2013年霧霾天氣多次肆虐我國中東部地區(qū)。其中，汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一。
（1）汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO(g)+2CO (g)2CO2 (g) +N2 (g)在密閉容器中發(fā)生該反應時，c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時間(t)的變化曲線，如圖所示。據(jù)此判斷：

①該反應的平衡常數(shù)表達式為   。
②該反應的ΔH   0（選填“＞”、“＜”）。
③當固體催化劑的質(zhì)量一定時，增大其表面積可提高化     學反應速率。若催化劑的表面積S1＞S2，在圖中畫出c(CO2)在T2、S2條件下達到平衡過程中的變化曲線。
（2）直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴重的環(huán)境問題。
① 煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物，用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污
染。
CH4(g)＋2NO2(g) = N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) =－867kJ·mol－1
2NO2(g)  N2O4(g)                    =－56.9kJ·mol－1
寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的熱化學方程式   。
②將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用，可  達到低碳排放的目的。下圖是通過光電轉(zhuǎn)化原理以廉價原料制備新產(chǎn)品的示意圖。寫出上述光電轉(zhuǎn)化過程的化學反應方程式                     。催化劑a、b之間連接導線上電子流動方向是        (填a→b或b→a) 。

（1）①（2分）    ②＜（1分）
③（2分）[起點在原點0處（給1分），達到平衡的時間遲于“T2、S1”曲線的平衡點（給1分）

（2）① CH4(g)＋N2O4(g) = N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) =－810.1 kJ·mol－1（2分）
②2CO2＋2H2O2HCOOH+O2（2分）  a→b （2分）

解析試題分析：（1）②反應圖像得出TI曲線反應速率快，溫度高，其二氧化碳含量低，反應放熱；③表面積越大反應速率越快，但催化劑不改變平衡濃度，平衡時二氧化碳濃度相同；（2）①方程式1減方程式2得CH4(g)＋N2O4(g) = N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) =－810.1 kJ·mol－1；②從電池示意圖得出反應物為水和二氧化碳，生成物為甲酸和氧氣；水在催化劑a失去電子生成氧氣，a為負極，電子流動方向a→b。
考點：考查化學反應原理有關(guān)問題。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》將于2016年1月1日在我國全面實施。據(jù)此，環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)日報和實時報告包括了SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指標，為公眾提供健康指引，引導當?shù)鼐用窈侠戆才懦鲂泻蜕睢?br />(1)汽車排出的尾氣中含有CO和NO等氣體，用化學方程式解釋產(chǎn)生NO的原因________________________________________
(2)汽車排氣管內(nèi)安裝的催化轉(zhuǎn)化器，可使汽車尾氣中的主要污染物轉(zhuǎn)化為無毒的大氣循環(huán)物質(zhì)。已知：
N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180.5 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
則反應2NO(g)＋2CO(g)??N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1；該反應的ΔS________0(填“>”“<”或“＝”)。
(3)將0.20 mol NO和0.10 mol CO充入一個容積恒定為1 L的密閉容器中，在不同條件下反應過程中部分物質(zhì)的濃度變化狀況如圖所示。

①計算產(chǎn)物N2在6～9 min時的平均反應速率v(N2)＝________mol·L－1·min－1；
②第12 min時改變的反應條件為________(填“升溫”或“降溫”)；
③計算反應在第24 min時的平衡常數(shù)K＝________。若保持溫度不變，再向容器中充入CO、N2各0.060 mol，平衡將________移動(填“正向”“逆向”或“不”)。
(4)環(huán)境監(jiān)測中還可用沉淀法測定空氣中含有較高濃度SO2的含量，經(jīng)查得一些物質(zhì)在20 ℃的數(shù)據(jù)如下表：

溶解度(S)/g
溶度積(Ksp)
Ca(OH)2
Ba(OH)2
CaSO3
BaSO3
 0.160
3.89
6.76×10－3
5.48×10－9
 
①吸收SO2最合適的試劑是________[填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”]溶液；
②在20 ℃時，向CaSO3懸濁液中滴加適量的BaCl2溶液，當CaSO3向BaSO3的轉(zhuǎn)化達到平衡時，溶液中的＝____________(寫出表達式即可)。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

當前環(huán)境問題是一個全球重視的問題，引起環(huán)境問題的氣體常見的有溫室氣體CO2、污染性氣體NOx、SOx等。如果對這些氣體加以利用就可以成為重要的能源，既解決了對環(huán)境的污染，又解決了部分能源危機問題。
（1）二氧化碳是地球溫室效應的罪魁禍首，目前人們處理二氧化碳的方法之一是使其與氫氣反應合成甲醇，甲醇是汽車燃料電池的重要燃料。CO2與H2反應制備CH3OH和H2O的化學方程式為                。
（2）在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質(zhì)硫。已知：
①C（s）＋O2（g）=CO2（g） ΔH1＝－393．5 kJ·mol－1
②CO2（g）＋C（s）=2CO（g） ΔH2＝+ 172．5 kJ·mol－1
③S（s）＋O2（g）=SO2（g） ΔH3＝－296．0 kJ·mol－1
請寫出CO與SO2反應的熱化學方程式             。
（3）硝酸廠常用催化還原方法處理尾氣。CH4在催化條件下可以將NO2還原為N2。
已知：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g） ΔH=-889．6 kJ·mol-1  ①
N2（g）+2O2（g）=2NO2（g） ΔH=+67．7 kJ·mol-1②
則CH4還原NO2生成水蒸氣和氮氣的熱化學方程式是              。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

我國是個鋼鐵大國,鋼鐵產(chǎn)量為世界第一,高爐煉鐵是最為普遍的煉鐵方法。
I.已知反應 Fe2O3(s)+ CO(g)Fe(s)+ CO2(g) ΔH＝-23.5 kJ·mol-1，該反應在
1000℃的平衡常數(shù)等于4。在一個容積為10L的密閉容器中,1000℃時加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1. 0mol,反應經(jīng)過l0min后達到平衡。
（1）CO的平衡轉(zhuǎn)化率=____________
（2）欲提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率,促進Fe2O3的轉(zhuǎn)化,可采取的措施是________
a．提高反應溫度
b．增大反應體系的壓強
c．選取合適的催化劑
d．及時吸收或移出部分CO2
e．粉碎礦石,使其與平衡混合氣體充分接觸
Ⅱ.高爐煉鐵產(chǎn)生的廢氣中的CO可進行回收,使其在一定條件下和H2反應制備甲醇:
CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)。請根據(jù)圖示回答下列問題:

（1）從反應開始到平衡,用H2濃度變化表示平均反應速率v(H2)=________
（2）若在溫度和容器相同的三個密閉容器中,按不同方式投入反應物,測得反應達到平衡吋的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

容器
反應物投入的量
反應物的
轉(zhuǎn)化率
CH3OH的濃度
能量變化
(Q1、Q2、Q3均大于0)
甲
1mol CO和2mol H2
α1
c1
放出Q1kJ熱量
乙
1mol CH3OH
α2
c2
吸收Q2kJ熱量
丙
2mol CO和4mol H2
α3
c3
放出Q3kJ熱量
 
則下列關(guān)系正確的是________
A．c1=c2     B．2Q1=Q3   C．2α1=α3      D．α1+α2 =1
E．該反應若生成1mol CH3OH，則放出(Q1+Q2)kJ熱量
Ⅲ．以甲烷為燃料的新型電池，其成本大大低于以氫為燃料的傳統(tǒng)燃料電池，目前得到廣泛的研究，如圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖�；卮鹣铝袉栴}：

（1）B極上的電極反應式為                                            
（2）若用該燃料電池做電源，用石墨做電極電解100mL 1mol/L的硫酸銅溶液，當兩極收集到的氣體體積相等時，理論上消耗的甲烷的體積為            （標況下）。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

資源化利用二氧化碳不僅可減少溫室氣體的排放，還可重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品。
（1）有科學家提出可利用FeO吸收和利用CO2，相關(guān)熱化學方程式如下：6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △H="-76.0" kJ·mol一1
①上述反應中每生成1 mol Fe3O4，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_______mol。
②已知：C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H="+113.4" kJ·mol一1，則反應：3FeO(s)+ H2O(g)= Fe3O4(s)+ H2(g)的△H=__________。
（2）在一定條件下，二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的反應如下：CO2(g)+4 H2 (g)  C H4 (g)+2 H2O(g)，向一容積為2 L的恒容密閉容器中充人一定量的CO2和H2，在300℃時發(fā)生上述反應，達到平衡時各物質(zhì)的濃度分別為CO2 0.2 mol·L一1，H2 0.8 mol·L一1，CH40.8 mol·L一1，H2O1.6 mol·L一1。則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為________。300 ℃時上述反應的平衡常數(shù)K=____________________。200℃時該反應的平衡常數(shù)K=64.8，則該反應的△H_____(填“＞’’或“<”)O。
（3）華盛頓大學的研究人員研究出一種方法，可實現(xiàn)水泥生產(chǎn)時CO2零排放，其基本原理如
圖所示:

①上述生產(chǎn)過程的能量轉(zhuǎn)化方式是____________________。
②上述電解反應在溫度小于900℃時進行，碳酸鈣先分解為CaO和CO2，電解質(zhì)為熔融碳酸鈉，則陽極的電極反應式為___________________。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

甲醇可作為燃料電池的原料。通過下列反應可以制備甲醇：CO ( g ) + 2H2 ( g ) CH3OH ( g ) △H＝-90.8 kJ·mol－1 在一容積可變的密閉容器中充入10 mol CO 和20 molH2，CO 的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度（T）、壓強（P）的變化如圖所示，當達到平衡狀態(tài)A 時，容器的體積為20 L。

（1）該反應的化學平衡常數(shù)表達式為     。
（2）如反應開始時仍充入10mol CO 和20mol H2，則在平衡狀態(tài)B時容器的體積V（B）=        L。
（3）關(guān)于反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在化學平衡狀態(tài)時的描述正確的是  （填字母）。
A．CO的含量保持不變       B．容器中CH3OH濃度與CO濃度相等
C．2V正（CH3OH）=V正（H2）D．容器中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變
（4）CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，按照相同的物質(zhì)的量 投料，測得CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是     。
                    
A．溫度：T1 < T2 <T3
B．正反應速率：ν（a）>ν（c）； ν（b）>ν（d）
C．平衡常數(shù)： K(a) ="K(c)" ； K(b) >K(d)
D．平均摩爾質(zhì)量：M(a)<M(c)； M(b)>M(d)
（5）已知CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g） △H=" +" 41.3 kJ·mol－1，試寫出由
CO2和H2制取甲醇的熱化學方程式     。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

2SO2(g)+O2(g)＝2SO3(g)反應過程的能量變化如圖所示。已知1mol SO2(g)氧化為1mol SO3(g)的ΔH= —99kJ·mol-1。請回答下列問題：

（1）圖中A、C分別表示                          、                         ，E的大小對該反應的反應熱       （填“有”或“無”）影響。該反應通常用V2O5作催化劑，加V2O5會使圖中B點              （填“升高”還是“降低”），△H           (填“變大”、“變小”或“不變”)，理由是                                                                       。
（2）圖中△H＝             KJ·mol-1。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

尿素（H2NCONH2)是有機態(tài)氮肥，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著非常重要的作用。
（1）工業(yè)上合成尿素的反應分兩步進行：
第一步：2NH3(l)+CO2H2NCOONH4(氨基甲酸銨)(l) △H1
第二步：H2NCOONH4 (l) H2O+ H2NCONH2(l)△H2
某化學學習小組模擬工業(yè)上合成尿素的條件，在體積為1 L的密閉容器中投入4 mol NH3和1 mol CO2，實驗測得反應中各組分的物質(zhì)的量隨時間的變化如下圖I所示。

已知總反應的快慢是由較慢的一步反應決定的。則合成尿素總反應的快慢由第______步反應決定，     總反應進行到______min時到達平衡。
②第二步反應的平衡常數(shù)K隨溫度的變化如上右圖II所示，則ΔH2______0(填“>”、“<”或“=”。）
（2）該小組將一定量純凈的氨基甲酸銨置于特制的密閉真空容器中(假設容器體積不變，固體試樣體積忽略不計），在恒定溫度下使其達到分解平衡：。實驗測得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表：

溫度/℃
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡總壓強/Kpa
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡氣體總濃度/10-3mol/L
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4
 
①可以判斷該分解反應已經(jīng)達到化學平衡狀態(tài)的標志是____________。
A．2V(NH3)=V(CO2)                    B．密閉容器中總壓強不變
C．密閉容器中混合氣體的密度不變      D．密閉容器中氨氣的體積分數(shù)不變
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)，計算25.0°C時該分解反應的平衡常數(shù)為______(保留小數(shù)點后一位)。
（3）已知：
N2(g)+O2(g)=2NO(g)   △H1=+180.6KJ/mol
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)  △H2=-92.4KJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  △H3=-483.6KJ/mol
則4NO(g)+4NH3(g) +O2(g)= 4N2(g)+6 H2O(g)的△H=___kJ ? mol-1。
（4）尿素燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。其工作時負極電極反應式可表示為______。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

氮是地球上含量豐富的一種元素，其單質(zhì)及化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。
（1）一定溫度下，在1L容積恒定的密閉容器中充入2 mol N2和8molH2并發(fā)生反應。10min達平衡，測得氨氣的濃度為0．4 mol·L－1，此時氮氣的轉(zhuǎn)化率為________。若想提高氨氣的產(chǎn)率，根據(jù)化學平衡移動原理，提出合理的建議______________（寫出一條即可）。
（2）如圖是1mol NO2（g）和1mol CO（g）反應生成lmol  CO2（g）和1 mol NO（g）過程中能量變化示意圖，請寫出該反應的熱化學方程式_____________________。

（3）在容積恒定的密閉容器中，進行如下反應：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）   △H＜0，其平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表：

①該反應的平衡常數(shù)表達式：K＝_____________；
②試判斷K1__________K2（填寫“＞”“＝”或“＜”＝；
③NH3（g）燃燒的方程式為：4NH3（g）＋7O2（g）＝4NO2（g）＋6H2O（l），已知：
H2（g）＋O2（g）2H2O（l）   △H＝－483．6 kJ／mol
N2（g）＋2O2（g）2NO2（g）   △H＝＋67．8 kJ／mol
N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）   △H＝－92．0 kJ／mol
請計算NH3（g）的燃燒熱________kJ／mol。

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