题目内容

污染与环境保护已经成为现在我国最热门的一个课题,污染分为空气污染,水污染,土壤污染等。
(1)为了减少空气中SO2的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH1=-241.8 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO(g)  ΔH2=-110.5 kJ·mol-1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式:         。
该反应的平衡常数表达式为K=        。
②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是     (选填序号)。
a.Ca(OH)2      b.CaCl2         c.Na2CO3       d.NaHSO3
(2)为了减少空气中的CO2,目前捕碳技术在降低温室气体排放中具有重要的作用,捕碳剂常用(NH4)2CO3,反应为:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)=2NH4HCO3(aq)  ΔH3为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,其关系如图,则:

①ΔH3   0(填“>”、“=”或“<”)。
②在T4~T5这个温度区间,容器内CO2气体浓度变化趋势的原因是:        。
(3)催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
①催化反硝化法中,用H2将NO3-还原为N2,一段时间后,溶液的碱性明显增强。则反应离子方程式为:   。
②电化学降解NO3-的原理如图,电源正极为:       (选填填“A”或“B”),阴极反应式为:        。

 

(1)① C(s)+H2O(g) = CO(g) +H2(g)   ΔH=+131.3kJ·mol-1   k=c CO)·c( H2)/c(H2O)
② a  c(各1分)
(2)① <
② T4~T5 反应达平衡,正反应为放热反应,随着温度的升高,平衡逆向移动,CO2的吸收效率降低(或NH4HCO3部分分解,意思相近均给分)。
(3)①2 NO3-+5H2N2+2OH-+4H2O
②A    2 NO3-+12 H++10e-= N2↑+6H2O

解析试题分析:(1)①两个给出的热化学方程式下式减上式即得C(s)+H2O(g) = CO(g) +H2(g)   ΔH=+131.3kJ·mol-1;②试剂Ca(OH)2、Na2CO3与二氧化硫反应,可以作为其吸收剂;(2)①该图是相同时间时测定的二氧化碳的浓度,温度越高反应速率越快,先打到平衡,所以图像从T3为界,后面是平衡曲线,据此分析温度高二氧化碳含量高平衡逆向移动,正反应为放热反应,ΔH3< 0;②T4~T5 反应达平衡,正反应为放热反应,随着温度的升高,平衡逆向移动,CO2的吸收效率降低;(3)该反应氢气化合价升高,根据溶液碱性增强,考虑生成OH-,由此书写方程式;②在与B相连的电极NO3-得到电子生成N2,为阴极,故A为正极,B为负极。
考点:考查化学原理综合内容。

练习册系列答案
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氨有着广泛的用途,可用于化肥、硝酸、合成纤维等工业生产。
(1)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应可生成氨气:

该反应在固定体积的密闭容器中进行,有关说法正确的是_____________(填序号字母)。

A.反应处于平衡状态时,
B.反应达到平衡后,
C.体系的总压强不变,说明反应已达平衡
D.混合气体的密度保持不变,说明反应已达平衡
(2)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨在燃烧试验机中相关的反应有:
   ①
 ②
   ③
请写出上述三个反应中、、三者之间关系的表达式,=_________。
(3)工业制硝酸的主要反应是: =
①升高温度,反应的K值减小,则Q______(填“>”、“<”或“=”)0。
②若反应起始的物质的量相同,下列关系图错误的是________(填序号)。

③在容积固定的密闭容器中发生上述反应,容器内部分物质的浓度如下表:
时间/浓度








起始
4.0
5.5
0
0
第2min
3.2
a
0.8
1.2
第4min
2.0
3.0
2.0
3.0
第6min
2.0
3.0
2.0
3.0
 
反应在第2 min到第4 min时,O2的平均反应速率为________。
反应在第2 min时改变了条件,改变的条件可能是______________________________。
该条件下,反应的平衡常数K=________。

化学反应中既有物质变化,又有能量变化,释放或吸收热量是化学反应中能量变化的主要形式之一。已知C(石墨)、H2(g)燃烧的热化学方程式分别为:
① C(石墨)+O2(g)=CO(g)   ="-111.0" KJ·mol-1
② H2(g)+ O2(g) =H20(g)   ="-242.0" kJ·mol-1
③ C(石墨)+O2(g)=CO2(g)     ="-394.0" kJ·mol-1    
请解答下列问题:    
(1)化学反应中有能量变化的本质原因是反应过程中有         的断裂和形成。上述三个反应都是          (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)在热化学方程式中,需要标明反应物及生成物的状态的原因是                                                 ;在①中,02的化学计量数“1/2”是表示     (填字母)。
a.分子个数    b.物质的量    c.气体的体积
(3)反应2H20(g)=2H2(g)+02(g)的=        KJ·mol-1。
(4)若C(金刚石)+02(g)=C02(g)的="-395.0" kJ·mol-1,则稳定性:金刚石         (填“>”、“<”或“=”)石墨。
(5)已知形成H20(g)中的2 mol H-O键能放出926.0 kJ的能量,形成1 mol 02(g)中的共价键能放出498.0 kJ的能量,则断裂1 mol H2(g)中的H-H键需要的能量         KJ。
(6)工业制氢气的一个重要途径是用CO(g)与H2O(g)反应生成C02(g)和H2(g),则该反应的热化学方程式是                                                    。

二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的精细化工产品,被认为是二十一世纪最有潜力的燃料[ 已知:CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1) △H=-1455kJ/mol ]。同时它也可以作为制冷剂而替代氟氯代烃。工业上制备二甲醚的主要方法经历了三个阶段:
①甲醇液体在浓硫酸作用下或甲醇气体在催化作用下直接脱水制二甲醚;2CH3OHCH3OCH3+H2O
②合成气CO与H2直接合成二甲醚:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)  △H=-247kJ/mol
③天然气与水蒸气反应制备二甲醚。以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇工业流程如下:

(1)写出CO(g)、H2(g)、O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式(结果保留一位小数)                                                。
(2)①方法中用甲醇液体与浓硫酸作用直接脱水制二甲醚,尽管产率高,但是逐步被淘汰的主要原因是                                        。
(3)在反应室2中,一定条件下发生反应3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)在密闭容器中达到平衡后,要提高CO的转化率,可以采取的措施是     。
A.低温高压    B.加催化剂    C.增加CO浓度    D.分离出二甲醚
(4)在反应室3中,在一定温度和压强条件下发生了反应:3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O (g) △H<0反应达到平衡时,改变温度(T)和压强(P),反应混合物CH3OH“物质的量分数”变化情况如图所示,关于温度(T)和压强(P)的关系判断正确的是   (填序号)。

A.P3>P2   T3>T2       B.P2>P4   T4>T2
C.P1>P3   T1>T3       D.P1>P4   T2>T3
(5)反应室1中发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H>0写出平衡常数的表达式:                          。如果温度降低,该反应的平衡常数                  。(填“不变”、“变大”、“变小”)
(6)如图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。则a电极的反应式为:________________。

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