研究人員通過對北京地區(qū)PM2.5的化學組成研究發(fā)現(xiàn),汽車尾氣和燃煤污染分別 占4%、l8%
I.(1)用于凈化汽車尾氣的反應為:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g),已知該反應在570K時的平衡常數(shù)為1×1059,但反應速率極慢。下列說法正確的是:       

A.裝有尾氣凈化裝置的汽車排出的氣體中不再含有NO或CO
B.提高尾氣凈化效率的最佳途徑是使用高效催化劑
C.增大壓強,上述平衡右移,故實際操作中可通過增壓的方式提高其凈化效率
D.提高尾氣凈化效率的常用方法是升高溫度
(2)還可以用活性炭還原法處理氮氧化物,反應為:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)   H=akJ·mol-1,向某密閉容器加入一定量的活性炭和NO,恒溫(T1℃)條件下反應,反應進行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下:
              濃度/mol·L-1
時間/min 
NO
N2
CO2
0
0.100
0
0
10
0.058
0.021
0.021
20
0.050
0.025
0.025
30
0.050
0.025
0.025
40
0.036
0.032
0.010
50
0.036
0.032
0.010
 
①T1℃時,該反應的平衡常數(shù)K=          (保留兩位小數(shù))。
⑦前10min內(nèi)用v(NO)表示的化學反應速率為      ,30min后,改變某一條件,反應重新達到平衡,則改變的條件可能是             。
③若30min后升高溫度至T2℃,達到平衡時,容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3:1:l,則該反應的a       0(填“>”、“=”或“<”)。
Ⅱ.CO對人類生存環(huán)境的影響很大,CO治理問題屬于當今社會的熱點問題。
(1)工業(yè)上常用SO2除去CO,生成物為S和CO2。已知相關(guān)反應過程的能量變化如圖所示

則用SO2除去CO的熱化學方程式為                      
(2)高溫時,也可以用CO還原MgSO4可制備高純MgO。
①750℃時,測得氣體中含等物質(zhì)的量SO2和SO3,此反應的化學方程式是            。
②由Mg可制成“鎂一次氯酸鹽”電池,其裝置示意圖如圖,則鎂電極發(fā)生的電極反應式為                 ,該電池總反應的離子方程式為                  。

I(1)B (2)① 0.25 ② 0.0042mol???L-1?min-1,降低CO2濃度 ③ <
II(1)SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g)  ?H=(2b—a)kJ?mol?1
(2)①2MgSO4+CO 2MgO+SO2+CO2+SO3
② Mg—2e?+2OH?=Mg(OH)2或Mg—2e?=Mg2+    Mg+ClO?+H2O=Cl?+Mg(OH)2

解析試題分析:I(1)該反應的平衡常數(shù)已經(jīng)很大了,所以提高尾氣凈化效率關(guān)鍵是加快反應速率。A、因為該反應為可逆反應,所以裝有尾氣凈化裝置的汽車排出的氣體中仍然含有NO或CO,錯誤;B、使用高效催化劑可以加快反應速率,所以提高尾氣凈化效率的最佳途徑是使用高效催化劑,正確;C、增大壓強,汽車尾氣的排放很難做到,錯誤;D、升高溫度,汽車尾氣的排放很難做到,錯誤。
(2)①反應進行到20min時達到平衡,根據(jù)三段式進行計算:
C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)
初始濃度(mol?L?1)      0.100        0     0
轉(zhuǎn)化濃度(mol?L?1)       0.050      0.025  0.025
平衡濃度(mol?L?1)       0.050      0.025  0.025
該反應的平衡常數(shù)K= 0.025×0.025÷0.0502=0.25。
② v(NO)=(0.1000mol?L?1—0.058mol?L?1)÷10min =0.0042mol???L-1?min-1;30min后,改變某一條件,反應重新達到平衡后,反應物NO的濃度減小,生成物N2濃度增大,CO2的濃度減小,所以改變的條件可能是:降低CO2濃度。
③ T1℃ 30min時,NO、N2、CO2的濃度之比為2:1:1,升高溫度至T2℃,達到平衡時,容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3:1:l,說明升高溫度,平衡向逆反應方向移動,該反應為放熱反應,a < 0
II(1)根據(jù)能量變化圖可得熱化學方程式:S(s)+O2(g)=SO2(g) ?H1="a" kJ?mol?1   CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)    ?H2="b" kj/mol,寫出用SO2除去CO的化學方程式并注明狀態(tài),根據(jù)蓋斯定律求焓變,?H=—?H1+ 2?H2 = =(2b—a)kJ?mol?1,可得熱化學方程式。
(2)①CO還原MgSO4可制備高純MgO,生成等物質(zhì)的量的SO2、SO3,根據(jù)元素守恒同時生成CO2,配平可得化學方程式:2MgSO4+CO 2MgO+SO2+CO2+SO3。
② Mg為活潑金屬,為負極失去電子,電極方程式為:Mg—2e?+2OH?=Mg(OH)2或Mg—2e?=Mg2+;總反應為ClO?在堿性條件下把Mg氧化為Mg(OH)2,離子方程式為:Mg+ClO?+H2O=Cl?+Mg(OH)2   
考點:本題考查化學反應速率、化學平衡、化學反應與能量轉(zhuǎn)化、原電池原理。

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

(4分)拆開1mol氣態(tài)物質(zhì)中某種共價鍵需要吸收的能量,就是該共價鍵的鍵能。下表是某些共價鍵的鍵能:

共價鍵
H-H
O=O
H-O
鍵能/kJ ·mol-1
436
498
X
根據(jù)下圖中能量變化圖,回答下列問題:

(1) 圖中:a=___________。
(2) 表格中:X=         

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

光氣( COCl2)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途,工業(yè)上采用高溫下CO與C12在活性炭催化下合成。
(1)實驗室中可用氯仿(CHC13)與雙氧水直接反應制備光氣,其反應的化學方程式為                      ;
(2)工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進行高溫重整制備CO,已知CH4、H2和CO的燃燒熱(△H)分別為?890.3kJ?mol?1、?285. 8 kJ?mol?1和?283.0 kJ?mol?1,則1molCH4與CO2反應的熱化學方程式是                                               
(3)COCl2的分解反應為COCl2(g)Cl2(g)+CO(g) △H=+108kJ·mol-1。反應體系達到平衡后,各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如下同所示(第10min到14min的COCl2濃度變化曲線未示出):

①比較第2 min反應溫度T(2)與第8min反應溫度T(8)的高低:T(2) ____ T(8)(填“<”、“>”或“=”)
②比較反應物COCl2在5?6min和15?16 min時平均反應速率的大。簐(5?6)
          v(15?16)(填“<”、“>”或“=”),原因是               。
③計算反應在第8 min時的平衡常數(shù)K=          ;(列出計算過程,結(jié)果保留兩位小數(shù))

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

利用太陽能分解水產(chǎn)生H2,在催化劑作用下H2與CO2反應合成CH3OH,并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1、CH3OH(l)+ 3/2O2(g)= CO2 (g)+ 2H2O(l) ΔH=-726.5 kJ·mol-1、CO(g) +1/2O2(g)= CO2 (g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
請回答下列問題:
⑴用太陽能分解18g水,需要消耗的能量為          kJ。
⑵ 液態(tài)CH3OH不完全燃燒生成CO和液態(tài)H2O的熱化學方程式為             。
⑶CO2合成燃料CH3OH是碳減排的新方向。在容積為2 L的密閉容器中,充2 mol CO2和6 mol H2,由CO2和H2合成甲醇,反應式:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在其他條件不變的情況下,考察溫度對反應的影響,實驗結(jié)果如下圖所示(注:T1、T2均大于300 ℃):

①下列說法正確的是           
A.溫度為T2時,從反應開始到平衡,生成甲醇的平均速率為:  v(CH3OH)=nB/tmol·(L·min)-1
B.T2>T1,T2平衡時,甲醇產(chǎn)量變少,所以該反應為放熱反應
C.該反應在T2時的平衡常數(shù)比T1時的平衡常數(shù)大
D.處于A點的反應體系從T1變到T2,平衡逆向移動
②能判斷該反應已達化學反應限度標志的是        (填字母。
A.H2的百分含量保持不變
B.容器中CO2 濃度與H2濃度之比為1: 3
C.容器中混合氣體的密度保持不變
D.CO2消耗速率與CH3OH生成速率相等
⑷科學家致力于CO2的“組合轉(zhuǎn)化”技術(shù)研究,如將CO2和H2以體積比1∶4比例混合通入反應器,適當條件下,反應可獲得一種能源。完成以下化學方程式,就能知道該種能源。
CO2+4H22H2O +         
⑸ 在直接以甲醇為燃料的燃料電池中,電解質(zhì)溶液為酸性,總反應式為:2CH3OH + 3O2=2CO2+4H2O,則正極的反應式為             ;負極的反應式為            

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

平衡是化學反應原理中的重要內(nèi)容。按要求回答下列問題:
(1)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)     ΔH1 平衡常數(shù)為K1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)            ΔH2 平衡常數(shù)為K2
則反應NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH="______" (用ΔH 1和ΔH 2表示);此反應該溫度下的平衡常數(shù)K=______(用K1和K2表示)。
(2)已知A(g)+B(g) C(g)+D(g),該反應在3L密閉容器中,在兩種不同的條件下進行反應,A、B的起始物質(zhì)的是分別為3.0mol和6.0mol,其中實驗I的條件為T1℃。A的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示。

①實驗Ⅱ可能改變的條件是_______________。
②T1℃時該反應的平衡常數(shù)為_____(用分數(shù)表 示),達到平衡時,A的反應速率為____。
(3)已知HCN溶液的電離平衡常數(shù)Ka=10-5mol?L-1,c平衡(HCN)≈c起始(HCN),水的電離可不計,則此溫度下0.1 mol?L-1的HCN溶液的pH=_________。
(4)對于0.1mol?L-1 Na2CO3溶液,該溶液中離子濃度由大到小的順序是______,向該溶液中加水稀釋的過程中,c(H2CO3)逐漸____(填“增大”“不變”或“減小”, 下同) ,c(H2CO3)/ c(CO32)逐漸______。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

(1)在焙燒爐中發(fā)生反應:
①Fe2O3(s)+3C(s) ===2Fe(s)+3CO(g) ΔH=-492.7 kJ·mol-1
②3CO(g)+Fe2O3(s) ===2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=+25.2 kJ·mol-1
則2Fe2O3(s)+3C(s) ===4Fe(s)+3CO2(g) ΔH=       kJ·mol-1。
(2)天然氣(以甲烷計)在工業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛。甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化法制H2的主要轉(zhuǎn)化反應如下:
CH4(g)+H2O(g) ===CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.2 kJ·mol-1
CH4(g)+2H2O(g) ===CO2(g)+4H2(g) ΔH=+165.0 kJ·mol-1
上述反應所得原料氣中的CO能使氨合成催化劑中毒,必須除去。工業(yè)上常采用催化劑存在下CO與水蒸氣反應生成易除去的CO2,同時又可制得等體積的氫氣的方法。此反應稱為一氧化碳變換反應,該反應的熱化學方程式是                               

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

煤氣化和液化是現(xiàn)代能源工業(yè)中重點考慮的能源綜合利用方案。最常見的氣化方法為用煤生產(chǎn)水煤氣,而當前比較流行的液化方法為用煤生產(chǎn)CH3OH。
(1)已知:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3
則反應CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的ΔH=______。
(2)如圖是該反應在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線。

T1T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1________K2(填“>”、“<”或“=”)。
②由CO合成甲醇時,CO在250 ℃、300 ℃、350 ℃下達到平衡時轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系曲線如下圖所示,則曲線c所表示的溫度為________ ℃。實際生產(chǎn)條件控制在250 ℃、1.3×104 kPa左右,選擇此壓強的理由是____________。

③以下有關(guān)該反應的說法正確的是________(填序號)。
A.恒溫、恒容條件下,若容器內(nèi)的壓強不發(fā)生變化,則可逆反應達到平衡
B.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時,可逆反應達到平衡
C.使用合適的催化劑能縮短達到平衡的時間并提高CH3OH的產(chǎn)率
D.某溫度下,將2 mol CO和6 mol H2充入2 L密閉容器中,充分反應,達到平衡后,測得c(CO)=0.2 mol·L1,則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
(3)一定溫度下,向2 L固定體積的密閉容器中加入1 mol CH3OH(g),發(fā)生反應:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g),H2的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示。

0~2 min內(nèi)的平均反應速率v(CH3OH)=__________。該溫度下,反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常數(shù)K=__________。相同溫度下,若開始時加入CH3OH(g)的物質(zhì)的量是原來的2倍,則__________(填序號)是原來的2倍。
A.平衡常數(shù)                 B.CH3OH的平衡濃度
C.達到平衡的時間               D.平衡時氣體的密度

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

隨著大氣污染的日趨嚴重,“節(jié)能減排”,減少全球溫室氣體排放,研究NOx、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具體有重要意義。
(1)如圖是在101 kPa,298K條件下1mol NO2和1mol CO反應生成1mol CO2和1mol NO過程中的能量變化示意圖。

已知:

請寫出NO與CO反應生成無污染氣體的熱化學方
程式:                             。
(2)將0.20 mol N02和0.10 mol CO充入一個容積恒定為1L的密閉容器中發(fā)生反應,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下列說法正確的是          (填序號)。
a.容器內(nèi)的壓強不發(fā)生變化說明該反應達到乎衡
b.當向容器中再充人0. 20 mol NO時,平衡向正反應方向移動,K增大
c.升高溫度后,K減小,N02的轉(zhuǎn)化率減小
d.向該容器內(nèi)充人He氣,反應物的體積減小,濃度增大,所以反應速率增大
②計算產(chǎn)物NO在0~2 min內(nèi)平均反應速率v(NO)=         mol·L-1·min-1
③第4 min時改變的反應條件為      (填“升溫’’、“降溫’’)。
④計算反應在第6 min時的平衡常數(shù)K=      。若保持溫度不變,此時再向容器中充人CO、NO各0.060 mol,平衡將           移動(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)有學者想以如圖所示裝置用原電池原理將SO2轉(zhuǎn)化為重要的化工原料。其負極反應式為       ,當有0.25 mol SO2被吸收,則通過質(zhì)子(H+)交換膜的H+的物質(zhì)的量為     mol。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

工業(yè)上常常利用反應①來生產(chǎn)環(huán)氧乙烷,但是伴隨副反應②。
①C2H4(g)+O2(g) →; △H1   ②C2H4(g)+3O2(g) → 2CO2(g)+2H2O(g); △H2
(1)寫出環(huán)氧乙烷充分燃燒的熱化學反應方程式。答:____________________________;
(2)工業(yè)生產(chǎn)中,可通過某一措施來加快反應①而對反應②影響較小,從而提高環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)效率。工業(yè)生產(chǎn)采取的這種措施是_______________。
A.升高反應體系的溫度B.增大體系中氧氣的濃度
C.使用合適的催化劑D.降低反應體系的壓強
(3)已知C=C、O=O、C—C鍵能分別為a kJ·mol-1、b kJ·mol-1、c kJ·mol-1,則環(huán)氧乙烷中C—O鍵能為            kJ·mol-1;
(4)反應②可以設(shè)計成燃料電池,若以酸做電解質(zhì)溶液,負極反應式是                。

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