摘要：二.等效平衡1．对于恒温.恒容条件下体积可变的反应 如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质.其物质的量与对应组分的起始加入量相同.则建立的化学平衡状态是等效的.如可逆反应 2SO2 + O2 2SO3 ①2 mol 1 mol 0 mol ②0 mol 0 mol 2 mol ③0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol 上述三种配比.按方程式的化学计量关系均转化为反应物.则SO2均为2 mol.O2均为1 mol.三者建立的平衡状态完全相同.

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工业上以黄铁矿为原料生产硫酸，其中重要的一步是催化氧化（生产中保持恒温恒容条件）：2SO2（g）＋O2 （g）2SO3（g）  △H＝－196．6 kJ·mol－1
⑴生产中为提高反应速率和SO2的转化率，下列措施可行的是_______（填字母，下同）。
A．向装置中充入N2          
B．向装置中充入过量的SO2
C．向装置中充入O2          
D．升高温度
⑵若在一定温度下，向一个容积可变的恒压容器中，通入3mol SO2 和2mol O2 及固体催化剂，发生上述反应，平衡时容器内气体体积为起始时的90%。保持同一反应温度，在相同容器中，将起始物质的量改为 5mol SO2（g）、3．5 mol O2（g）、1mol SO3（g） ，下列说法正确的是___________
A．第一次平衡时反应放出的热量为294．9kJ  
B．两次平衡SO2的转化率相等
C．两次平衡时的O2体积分数相等           
D．第二次平衡时SO3的体积分数等于2/9
⑶生产中在550 ℃时，将2．0 mol SO2和1．0 mol O2置于 5 Ｌ密闭容器中，SO2转化为SO3的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如图所示。反应达平衡后，体系总压强为
0．10 M Pa。试计算反应 2SO32SO2+O2 在550 ℃时的平衡常数K=_________。 A、B表示不同压强下的平衡转化率，通常工业生产中采用常压的原因是：__________________，并比较不同压强下的平衡常数：K（0．10 MPa） _________K（1．0 MPa）（填 “＜”或“＞”或“＝”）。
⑷沉淀物并非绝对不溶，且在水及各种不同的溶液中溶解度有所不同，同离子效应、络合物的形成等都会使沉淀物的溶解度有所改变。已知AgCl + Cl- =[AgCl2]-，下图是某温度下AgCl在NaCl溶液中的溶解情况。由以上信息可知：
①由图知该温度下AgCl的溶度积常数为__________________________。
②AgCl在NaCl溶液中的溶解出现如图所示情况（先变小后变大）的原因是：__________________________                         
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工业上以黄铁矿为原料生产硫酸，其中重要的一步是催化氧化（生产中保持恒温恒容条件）：2SO2（g）＋O2 （g）2SO3（g）  △H＝－196．6 kJ·mol－1
⑴生产中为提高反应速率和SO2的转化率，下列措施可行的是_______（填字母，下同）。
A．向装置中充入N2          
B．向装置中充入过量的SO2
C．向装置中充入O2          
D．升高温度
⑵若在一定温度下，向一个容积可变的恒压容器中，通入3mol SO2 和2mol O2 及固体催化剂，发生上述反应，平衡时容器内气体体积为起始时的90%。保持同一反应温度，在相同容器中，将起始物质的量改为 5mol SO2（g）、3．5 mol O2（g）、1mol SO3（g） ，下列说法正确的是___________
A．第一次平衡时反应放出的热量为294．9kJ  
B．两次平衡SO2的转化率相等
C．两次平衡时的O2体积分数相等           
D．第二次平衡时SO3的体积分数等于2/9
⑶生产中在550 ℃时，将2．0 mol SO2和1．0 mol O2置于 5 Ｌ密闭容器中，SO2转化为SO3的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如图所示。反应达平衡后，体系总压强为
0．10 M Pa。试计算反应 2SO32SO2+O2 在550 ℃时的平衡常数K=_________。 A、B表示不同压强下的平衡转化率，通常工业生产中采用常压的原因是：__________________，并比较不同压强下的平衡常数：K（0．10 MPa） _________K（1．0 MPa）（填 “＜”或“＞”或“＝”）。
⑷沉淀物并非绝对不溶，且在水及各种不同的溶液中溶解度有所不同，同离子效应、络合物的形成等都会使沉淀物的溶解度有所改变。已知AgCl + Cl- =[AgCl2]-，下图是某温度下AgCl在NaCl溶液中的溶解情况。由以上信息可知：
①由图知该温度下AgCl的溶度积常数为__________________________。
②AgCl在NaCl溶液中的溶解出现如图所示情况（先变小后变大）的原因是：__________________________                         
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火力发电厂产生大量的氮氧化物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染．对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的．
（1）脱硝．利用甲烷催化还原NOx：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574kJ?mol-1
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=-1160kJ?mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为
CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ/mol
CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ/mol
．
（2）脱碳．将CO2转化为甲醇的化学方程式为：
CO2+3H2CH3OH（g）+H2O（g）
①取五份等体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1：3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，tmin后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH） 与反应温度T的关系曲线如图所示，则上述合成甲醇的反应的逆反应为
吸热
吸热
反应（填“放热”或“吸热”）．
②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2，进行上述反应．测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示．下列说法正确的是
CE
CE

A．10min后，向该容器中再充入1mol CO2和3mol H2，则再次达到平衡时c（CH3OH）=1.5mol?L-1
B．0～10min内，氢气的平均反应速率为0.075mol?L-1?min-1
C．达到平衡时，氢气的转化率为75%
D．该温度下，反应的平衡常数的值为3/16
E．升高温度将使n（CH3OH）/n（CO2）减小
③能说明CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）达到平衡状态的是
C
C

A．生成甲醇的速率与生成水的速率相等
B．v（H2）=3v（CH3OH）
C．恒容容器中，体系的压强不再改变
D．恒容容器中，混合气体密度不再发生改变
④右图表示反应CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）进行过程中能量（单位为kJ?mol-1）的变化．在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，达到平衡后，采取下列措施中能使c（CH3OH）增大的是
CD
CD
．
A．使用新高效催化剂              B．充入He（g），使体系压强增大
C．将H2O（g）从体系中分离出来   D．再充入1mol CO2和3mol H2
⑤甲醇燃料电池结构如图所示，其工作时正极的电极反应式可表示为
O2+4e-+4H+=2H2O
O2+4e-+4H+=2H2O
．
（3）脱硫．某种脱硫工艺中将废气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥．  
硫酸铵溶液的pH＜7，其原因为：
NH4++H2ONH3?H2O+H+
NH4++H2ONH3?H2O+H+
（用离子方程式表示）；在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液，使溶液的pH=7，则溶液中c（Na+）
小于
小于
c（NO3-）（选填“大于”、“等于”或“小于”）
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(12分)随着氮氧化物污染的日趋严重，我国将于“十二五”期间加大对氮氧化物排放的控制力度。目前，消除氮氧化物污染有多种方法：
（1）用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为：C（g）+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H.某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，恒温（T1℃）条件下反应，反应进行到不同时刻测得各物质的浓度如下：

     浓度/mol?L-1
时间/min
NO
N2
CO2
0
0.100
0
0
10
0.058
0.021
0.021
20
0.040
0.030
0.030
30
0.040
0.030
0.030
40
0.032
0.034
0.017
50
0.032
0.034
0.017
①T1℃时，该反应的平衡常数K=             （保留两位小数）
②30min后，改变某一条件，经过一段时间后反应重新达到平衡，则改变的条件可能是                       
③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中的NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3，则该反应的△H          （填“＞”、“＜”或“=”）0
（2）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)+2H20(g) △H=-574kJ.mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)   △H=-1160kJ.mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0kJ.mol-1
写出CH4和NO2反应生成N2(g) 、CO2(g)和 H2O(l)的热化学方程式：               
                                                               
（3）选择性催化还原（SCR）脱硝技术是目前应用最广、最有效的烟气脱硝技术之一。该技术涉及以下反应：4NO(g)+4NH3(g)+ O2(g)=在4N2(g)+ 6H2O(g),在恒容的密闭容器中，下列有关说法中正确的是     （填字母）
A．其他条件不变，使用高效催化剂，烟气中NO的转化率增大
B．单位时间内消耗NH3和NO的物质的量之比为1:1时，反应达到平衡
C．其他条件不变时升高温度，反应的平衡常数减小
D．反应达到平衡后，再向容器中充入等量的反应物，再次达到平衡时，NO的转化率减小
（4）以NO2 、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如图所示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y，该电极的电极反应可表示为                             

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(12分)随着氮氧化物污染的日趋严重，我国将于“十二五”期间加大对氮氧化物排放的控制力度。目前，消除氮氧化物污染有多种方法：

（1）用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为：C（g）+2NO(g)N2(g)+CO2(g)  △H.某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，恒温（T1℃）条件下反应，反应进行到不同时刻测得各物质的浓度如下：

      浓度/mol•L-1

时间/min

NO

N2

CO2

0

0.100

0

0

10

0.058

0.021

0.021

20

0.040

0.030

0.030

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0.040

0.030

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0.034

0.017

50

0.032

0.034

0.017

①T1℃时，该反应的平衡常数K=              （保留两位小数）

②30min后，改变某一条件，经过一段时间后反应重新达到平衡，则改变的条件可能是                       

③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中的NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3，则该反应的△H           （填“＞”、“＜”或“=”）0

（2）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)+2H20(g)  △H=-574kJ.mol-1

②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)    △H=-1160kJ.mol-1

③H2O(g)=H2O(l)  △H=-44.0kJ.mol-1

写出CH4和NO2反应生成N2(g) 、CO2(g)和 H2O(l)的热化学方程式：               

                                                                

（3）选择性催化还原（SCR）脱硝技术是目前应用最广、最有效的烟气脱硝技术之一。该技术涉及以下反应：4NO(g)+4NH3(g)+ O2(g)=在4N2(g)+ 6H2O(g),在恒容的密闭容器中，下列有关说法中正确的是      （填字母）

A．其他条件不变，使用高效催化剂，烟气中NO的转化率增大

B．单位时间内消耗NH3和NO的物质的量之比为1:1时，反应达到平衡

C．其他条件不变时升高温度，反应的平衡常数减小

D．反应达到平衡后，再向容器中充入等量的反应物，再次达到平衡时，NO的转化率减小

（4）以NO2 、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如图所示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y，该电极的电极反应可表示为                             

 

 

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