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2013年全国各地都遭遇“十面霾伏”。其中,机动车尾气和燃煤产生的烟气对空气质量恶化贡献较大。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。△H<0
若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是        (填代号)。
(下图中υ正、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量、质量分数)

(2)机动车尾气和煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。已知:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol
2NO2(g)N2O4(g)  △H=-56.9 kJ/mol
H2O(g) = H2O(l)  ΔH = -44.0 kJ/mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式:                                    。
(3)用NH3催化还原NOX也可以消除氮氧化物的污染。如图,采用NH3作还原剂,烟气以一定的流速通过两种不同催化剂,测量逸出气体中氮氧化物含量,从而确定烟气脱氮率(注:脱氮率即氮氧化物转化率),
反应原理为:NO(g) +NO2(g)+2NH3(g)2N2(g) + 3H2O(g)。

①该反应的△S    0,△H     0(填“>”、“=”或 “<”)。
②对于气体反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作KP),
则上述反应的KP=                。
③以下说法正确的是                 。
A.第②种催化剂比第①种催化剂脱氮率高
B.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响
C.催化剂①、②分别适合于250℃和450℃左右脱氮
(4)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理见图。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y,其电极反应为                        。

(5)硝酸工业尾气中氮氧化物(NO和NO2)可用尿素〔CO(NH2)2〕溶液除去。反应生成对大气无污染的气体。1 mol尿素能吸收工业尾气中氮氧化物(假设NO、NO2体积比为1:1)的质量为___________g。
(1)   bd      (各1分,共2分,选错不得分)
(2)CH4(g)+N2O4(g) =N2(g) +2H2O(g) + CO2(l) △H=" —898.1kJ/mol" (2分)
(3)① >(1分) <(1分)②KP= (2分) ; ③ C(2分)
(4)NO2+NO3— —e-=N2O5 (2分)  
(5)76g(2分)

试题分析:(1)a、正反应速率等于逆反应速率时,达到平衡状态,此时反应速率不再变化,所以图像不符合,错误;b、因为容器为绝热,所以t1时平衡常数不变,说明反应已达到平衡,正确;c、t1时CO、CO2的物质的量还在变化,没有达到平衡状态,错误;d、t1时NO的质量分数不再变化,说明反应已达到平衡,正确。
(2)首先写出化学方程式并注明状态,然后根据盖斯定律求出焓变,△H=?H1-?H2+2×?H3= —898.1kJ?mol?1,可写出热化学方程式。
(3)①、根据化学方程式可知气体的系数增大,说明?S>0;脱氨率达到最高点之后继续升高温度,脱氨率降低,说明平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,?H<0。
②、根据化学方程式中物质的状态和系数可得:KP=
③A、两种催化剂在本题温度时脱氮率不同,错误;B、改变压强,化学平衡移动,脱氮率发生变化,错误;
C、催化剂①在250℃时脱氮率最高,催化剂②在450℃左右脱氮率最高,正确。
(4)燃料电池中O2在正极上发生得电子反应,则NO2在负极上失电子生成更高价态的N2O5,电极方程式为:NO2+NO3— —e-= N2O5
(5)尿素吸收NO、NO2生成对大气无污染的气体,则化学方程式为:CO(NH2)2 + NO +NO2 =2N2 +CO2+2H2O,1mol尿素反应吸收1mol NO和1mol NO2,质量为:30g+46g=76g。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。

(1)O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成:
①I-(aq)+ O3(g)===IO-(aq)+O2(g) ΔH1
②IO-(aq)+H+(aq)HOI(aq) ΔH2
③HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq)I2(aq)+H2O(l) ΔH3
总反应的化学方程式为_________________________________,其反应热ΔH=________。
(2)在溶液中存在化学平衡:I2(aq)+I-(aq)I3—(aq),其平衡常数表达式为________。
(3) 为探究Fe2+对O3氧化I-反应的影响(反应体系如上图),某研究小组测定两组实验中I3—浓度和体系pH,结果见下图和下表。
编号
反应物
反应前pH
反应后pH
第1组
O3+I-
5.2
11.0
第2组
O3+I-+Fe2+
5.2
4.1
 

图2
①第1组实验中,导致反应后pH升高的原因是_____________________________
②图1中的A为________。由Fe3+生成A的过程能显著提高I-的转化率,原因是_____________________________________________
③第2组实验进行18 s后,I3—浓度下降。导致下降的直接原因有(双选)________。
A.c(H+)减小   B.c(I-)减小   C.I2(g)不断生成  D.c(Fe3+)增加
(4)据图2,计算3~18 s内第2组实验中生成I3—的平均反应速率(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列说法正确的是(  )。
A.反应A(g) 2B(g) ΔH,若正反应的活化能为Ea kJ·mol-1,逆反应的活化能为Eb kJ·mol-1,则ΔH=(Ea-Eb) kJ·mol-1
B.标准状况下,向0.1 mol·L-1的氨水中加入少量氯化铵晶体,若混合溶液pH=7,则c(NH4+)=c(Cl-)
C.足量的锌铜合金与100 mL pH=1稀硫酸反应,反应3 s时测得pH=2,假设反应前后溶液的体积保持不变,则3 s内产生氢气的平均速率是33.6 mL·s-1
D.将浓度为0.1 mol·L-1 HF溶液加水不断稀释过程中,电离平衡常数Ka(HF)保持不变,始终保持增大

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(1)已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
H2(g)=H2(l) ΔH=-0.92 kJ·mol-1
O2(g)=O2(l) ΔH=-6.84 kJ·mol-1
H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0 kJ·mol-1
请写出液氢和液氧反应生成气态水的热化学方程式:__________________________
电解质溶液为KOH溶液的氢氧燃料电池,其负极的电极反应式为____________________________________。
(2)如图表示373 K时,反应A(g)2B(g)在前110 s内的反应进程。

①此反应的平衡常数表达式K=________。
②373 K时反应进行到70 s时,改变的条件可能是________,反应进行到90 s时,改变的条件可能是________。
A.加入催化剂B.扩大容器体积C.升高温度D.增大A的浓度
③请在图中画出反应物A在0~70 s时的浓度变化曲线。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867 kJ·mol-1。该反应可用于消除氮氧化物的污染。在130 ℃和180 ℃时,分别将0.50 mol CH4和a mol NO2充入1 L的密闭容器中发生反应,测得有关数据如下表:
实验
编号
温度
时间/min
0
10
20
40
50
1
130 ℃
n(CH4)/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
2
180 ℃
n(CH4)/mol
0.50
0.30
0.18
 
0.15
 
(1)开展实验1和实验2的目的是______________________________。
(2)180 ℃时,反应到40 min,体系________(填“是”或“否”)达到平衡状态,理由是__________________________;
CH4的平衡转化率为________。
(3)已知130 ℃时该反应的化学平衡常数为6.4,试计算a的值。(写出计算过程)
(4)一定条件下,反应时间t与转化率α(NO2)的关系如图所示,请在图像中画出180 ℃时,压强为p2(设压强p2>p1)的变化曲线,并做必要的标注。

(5)根据已知求算:ΔH2=________。
CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

为减小和消除过量CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。
(1)最近有科学家提出“绿色自由”构想:先把空气吹入饱和碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出,并使之变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下:

写出分解池中反应的化学方程式        。在合成塔中,当有4.4 kg CO2与足量H2
完全反应,可放出热量4947 kJ,写出合成塔中反应的热化学方程式           。   
(2)以CO2为碳还可以制备乙醇,反应如下:
2CO2(g) + 6H2(g)= CH3CH2OH(g) + 3H2O(g) △H=-173.6kJ/mol
写出由CH3OH(g)合成CH3CH2OH(g)的反应的热化学方程式        。
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置。

①该电池正极的电极反应为     。
②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池总反应的化学方程式为       。当电子转移     mol时,参加反应的氧气的体积是6.72L(标准状况下)。
(4)以甲醇为燃料还可制作新型燃料电池,电池的正极通入O2,负极通入甲醇,用熔融金属氧化物MO作电解质(可传导O2-)。该电池负极发生的电极反应是     ;放电时,O2-移向电池的   (填“正”或“负”)极。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

已知: 2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l)    △H=─571.6 kJ/mol,
CO(g)+O2(g ) = CO2( g )   △H=─283.0 kJ / mol 。
某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ 热量,同时生成 3.6 g液态水,则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为
A.2:1 B.1:2 C.1:1D.2:3

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

已知在1×105 Pa、298 K条件下,2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量,下列热化学方程式正确的是
A.H2O(g)=H2(g)+O2(g)ΔH=242 kJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-484 kJ·mol-1
C.H2(g)+O2(g)=H2O(g)ΔH=242 kJ·mol-1
D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=484 kJ·mol-1

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

100℃时,在1L恒温恒容的密闭容器中,通入0.1 mol N2O4,发生反应:N2O4(g) 2NO2(g);△H=" +57.0" kJ·mol-1,NO2和N2O4的浓度如图甲所示。NO2和N2O4的消耗速率与其浓度的关系如乙图所示,

(1)在0~60s内,以N2O4表示的平均反应速率为                    mol·L-1·s-1。
(2)根据甲图中有关数据,计算100℃时该反应的平衡常数K1=              =0.36mol.L-1.S-1
若其他条件不变,升高温度至120℃,达到新平衡的常数是k2,则k1       k2(填“>”、“<”或“=”)。(3)反应进行到100s时,若有一项条件发生变化,变化的条件可能是                   。
A.降低温度  B.通入氦气使其压强增大   C.又往容器中充入N2O4  D.增加容器体积
(4)乙图中, 交点A表示该反应的所处的状态为             。
A.平衡状态     B.朝正反应方向移动     C.朝逆反应方向移动     D.无法判断
(5)已知N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)         △H=" +67.2" kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)  △H=" -534.7" kJ·mol-1
N2O4(g) 2NO2(g)          △H=" +57.0" kJ·mol-1
则2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)      △H=           kJ·mol-1

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