汽车尾气中NOx的消除及无害化处理引起社会广泛关注。(1)某兴趣小组查阅文献获得如下信息:N2(g)+O2(g)=2NO(g)  △H=+180.5kJ/mol

汽车尾气中NOx的消除及无害化处理引起社会广泛关注。(1)某兴趣小组查阅文献获得如下信息:N2(g)+O2(g)=2NO(g)  △H=+180.5kJ/mol

题型:不详难度:来源:
汽车尾气中NOx的消除及无害化处理引起社会广泛关注。
(1)某兴趣小组查阅文献获得如下信息:
N2(g)+O2(g)=2NO(g)  △H=+180.5kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)) △H=―483.6kJ/mol
则反应2H2(g)+2NO(g)=2H2O(g)+N2(g) △H=          
(2)该小组利用电解原理设计了如图1装置进行H2还原NO的实验[高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,金属钯薄膜做电极]。

钯电极A为  极,电极反应式为              
(3)氨法催化还原NO原理如下:
主反应:4NO(g)+4NH3(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g)   (△H <0)
副反应:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)
4NH3(g)+ 4O2(g)2N2O(g)+6H2O(g)
4NO(g)+4NH3(g)+3O2(g)4N2O(g)+6H2O(g)
有关实验结论如图2、图3所示,据此回答以下问题:

①催化还原NO应控制n(NH3)/n(NO)的最佳值为            ,理由是           
②主反应平衡常数表达式:K=                       ,随着温度的增加,K将  (选填“增加”、 “减小”或“不变”。
③影响N2O生成率的因素有          、氧气浓度和           
答案
(1)―664.1kJ/mol (2分)
(2)阴极(2分)   2NO+4H++4e=N2↑+2H2O (2分)
(3)①1 (1分)   n(NH3)/n(NO)小于1时,NO脱除率不高,n(NH3)/n(NO)大于1时,NO脱除率增加不明显且N2O生成率明显增加( 3分)
(2分)     减小(2分)
③温度(1分)     n(NH3)/n(NO) (1分)(本题两空答案顺序可颠倒)
解析

试题分析:(1)根据盖斯定律,将第2个反应减去第1个反应可得,△H=―664.1kJ/mol;(2)由原电池原理可知,内电路中阳离子移向正极,读图可知,钯电极A为正极、钯电极B为负极;由电子、电荷、原子均守恒可知,酸性环境下正极发生的还原反应式为2NO+4H++4e=N2↑+2H2O;(3)①读图、对比可知,n(NH3)/n(NO)小于1时,NO脱除率不高,n(NH3)/n(NO)大于1时,NO脱除率增加不明显且N2O生成率明显增加,因此n(NH3)/n(NO)的最佳值为1;②由反应式可知,K=;由于△H<0,正反应放热,升温平衡左移,K减小;结合题中信息可知,影响N2O生成率的因素有温度、n(NH3)/n(NO) 和氧气浓度。
举一反三
氨有着广泛的用途,可用于化肥、硝酸、合成纤维等工业生产。
(1)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应可生成氨气:

该反应在固定体积的密闭容器中进行,有关说法正确的是_____________(填序号字母)。
A.反应处于平衡状态时,
B.反应达到平衡后,
C.体系的总压强不变,说明反应已达平衡
D.混合气体的密度保持不变,说明反应已达平衡
(2)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨在燃烧试验机中相关的反应有:
   ①
 ②
   ③
请写出上述三个反应中三者之间关系的表达式,=_________。
(3)工业制硝酸的主要反应是: 
①升高温度,反应的K值减小,则Q______(填“>”、“<”或“=”)0。
②若反应起始的物质的量相同,下列关系图错误的是________(填序号)。

③在容积固定的密闭容器中发生上述反应,容器内部分物质的浓度如下表:
时间/浓度








起始
4.0
5.5
0
0
第2min
3.2
a
0.8
1.2
第4min
2.0
3.0
2.0
3.0
第6min
2.0
3.0
2.0
3.0
 
反应在第2 min到第4 min时,O2的平均反应速率为________。
反应在第2 min时改变了条件,改变的条件可能是______________________________。
该条件下,反应的平衡常数K=________。
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我国工业上主要采用以下四种方法降低尾气中的含硫量:
方法1
燃煤中加入石灰石,将SO2转化为CaSO3,再氧化为CaSO4
方法2
用氨水将SO2转化为NH4HSO3,再氧化为(NH4)2SO4
方法3
高温下用水煤气将SO2还原为S
方法4
用Na2SO3溶液吸收SO2,再电解转化为H2SO4
 
(1)方法1中已知:① CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)  ΔH=-178.3 kJ/mol
②CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s) ΔH=-402.0 kJ/mol 
③2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s) ΔH=-2314.8 kJ/mol
写出CaCO3与SO2反应生成CaSO4的热化学方程式:____;此反应的平衡常数表达式为:_____。

(2)方法2中最后产品中含有少量(NH4)2SO3,为测定(NH4)2SO4的含量,分析员设计以下步骤:
①准确称取13.9 g 样品,溶解;
②向溶液中加入植物油形成油膜,用滴管插入液面下加入过量盐酸,充分反应,再加热煮沸;
③加入足量的氯化钡溶液,过滤;
④进行两步实验操作;
⑤称量,得到固体23.3 g,计算。
步骤②的目的是:_____。步骤④两步实验操作的名称分别为:  _____、_____。样品中(NH4)2SO4的质量分数:____(保留两位有效数字)。
(3)据研究表明方法3的气配比最适宜为0.75[即煤气(CO、H2的体积分数之和为90%)∶SO2烟气(SO2体积分数不超过15%)流量=30∶40]。用平衡原理解释保持气配比为0.75的目的是:_____。
(4)方法4中用惰性电极电解溶液的装置如图所示。阳极电极反应方程式为_____。
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甲醇可作为燃料电池的原料。通过下列反应可以制备甲醇:CO ( g ) + 2H2 ( g ) CH3OH ( g ) △H=-90.8 kJ·mol-1 在一容积可变的密闭容器中充入10 mol CO 和20 molH2,CO 的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示,当达到平衡状态A 时,容器的体积为20 L。

(1)该反应的化学平衡常数表达式为     
(2)如反应开始时仍充入10mol CO 和20mol H2,则在平衡状态B时容器的体积V(B)=        L。
(3)关于反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在化学平衡状态时的描述正确的是  (填字母)。
A.CO的含量保持不变       B.容器中CH3OH浓度与CO浓度相等
C.2V(CH3OH)=V(H2)D.容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
(4)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),按照相同的物质的量 投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是     
                    
A.温度:T1 < T2 <T3
B.正反应速率:ν(a)>ν(c); ν(b)>ν(d)
C.平衡常数: K(a) ="K(c)" ; K(b) >K(d)
D.平均摩尔质量: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,试写出由
CO2和H2制取甲醇的热化学方程式     
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下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者小于后者的是
①C(s)+O2(g) ===CO(g);ΔH1       C(s)+O2(g) ===CO2(g);ΔH2
②S(g)+O2(g) ===SO2(g);ΔH3           S(s)+O2(g) ===SO2(g);ΔH4
③CaO(s)+H2O(l) ===Ca(OH)2(s);ΔH5    CaCO3(s) ===CaO(s)+CO2(g);ΔH6
A.②B.①②C.①③D.②③

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(1)已知:C3H8(g)+5O2(g) ===3CO2(g)+4H2O(1) △H=-2220.0kJ/mol
H2O(1) ===H2O(g);△H=+44.0kJ/mol
写出丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式                               
(2)在如图所示的实验装置中,E为一张用淀粉碘化钾溶液润湿的滤纸,C、D为夹在滤纸两端的铂夹,X、Y分别为直流电源的两极。在A、B中充满AgNO3溶液后倒立于盛有AgNO3溶液的水槽中,再分别插入铂电极。切断电源开关S1,闭合开关S2,通直流电一段时间后,B电极质量增重,A极产生无色气体。请回答下列问题:
① 写出D电极反应式:           
②写出水槽中电解AgNO3溶液总反应的离子方程式:                                    ,阴极增重2.16 g,则阳极上放出的气体在标准状况下的体积是____  _L。
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