2013年初，霧霾天氣多次肆虐天津、北京等地區(qū)。其中，燃煤和汽車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)�！鱄＜0
①該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式                        
②若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是               （填代號）。

（2）直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴(yán)重的環(huán)境問題。
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。
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
寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的熱化學(xué)方程式：                             。
（3）甲烷燃料電池可以提升能量利用率。下圖是利用甲烷燃料電池電解100mL1mol/L食鹽水,電解一段時間后，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣2.24L（設(shè)電解后溶液體積不變）.
①甲烷燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式：                                          。
②電解后溶液的pH=        (忽略氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng))
③陽極產(chǎn)生氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是       L

（1）①略（2分） ② bd （2分）
（2）CH4(g)+N2O4(g) ==N2(g) +2H2O(g) + CO2(g) △H=" —898.1kJ/mol" （3分）
（3）①CH4 —8e— + 2H2O =CO2 + 8H+  （2分）
②14 （2分）       ③ 1.68L（3分）

解析試題分析：
（1）①根據(jù)平衡常數(shù)公式：
②體系為絕熱、恒容，說明與外界沒有能量的交換。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系的熱量會升高。
b、隨反應(yīng)進(jìn)行溫度升高，平衡向左移動，K值降低。
d、當(dāng)NO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變時，說明達(dá)到平衡。
（2）根據(jù)蓋斯定律：CH4(g)+N2O4(g) ==N2(g) +2H2O(g) + CO2(g) △H= —898.1kJ/mol
（3）①CH4在負(fù)極是失電子變?yōu)镃O2。 所以，CH4 —8e— + 2H2O =CO2 + 8H+
②第一階段先電解HCl，后電解水。先是0.1molCl-放電，生成Cl2,而生成的H2有0.1mol,即有0.2mol的H+產(chǎn)生，則有后0.1mol的H+放電時是由水電離出氫氧根，剛好有0.1molOH-生成，即氫陽根濃度為1mol/L，故PH為14。
③陽極反應(yīng)：Cl- - 2e- = Cl2
                  4OH- - 4e- = 2H2O +O2
總共轉(zhuǎn)移0.2mol電子，生成0.05molCl2和0.025molO2，總體積為1.68L。
考點(diǎn)：本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)書寫，熱化學(xué)反應(yīng)方程式書寫，電極反應(yīng)方程式書寫，電極反應(yīng)計算等知識，整體難度不大。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

2SO2（g）+ O2（g） 2SO3（g） △H =" a" kJ·mol－1，反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。已知1mol SO2（g）完全轉(zhuǎn)化為1mol SO3（g）放熱99 kJ。請回答：
（1）圖中A點(diǎn)表示_______________________，a="__________" 。
（2） Ea的大小對該反應(yīng)的△H _______（填“有” 或“無”）影響。該反應(yīng)常用V2O5作催化劑，加入V2O5會使圖中B點(diǎn)_________（填“升高”、“降低”或“不變”）。
（3）已知單質(zhì)硫的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為296kJ·mol－1，寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________            ____，常溫常壓下，由單質(zhì)硫和氧氣經(jīng)兩步反應(yīng)，若生成1mol SO3（g），放出的總熱量為___     ___ 。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

在化學(xué)反應(yīng)中，只有極少數(shù)能量比平均能量高得多的反應(yīng)物分子發(fā)生碰撞時才可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這些分子稱為活化分子，使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其單位通常用kJ/mol表示。請認(rèn)真觀察右圖，然后回答問題。
(l)圖中所示反應(yīng)是______（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)，該反應(yīng)_______（填“需要”或“不需要”）加熱，該反應(yīng)的△H=_______（用含、的代數(shù)式表示）。

(2)已知熱化學(xué)方程式：H2(g) +O2(g)═H2O(g)；△H=-241．5kJ/mol，該反應(yīng)的活化能為167． 4kJ/mol，則其逆反應(yīng)的活化能為________________。
(3)對于同一反應(yīng)，圖中虛線(Ⅱ)與實(shí)線(I)相比，活化能大大降低，活化分子的百分?jǐn)?shù)增多，反應(yīng)速率加快，你認(rèn)為最可能的原因是_____________。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

氨在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。
（1）合成氨工業(yè)中，合成塔中每產(chǎn)生2molNH3，放出92.2 kJ熱量。
①工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式是                                       。
②若起始時向容器內(nèi)放入2molN2和6molH2，達(dá)平衡后放出的熱量為Q，則Q（填“>”、“<”或“=”）_______184.4 kJ。
③已知：

1molN-H鍵斷裂吸收的能量約等于                       kJ。
（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(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度關(guān)系如下：

T / ℃
165
175
185
195
K
111.9
74.1
50.6
34.8
 
①焓變ΔH（填“>”、“<”或“=”）_______0。
（3）已知：
①N2(g)＋O2(g)=2NO(g)   ΔH1＝＋180 kJ·mol－1
②N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)   ΔH2＝－92.4 kJ·mol－1
③2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)   ΔH3＝－483.6 kJ·mol－1
氨的催化氧化反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為                                        

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

尿素(H2NCONH2)是一種非常重要的高氮化肥，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著非常重要的地位。
（1）工業(yè)上合成尿素的反應(yīng)如下：
2NH3(l)+CO2(g)H2O(l)+H2NCONH2(l)  △H=-103．7 kJ·mol-1
下列措施中有利于提高尿素的生成速率的是           

A．采用高溫
B．采用高壓
C．尋找更高效的催化劑
D．減小體系內(nèi)CO2濃度
（2）合成尿素的反應(yīng)在進(jìn)行時分為如下兩步：
第一步：2NH3(l)+CO2(g) H2NCOONH4(氨基甲酸銨)(l) △H1
第二步：H2NCOONH4(l) H2O(l)+H2NCONH2(l)  △H2．
某實(shí)驗(yàn)小組模擬工業(yè)上合成尿素的條件，在一體積為0．5 L密閉容器中投入4 mol氨和l mol二氧化碳，實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)中各組分隨時間的變化如下圖I所示：

①已知總反應(yīng)的快慢由慢的一步?jīng)Q定，則合成尿素總反應(yīng)的快慢由第    步反應(yīng)決定，總反應(yīng)進(jìn)行到   min時到達(dá)平衡。
②第二步反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度的變化如上圖II所示，則△H2    0(填“>” “<” 或 “=”)
（3）在溫度70-95℃時，工業(yè)尾氣中的NO、NO2可以用尿素溶液吸收，將其轉(zhuǎn)化為N2
①尿素與NO、NO2三者等物質(zhì)的量反應(yīng)，化學(xué)方程式為
                                                            
②已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)．△H=180．6 kJ·mol-1
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92．4 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  △H=-483．6 kJ·mol-1
則4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g)  △H=    kJ·mol-1
（4）尿素燃料電池結(jié)構(gòu)如上圖III所示。其工作時負(fù)極電極反應(yīng)式
可表示為                                                   。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

鐵元素是重要的金屬元素，單質(zhì)鐵在工業(yè)和生活中使用得最為廣泛。鐵還有很多重要的化合物及其化學(xué)反應(yīng)。如鐵與水反應(yīng)：3Fe(s)＋4H2O(g)＝Fe3O4(s)＋4H2(g)   △H
(1)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝_______。
(2) 已知：①3Fe(s)＋2O2(g)＝Fe3O4(s)  △H1＝－1118.4kJ/mol
②2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)  △H2＝－483.8kJ/mol
③2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)  △H3＝－571.8kJ/mol
則△H＝_______。
(3)在t0C時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝16，在2L恒溫恒容密閉容器甲和乙中,分別按下表所示加入物質(zhì)，反應(yīng)經(jīng)過一段時間后達(dá)到平衡。

 
Fe
H2O（g）
Fe3O4
H2
甲/mol
1.0
1.0
1.0
1.0
乙/mol
1.0
1.5
1.0
1.0
 
①甲容器中H2O的平衡轉(zhuǎn)化率為_______ (結(jié)果保留一位小數(shù))。
②下列說法正確的是_______ (填編號)
A.若容器壓強(qiáng)恒定，則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
B.若容器內(nèi)氣體密度恒定，則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
C.甲容器中H2O的平衡轉(zhuǎn)化率大于乙容器中H2O的平衡轉(zhuǎn)化率
D.增加Fe3O4就能提高H2O的轉(zhuǎn)化率
(4)若將(3)中裝置改為恒容絕熱(不與外界交換能量)裝置，按下表充入起始物質(zhì)，起始時與平衡后的各物質(zhì)的量見表：
 
Fe
H2O（g）
Fe3O4
H2
起始/mol
3.0
4.0
0
0
平衡/mol
m
n
p
q
 
若在達(dá)平衡后的裝置中繼續(xù)加入A、B、C三種狀況下的各物質(zhì)，見表：
 
Fe
H2O（g）
Fe3O4
H2
A/mol
3.0
4.0
0
0
B/mol
0
0
1
4
C/mol
m
n
p
q
 
當(dāng)上述可逆反應(yīng)再一次達(dá)到平衡狀態(tài)后,上述各裝置中H2的百分含量按由大到小的順序排列的關(guān)系是
________(用A、B、C表示）。
(5)已知Fe(OH)3的Ksp＝2.79×10－39，而FeCl3溶液總是顯示較強(qiáng)的酸性，若某FeCl3溶液的pH為3,則該溶液中c(Fe3+)＝________mol ? L-1 (結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

紅磷P（s）和Cl2發(fā)生反應(yīng)生成PCl3和PCl5，反應(yīng)過程和能量關(guān)系如圖所示（圖中的△H表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù)）

據(jù)圖回答下列問題
（1）P和Cl2反應(yīng)生成PCl3的熱化學(xué)方程式                           ；
（2）PCl5分解生成PCl3和Cl2的熱化學(xué)方程式                         ；
上述分解反是一個可逆反應(yīng)，溫度T1時，在密閉容器中加入0.8mol PCl5，反應(yīng)達(dá)到平衡時還剩余0.6mol PCl5，其分解率α1等于         ；若反應(yīng)溫度由T1升高到T2，平衡時PCl5分解率α2，α2      α1（填“大于”，“小于”或“等于”）；
（3）工業(yè)上制備PCl5通常分兩步進(jìn)行，先將P和Cl2反應(yīng)生成中間產(chǎn)物PCl3，然后降溫，再和Cl2反應(yīng)生成PCl5。原因是                                        ；
（4）P和Cl2分兩步反應(yīng)生成1mol PCl5的△H3=       ；P和Cl2一步反應(yīng)生成1mol PCl5的△H4     △H3 （填“大于”、“小于”或“等于”），原因是                   。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

研究硫及其化合物對于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。
（1）圖Ⅰ所示一個容積為4L的密閉容器，內(nèi)有可移動的隔板。一定溫度（T）下，左室加入2 mol SO3，右室加入2 mol SO2和1 mol O2，在少量催化劑存在下分別發(fā)生反應(yīng)：

左室：
右室：
反應(yīng)達(dá)到平衡時，右室反應(yīng)過程和能量關(guān)系如圖Ⅱ所示。

①ΔH2＝_______（含a的數(shù)學(xué)式表示）；反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝_________L·mol－1。
②能說明兩邊反應(yīng)一定達(dá)到平衡的是______________（填序號）。
A．隔板不再移動
B．左右兩邊SO2的物質(zhì)的量相等
C．左右二室中SO2與O2物質(zhì)的量之比都是2∶1
③達(dá)平衡時，左室反應(yīng)吸收的熱量為Q1kJ，右室反應(yīng)吸收的熱量為Q2kJ，則Q1、Q2滿足的關(guān)系是_____________（填序號）。
A．Q1＝Q2
B．Q1＞Q2
C．Q1＜Q2
（2）高溫下，熾熱的Cu2S與水蒸氣反應(yīng)生成金屬銅、H2和SO2（）。
①寫出該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式_____________________________________________。
②若有1 mol Cu2S參與反應(yīng)，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是_________mol。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：問答題

乙醇汽油含氧量達(dá)35%,使燃料燃燒更加充分,使用車用乙醇汽油，尾氣排放的CO
和碳?xì)浠衔锲骄鶞p少30%以上,有效的降低和減少了有害的尾氣排放。但是汽車使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放，對NOx的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題。NOx排入空氣中，形成酸雨，造成空氣污染。NOx中有一種紅棕色氣體，其溶于水的方程式是       。
（2）已知NO2和N2O4的結(jié)構(gòu)式分別是  和  。

物質(zhì)
NO2
N2O4
化學(xué)鍵
    N＝O
N—N
 N＝O
鍵能（kJ/mol）
466
167
438
      寫出NO2轉(zhuǎn)化N2O4的熱化學(xué)方程式       。
（3）研究人員在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化劑，可有效降低NOx的排放。
①寫出用CO還原NO生成N2的化學(xué)方程式       。
②在實(shí)驗(yàn)室中模仿此反應(yīng)，在一定條件下的密閉容器中，測得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況和n (NO)/n(CO)比例變化情況如下圖。

為達(dá)到NO轉(zhuǎn)化為N2的最佳轉(zhuǎn)化率，應(yīng)該選用的溫度和n(NO)/n(CO)比例分別為       、       ；該反應(yīng)的?H       0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（4）用 CxHy(烴)催化還原NOx也可消除氮氧化物生成無污染的物質(zhì)。CH4與NO 發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為       。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案