH4NO2或(NH4)2SO3]；
（2）①根据图中能量与反应进程可知，反应物总能量高于生成物总能量，该反应的正反应为放热反应；
②A．SO2的v(正)=v(逆)，反应达到平衡状态，选项A正确；
B．反应是可逆反应，混合气体中一定同时存在SO2、O2、SO3，反应不一定达平衡状态，选项B错误；
C．反应物均为气体，恒容条件下，气体的密度保持不变，故容器内混合气体密度不随时间而变化，不能作为平衡状态的标志，选项C错误；
D．反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)是气体体积缩小的反应，容器内混合气体总压强不再随时间而变化，说明气体的体积不变，反应达平衡状态，选项D正确；
答案选AD；
（3）①实验中所需SO2可由Cu与浓硫酸反应制取，铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式为Cu +2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O；
②已知：酸性KMnO4可将CH2＝CH2氧化为CO2；装置Ⅱ、Ⅲ中试剂均足量；装置（Ⅰ）的尾气中还含有未反应的SO2和CH2＝CH2。检验CO2时，必须先排除SO2和CH2＝CH2的干扰，再利用澄清石灰水检验二氧化碳，故Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中盛放的试剂依次可以是Br2的H2O溶液、品红溶液、澄清石灰水或Br2的CCl4溶液、酸性KMnO4溶液、澄清石灰水；
答案选CD；
（4）标准状况下生成氨气的物质的量为：
=0.055mol，设(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量分别为x和y，则：
，解得
，则该副产品中(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量之比n[(NH4)2SO4]∶n(NH4HSO4)＝5∶6。
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【题目】甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，可能发生的反应如下：
①CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2
③CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH3
回答下列问题：
(1)已知反应②中相关化学键键能数据如下：
化学键 | H－H | C＝O | C≡O | H－O |
E/kJ·mol－1 | 436 | 803 | 1076 | 465 |
由此计算ΔH2＝____kJ·mol－1。已知ΔH3＝＋99kJ·mol－1，则ΔH1＝____kJ·mol－1。
(2)一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示。
①温度为470K时，图中P点____(填“是”或“不是”)处于平衡状态。在490K之前，甲醇产率随温度升高而增大，490K之后，甲醇产率随温度升高而减小的原因分别是____。
②一定能提高甲醇产率的措施是____。
A．增大压强 B．升高温度 C．选择合适催化剂 D．加入大量催化剂
(3)如图为一定比例的CO2/H2，CO/H2、CO/CO2/H2条件下甲醇生成速率与温度的关系。
①490K时，根据曲线a、c判断合成甲醇的反应机理是____(填“I”或“II”)。
Ⅰ．CO2
CO
CH3OH II．COCO2
CH3OH＋H2O
②490K时，曲线a与曲线b相比，CO的存在使甲醇生成速率增大，从热力学与动力学角度，并结合反应①、②分析原因____。
