题目内容

1．雾霾天气是一种大气污染状态，雾霾的源头多种多样，比如汽车尾气、工业排放、建筑扬尘、垃圾焚烧，甚至火山喷发等．
（1）汽车尾气中的NO（g）和CO（g）在一定温度和催化剂的条件下可净化．
①已知部分化学键的键能如下
分子式/结构式NO/N≡OCO/C≡OCO2/O=C=ON2/N≡N
化学键N≡OC≡OC=ON≡N
键能（KJ/mol）6321072750946
请完成汽车尾气净化中NO（g）和CO（g）发生反应的热化学方程式
2NO（g）+2CO（ g）?N2（ g）+2CO2（9）△H=-538kJ/mol
②若上述反应在恒温、恒容的密闭体系中进行，并在t．时刻达到平衡状态，则下列示意图
不符合题意的是ABC（填选项序号）．（下图中V正、K、n、P总分别表示正反应速率、平衡常
数、物质的量和总压强）

（2）在t1℃下，向体积为10L的恒容密闭容器中通人NO和CO，测得了不同时间时NO和CO的物质的量如表：
时间/s 012345
n（NO）/×10-2mol 10.0 4.50 2.501.50 1.001.00 
n（CO）/×10-1mol   3.60 3.052.85  2.75 2.702.70 
t1℃时该反应的平衡常数K=500，既能增大反应速率又能使平衡正向移动的措施是加压．（写出一种即可）
（3）如图l所示，以N2O4为原料采用电解法可制备新型绿色硝化剂（一种氮氧化物）写出生成这种硝化剂的阳极电极反应式N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+．

（4）NH3催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术．在氨气足量的情况下，不同c（NO2）/C（NO）、不同温度对脱氮率的影响如图2所示（已知氨气催化还原氮氧化物的正反应为放热反应），请回答温度对脱氮率的影响300℃之前，温度升高脱氮率逐渐增大，而300℃之后，温度升高脱氮率逐渐减小，给出合理的解释：300℃之前，反应未平衡，反应向右进行，脱氮率增大；300℃时反应达平衡，后升温平衡逆向移动，脱氮率减小．

分析 （1）①化学反应的焓变等于反应物旧键断裂吸收的能量和产物中新键生成释放的能量之差，据此回答计算；
②根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
（2）依据平衡常数概念是利用生成物平衡浓度的幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，代入平衡浓度即可计算出平衡常数；根据影响反应速率和平衡移动的因素来回答；
（3）电解池中阳极上N2O4失电子生成N2O5，结合电子守恒计算分析；
（4）根据图示得到温度和脱氮率的关系300℃之前，温度升高脱氮率逐渐增大；300℃之后，温度升高脱氮率逐渐减小，据此结合温度对平衡移动的影响知识来回答即可．

解答 解：（1）①化学反应的焓变等于反应物旧键断裂吸收的能量和产物中新键生成释放的能量之差，所以2NO（g）+2CO（ g）?N2（ g）+2CO2（g）的△H=（2×632+1072×2）-（750×4+946）kJ/mol=-538kJ/mol，故答案为：-538kJ/mol；
②A、t1时正反应速率仍然在变化，说明没有达到平衡状态，故A错误；
B、平衡常数只受温度的影响，反应在恒温、恒容的密闭体系中进行，K始终不变，故B错误；
C、t1时二氧化碳和一氧化氮的物质的量还在变化，说明正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，故C错误；
D、反应前后气体的系数和变化，所以总压不变的状态达到了平衡状态，故D正确；
故选ABC；
（2）NO和CO反应生成CO2和N2，反应方程式为：
                2NO+2CO?2CO2 +N2
起始浓度：1×l0-2 3.6×l0-2  0    0
转化浓度：0.9×l0-2 0.9×l0-2 0.9×l0-2 0.45×l0-2
平衡浓度：0.1×l0-2 2.7×l0-2 0.9×l0-2 0.45×l0-2
反应的平衡常数K=$\frac{（0.45×1{0}^{-2}）（0.9×1{0}^{-2}）^{2}}{（0.1×1{0}^{-2}）^{2}（2.7×1{0}^{-2}）^{2}}$=500，加压既能增大反应速率又能使平衡正向移动，
故答案为：500；加压；
（3）Pt是阳极，阳极上N2O4失电子生成N2O5，电极反应式为：N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+，故答案为：N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+；
（4）根据图示信息得到：300℃之前，温度升高脱氮率逐渐增大；300℃之后，温度升高脱氮率逐渐减小，这是因为：300℃之前，反应未平衡，反应向右进行，脱氮率增大；300℃时反应达平衡，后升温平衡逆向移动，脱氮率减小，
故答案为：300℃之前，温度升高脱氮率逐渐增大，而300℃之后，温度升高脱氮率逐渐减小；300℃之前，反应未平衡，反应向右进行，脱氮率增大；300℃时反应达平衡，后升温平衡逆向移动，脱氮率减小．

点评 本题考查了盖斯定律的应用、化学平衡状态的判断、平衡常数的计算以及影响反应速率的因素等知识，难度不大．

练习册系列答案
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11．在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物叫做电解质．
电离时，生成的阳离子全部是氢离子（H+）的化合物叫做酸．
电离时，生成的阴离子全部是氢氧根离子（OH-）的化合物叫做碱．
电离时，生成的金属阳离子（或铵根离子NH4+）和酸根离子的化合物叫做盐．
12．下列各组离子一定能大量共存的是（　　）
A．澄清透明的无色溶液：MnO4-  Na+  I-  Mg2+
B．含有0.1mol/L Fe3+ 的溶液中：Na+  Ca2+  SCN-  SO42-
C．与铝片反应产生氢气的溶液：CO32-  SO42- Na+  NH4+
D．使酚酞溶液变红的溶液：Na+  Cl-  NO3-  Ba2+
9．一种光化学电池的结构如图，当光照在表面涂有氯化银的银片上时，AgCl（s）=AgCl（s）=Ag （s）+Cl（AgCl），[Cl（AgCl）表示生成的氯原子吸附在氯化银表面]，接着Cl（AgCl）+e-→Cl-（aq），若将光源移除，电池会立即回复至初始状态．下列说法正确的是（　　）
A．光照时，电流由Y流向X
B．光照时，Pt电极发生的反应为2Cl-+2e-═Cl2
C．光照时，Cl-向Ag电极移动
D．光照时，电池总反应为：AgCl（s）+Cu+（aq）$\frac{\underline{\;光\;}}{\;}$Ag （s）+Cu2+（aq）+Cl-（aq）
16．实验室制备硝基苯的反应原理和实验装置如下：+HO-NO2$→_{50-60℃}^{H_{2}SO_{4}}$NO2+H2O△H＜0
反应中存在的主要副反应有：在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯．
有关数据列如下表：
物质熔点/℃沸点/℃密度/g•cm-3溶解性
苯5.5800.88微溶于水
硝基苯5.7210.91.205难溶于水
间二销基苯893011.57微溶于水
浓硝酸 831.4易溶于
浓硫酸 3381.84易溶于水
实验步骤如下：①取100mL烧杯，用20mL浓硫酸与18mL浓硝酸配制混和酸，将混合酸小心加入B中；②把18mL（15.84g）苯加入A中；③向室温下的苯中逐滴加入混酸，边滴边搅拌，混和均匀．在50～60℃下发生反应，直至反应结束；④将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中，依次用少量水、5%NaOH溶液、水洗涤并分液；⑤分出的产物加入无水CaCl2颗粒，静置片刻，然后倒入蒸馏烧瓶，弃去CaCl2，进行蒸馏纯化，收集205～210℃馏分，得到纯硝基苯18g．
回答下列问题：
（1）图中装置C的作用是冷凝回流．
（2）配制混合酸时，能否将浓硝酸加入到浓硫酸中，说明理由：不能，容易发生迸溅．
（3）为了使反应在50℃～60℃下进行，常用的方法是水浴加热．反应结束并冷却至室温后A中液体就是粗硝基苯，粗硝基苯呈黄色的原因是溶有浓硝酸分解产生的NO2（或硝酸）等杂质．
（4）在洗涤操作中，第二次水洗的作用是洗去残留的NaOH及生成的盐．
（5）在蒸馏纯化过程中，因硝基苯的沸点高于140℃，应选用空气冷凝管，不选用水直形冷凝管的原因是以免直形冷凝管通水冷却时导致温差过大而发生炸裂．
（6）本实验所得到的硝基苯产率是72%．
6．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是（　　）
A．3.4g H2O2中含有的共用电子对数为0.1NA
B．标准状况下，11.2 L由CH4和C2H4组成的混合气体中含有氢原子的数目为2 NA
C．标准状况下，2.24L氯气溶于水发生反应，转移的电子数目为0.1 NA
D．25℃，pH=13的NaOH溶液中，含有OH-的数目为0.1NA
13．常温下MOH和ROH两种一元碱的溶液分别加水稀释时，pH变化如图所示．下列叙述中不正确的是（　　）
A．ROH是一种强碱，MOH是一种弱碱
B．等浓度的MOH与盐酸反应，所得溶液呈中性，则V（MOH）＞V（盐酸）
C．在x点，c（M+）=c（R+）
D．稀释前，c（ROH）=10c（MOH）
10．硫有多种含氧酸，亚硫酸（H2SO3）、硫酸（H2SO4）、焦硫酸（H2SO4?SO3）、硫代硫酸（H2S2O3）等等，其中硫酸最为重要，在工业上有广泛的应用．在实验室，浓硫酸是常用的干燥剂．
完成下列计算：
（1）焦硫酸（H2SO4．SO3）溶于水，其中的SO3都转化为硫酸．若将445g焦硫酸溶于水配成4.00L硫酸，该硫酸的物质的量浓度为1.25mol/L．
（2）若以浓硫酸吸水后生成H2SO4．H2O计算，250g质量分数为98%的硫酸能吸收多少g水？
（3）硫铁矿是工业上制硫酸的主要原料．硫铁矿氧化焙烧的化学反应如下：
3FeS2+8O2→Fe3O4+6SO2　　4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2
若48molFeS2完全反应耗用氧气2934.4L（标准状况），计算反应产物中Fe3O4与Fe2O3物质的量之比．
（4）用硫化氢制取硫酸，既能充分利用资源又能保护环境，是一种很有发展前途的制备硫酸的方法．
硫化氢体积分数为0.84的混合气体（H2S、H2O、N2）在空气中完全燃烧，若空气过量77%，计算产物气体中SO2体积分数（水是气体）．
已知空气组成：N2体积分数0.79、O2体积分数0.21．
11．下列有关应用中，不科学的是（　　）
A．用铝丝作高压电缆B．用不锈钢碗存放食醋
C．用铝槽车运输浓硫酸D．用硬铝作制航天器的材料

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