最近幾年我國已加大對氮氧化物排放的控制力度。消除氮氧化物污染有多種方法。
(l)用CH4還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)+2H2O(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
CH4(g)與NO2(g)反應生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的熱化學方程式為                 。
(2)用活性炭還原法也可處理氮氧化物。有關反應為:2C(s)+2NO2(g)=N2(g)+2CO2(g) △H<0,起始時向密閉容器中充入一定量的C(s)和NO2(g),在不同條件下,測得各物質(zhì)的濃度變化狀況如下圖所示。

①0?10min內(nèi),以CO2表示的平均反應速率v(CO2)=               。
②0~10min,10?20 min,30?40 min三個階段NO2的轉(zhuǎn)化率分別為α1、α2、α3,其中最小的為         ,其值是                   。
③計算反應達到第一次平衡時的平衡常數(shù)K=            
④第10min時,若只改變了影響反應的一個條件,則改變的條件為      (填選項字母)。
A.增加C(s)的量       B.減小容器體積      C.加入催化劑
⑤20~30min、40?50 min時體系的溫度分別為T1和T2,則T1_____T2(填“> “<”或“=”), 判斷的理由是                         。


(1)CH4(g ) +2NO2 ( g ) =N2 ( g )+ CO2 (g ) +2H2O (l )  ΔH= -955 kJ /mol (2分,只要有錯該空即不能得分。)
(2)①0.02 mol/(L· min) (2分,數(shù)值、單位各1分) 
②α1   (1分) 20% (2分)
③ 0.675 (2分,不寫單位不扣分,寫錯單位扣1分) 
④ C (2分)
⑤ > (1分)   此反應為放熱反應,降低溫度,平衡向正反應方向移動(2分,平衡正向移動、該反應為放熱反應兩個給分點,各1分。)

解析試題分析:(1)根據(jù)蓋斯定律,方程式①+②-③×4可得目標方程式,反應熱作相應變化即可。
(2)①根據(jù)圖像,10min時CO2的濃度為0.2mol/L,則以CO2表示的反應速率為=0.02mol/(L·min)。
②根據(jù)圖像,0~10min內(nèi),NO2的轉(zhuǎn)化率α1==20%
10~20min內(nèi),NO2的轉(zhuǎn)化率α2==50%
30~40min內(nèi),NO2的轉(zhuǎn)化率α3==25%
③反應在20min時達到平衡,根據(jù)。
④根據(jù)圖像,10~20min內(nèi)反應速率加快,平衡仍正向移動。增加固體C不影響反應速率,A錯;減小容器體積,則增大壓強,平衡逆向移動,B錯;加入催化劑可加快反應速率,但不影響平衡,C正確。
⑤20~30min、40?50 min是體系的兩個平衡狀態(tài),由題意可知改變溫度使平衡發(fā)生移動,40?50 min時的平衡與20~30min時的平衡相比,平衡正向移動,因反應是放熱反應,故降低溫度平衡正向移動,T1>T2
考點:考查蓋斯定律,熱化學方程式書寫,圖像分析,反應速率計算,轉(zhuǎn)化率計算,化學平衡常數(shù)計算,影響化學平衡和化學反應速率因素。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

(8分)(1)肼(N2H4)是發(fā)射航天飛船常用的高能燃料。將NH3和NaClO按一定物質(zhì)的量比混合反應,生成肼、NaCl和水,該反應的化學方程式是_____________________________。
(2)在火箭推進器中裝有強還原劑肼(N2H4)和強氧化劑過氧化氫,當它們混合時,即產(chǎn)生大量氣體,并放出大量熱。已知:H2O(l)H2O(g) ΔH=" +44" kJ/mol。12.8 g液態(tài)肼與足量過氧化氫反應生成氮氣和水蒸氣,放出256.65 kJ的熱量。
①請寫出液態(tài)肼與過氧化氫反應生成液態(tài)水的熱化學方程式______________________。
②則16 g液態(tài)肼與足量過氧化氫反應生成液態(tài)水時放出的熱量是___________________。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

已知反應:3I(aq)+S2O82(aq)  I3(aq)+2SO42(aq)+Q
(1)寫出反應的平衡常數(shù)表達式:K=              。
(2)如圖表示反應過程中有關物質(zhì)的能量,則反應過程中的Q     0(填>、<、=);(I)、(II)兩曲線中,使用催化劑的是      曲線。

(3)反應的速率可以用I3與加入的淀粉溶液反應顯藍色的時間t來度量,t越小,反應速率越大。下表是在20℃進行實驗時所記錄的數(shù)據(jù)

實驗編號





c(I)/mol·L-1
0.040
0.080
0.080
0.160
0.160
c(S2O82)/mol·L-1
0.040
0.040
0.080
0.080
0.040
t/s
88
44
22
11
t1
 
從表中數(shù)據(jù)分析,該實驗的目的是                                           ;
表中顯色時間t1=     s;最終得出的結(jié)論是                                  。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

利用海水資源進行化工生產(chǎn)的部分工藝流程如圖:

(1)流程I中,欲除去粗鹽中含有的Ca2、Mg2、SO42等離子,需將粗鹽溶解后,按序加入藥品進行沉淀、過濾等。加入藥品和操作的順序可以是        
a.Na2CO3、NaOH、BaCl2、過濾、鹽酸    b.NaOH、BaCl2、Na2CO3、過濾、鹽酸
c.NaOH、Na2CO3、BaCl2、過濾、鹽酸   d.BaCl2、Na2CO3、NaOH、過濾、鹽酸
(2)流程II中,電解飽和NaCl溶液的離子方程式為                。通電開始后,陽極區(qū)產(chǎn)生的氣體是     ,陰極附近溶液pH會    (填“增大”、“減小”或“不變”)。
(3)流程III中,通過反應得到NaHCO3晶體。下圖為NaCl、NH4Cl、NaHCO3、NH4HCO3的溶解度曲線,其中能表示NaHCO3溶解度曲線的是    ,化學反應方程式是       。

(4)流程IV中,所得純堿常含有少量可溶性雜質(zhì),提純它的過程如下:將碳酸鈉樣品加適量水溶解、   、    、過濾、洗滌2-3次,得到純凈Na2CO3?10H2O,Na2CO3?10H2O脫水得到無水碳酸鈉,已知:
Na2CO3·H2O(s)==Na2CO3(s)+H2O(g)  ΔH1=+58.73kJ·mol-1
Na2CO3·10H2O(s)==Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g)  ΔH2=" +473.63" kJ·mol-1
把該過程產(chǎn)生的氣態(tài)水完全液化釋放的熱能全部用于生產(chǎn)Na2CO3所需的能耗(不考慮能量損失),若生產(chǎn)1molNa2CO3需要耗能92.36kJ,由此得出:H2O(g)==H2O(l) △H =   

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

SNCR-SCR是一種新型的煙氣脫硝技術(除去煙氣中的NOx),其流程如下:

(1)反應2NO+2CO2CO2+N2能夠自發(fā)進行,則該反應的ΔH       0(填“>”或“<”)。
(2)SNCR-SCR流程中發(fā)生的主要反應有:
4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1627.2kJ?mol-1
6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1807.0 kJ?mol-1;
6NO2(g)+8NH3(g)7N2(g)+12H2O(g) ΔH=-2659.9 kJ?mol-1;
反應N2(g)+O2(g)2NO(g)的ΔH=          kJ?mol-1
(3)NO和NH3在Ag2O催化劑表面的反應活性隨溫度的變化曲線見圖。

①由圖可以看出,脫硝工藝流程應在    (填“有氧”或“無氧”)條件下進行。
②隨著反應溫度的進一步升高,在有氧的條件下NO的轉(zhuǎn)化率明顯下降的可能原因是                                   
(4)NO2也可用尿素[CO(NH2)2]還原,寫出尿素與NO2反應的化學方程式:                         
(5)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池,其原理見圖11。該電池在使用過程中石墨I電極上生成氧化物Y,其電極反應為                             。若生成1molY,則理論上需要消耗標準狀況下氧氣的體積為       L。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

氫氣的制取與儲存是氫能源利用領域的研究熱點。
(1)已知:
下列有關該反應的敘述正確的是

A.正反應活化能小于169.8kJ·mol-1
B.逆反應活化能一定小于169.8kJ·mol-1
C.正反應活化能不小于169.8kJ·mol-1
D.正反應活化能比逆反應活化能小169.8kJ·mol-1
(2)H2S熱分解制氫時,常向反應器中通入一定比例空氣,使部分H2S燃燒,其目的是     。
(3)H2O的熱分解也可得到H2,高溫下水分解體系中主要氣體的體積分數(shù)與溫度的關系,如圖1所示。在4000℃~5000℃時可能發(fā)生下列哪些反應      (填寫字母)。


(4)制取氫氣的另一種方法是電解尿素[CO(NH22]的堿性溶液,裝置示意圖見圖2(電解池中隔膜僅阻止氣體通過,陰、陽極均為惰性電極)。該電解裝置中電解排出液中的主要成分是      (寫化學式)。
(5)已知下列物質(zhì)的KSP
5.6×10-12;Ca(OH)2;1.4×10-5。氯堿工業(yè)中 電解飽和食鹽水也能得到氫氣,電解所用的鹽水需精制,去除有影響的Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42[c(SO42)>c(Ca2+)]。某精制流程如下:

①鹽泥a除泥沙外,還含有的物質(zhì)是            。
②過程I中將NH4+轉(zhuǎn)化為N2的離子方程式是            。
③過程II中除去的離子有            
④經(jīng)過程III處理,需求鹽水c中剩余Na2SO3的含量小于5mg/L。若鹽水b中NaClO的含量是7.45mg/L,則處理10m3鹽水b,至多添加10%Na2SO3溶液      kg(溶液體積變化忽略不計)

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

Ⅰ.氫氣燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式是2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)    ΔH=-572kJ/mol  請回答下列問題:
(1)生成物能量總和    (填“大于”、“小于”或“等于”)反應物能量總和
(2)若2 mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣,則放出的熱量     572 kJ(填“>”、“<”或“=”)
Ⅱ.已知1molCu(s)與適量O2(g)發(fā)生反應,生成CuO(s),放出157kJ熱量。寫出該反應的熱化學方程式                                            。

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科目:高中化學 來源: 題型:問答題

(10分)拆開1mol H—H鍵,1mol N—H鍵,1mol N≡N鍵分別需要吸收的能量為436kJ,391kJ,946kJ:則(1)1mol N2完全反應生成NH3       熱量(填:吸收或放出)            kJ;(2)理論上,每生成1mol NH3,       熱量(填:吸收或放出)         kJ;(3)事實上,反應的熱量總小于理論值,為什么?                             

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科目:高中化學 來源: 題型:計算題

甲烷和氨在國民經(jīng)濟中占有重要地位。
(1)制備合成氨原料氣H2,可用甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化法,主要轉(zhuǎn)化反應如下:
CH4(g) + H2O(g)  CO(g) + 3H2(g)   ΔH =" +206.2" kJ/mol
CH4(g) + 2H2O(g)  CO2(g) +4H2(g)  ΔH = +165.0kJ/mol
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                 。
(2)工業(yè)生產(chǎn)尿素的原理是以NH3和CO2為原料合成尿素[CO(NH2)2],反應的化學方程式為:2NH3 (g)+ CO2 (g) CO(NH2)2 (l) + H2O (l),該反應的平衡常數(shù)和溫度關系如下:

T / ℃
165
175
185
195
K
111.9
74.1
50.6
34.8
 
① 反應熱ΔH(填“>”、“<”或“=”)_______0。
② 在一定溫度和壓強下,若原料氣中的NH3和CO2的物質(zhì)的量之比(氨碳比),下圖是氨碳比(x)與CO2平衡轉(zhuǎn)化率(α)的關系。求圖中的B點處,NH3的平衡轉(zhuǎn)化率。

(3)已知甲烷燃料電池的工作原理如下圖所示。該電池工作時,a口放出的物質(zhì)為_________,該電池正極的電極反應式為:____          ,工作一段時間后,當3.2g甲烷完全反應生成CO2時,有         mol 電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。

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