随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫(SO2)排放量减少8%，氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前，消除大气污染有多种方法。（1）处理

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随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫(SO₂)排放量减少8%，氮氧化物(NO_x)排放量减少10%。目前，消除大气污染有多种方法。
（1）处理NO_x的一种方法是利用甲烷催化还原NO_x。已知：
CH₄(g)+4NO₂(g)=4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g) △H=－574kJ·mol^—1
CH₄(g)+4NO(g)=2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g) △H=－1160kJ·mol^—1
则甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程为。
（2）降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：
2NO(g)+2CO(g)

N₂(g)+2CO₂(g) △H＜0。
若在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示，该反应的化学平衡常数为K= 。

若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N₂各0.6mol，平衡将      移动（填“向左”、 “向右”或“不”）。
20min时，若改变反应条件，导致N₂浓度发生如上图所示的变化，则改变的条件可能是             （填序号）。
①加入催化剂　 ②降低温度　 ③缩小容器体积　 ④增加CO₂的量
（3）肼（N₂H₄）用亚硝酸（HNO₂）氧化可生成氮的另一种氢化物，该氢化物的相对分子质量为43.0，其中氮原子的质量分数为0.977。写出肼与亚硝酸反应的化学方程式                                        。

答案

（1）CH₄(g)+2NO₂(g)= N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g) △H=－867kJ·mol^－1（2分）
（2）k=" 5/144" 或0.0347 （2分）；不（1分）； ② （1分）
（3） N₂H₄ +HNO₂==HN₃ + 2H₂O（2分）

解析

试题分析：（1）根据盖斯定律，甲烷直接将NO₂还原为N₂的∆H=1/2∆H₁+1/2∆H₂=－867kJ·mol^－1，所以热化学方程式为：CH₄(g)+2NO₂(g)= N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g) △H=－867kJ·mol^－1
（2）根据图中所示浓度可知c(CO₂)=0.4mol/L，则
K=

再向容器中充入CO、N₂各0.6mol， Q仍为 5/144，所以平衡不移动；20min时，从图中看出平衡正向移动，N₂起始浓度没变，所以选②。
（3）根据氢化物的相对分子质量为43.0，其中氮原子的质量分数为0.977，可求得分子式为HN₃，该反应的化学方程式为：N₂H₄ +HNO₂==HN₃ + 2H₂O

举一反三

以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O₂和CO₂，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐，电池总反应方程式为：C₃H₈ +5O₂ = 3CO₂+ 4H₂O。
（1）已知： 2C₃H₈(g) + 7O₂(g) =" 6CO(g)" + 8H₂O(l)    ∆H₁
C(s) + O₂(g) = CO₂ (g)                  ∆H₂
2C(s) + O₂(g) = 2CO(g)                 ∆H₃
则C₃H₈(g) +5O₂((g) = 3CO₂(g) + 4H₂O(l) ∆H=                 （用∆H₁、∆H₂、∆H₃表示）
（2）写出该电池正极的电极反应式：                               ，电池工作时CO₃²^－移向      ；用该电池电解1000 mL 1mol/L的AgNO₃溶液，此电解池的反应方程式为                        ；当电池消耗0．005 mol C₃H₈时,被电解溶液的pH为         （溶液体积变化忽略不计）。

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据报道，一定条件下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。
已知：①CH₃CH₂OH(l) +3 O₂ (g) = 2CO₂(g) +3H₂O(l) △H=－1366.8 kJ/ mol
②2H₂ (g) + O₂ (g) = 2H₂O(l) △H=" -571.6" kJ/ mol
（1）写出由CO₂和H₂反应合成CH₃CH₂OH (l)和H₂O(l)的热化学方程式。
（2）碱性乙醇燃料电池易储存，易推广，对环境污染小，具有非常广阔的发展前景。该燃料电池中，使用铂作电极，KOH溶液做电解质溶液。请写出该燃料电池负极上的电极反应式为。
（3）用乙醇燃料电池电解400 mL 饱和食盐水装置可简单表示如下图：

该装置中发生电解反应的方程式为；在铁棒附近观察到的现象是；当阴极产生448 mL气体（体积在标准状况下测得）时，停止电解，将电解后的溶液混合均匀，溶液的pH为。（不考虑气体的溶解及溶液体积的变化）

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I．已知：反应H₂(g) + Cl₂(g) = 2HCl(g) ΔH=" —184" kJ/mol
4HCl(g)+O₂(g)

2Cl₂(g)+2H₂O(g) ΔH=" —115.6" kJ/mol

请回答：
（1）H₂与O₂反应生成气态水的热化学方程式
（2）断开1 mol H—O 键所需能量约为 kJ
II．试运用所学知识，解决下列问题：
（1）已知某反应的平衡表达式为：

，它所对应的化学方程式为：
（2）已知在400℃时，N₂ (g)+ 3H₂(g)

2NH₃(g) △H<0 的K=0.5，则400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N₂、H₂、NH₃的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应v(N₂)_正          v(N₂)_逆（填：＞、＜、＝、不能确定）（1分）
欲使得该反应的化学反应速率加快，同时使平衡时NH₃的体积百分数增加，可采取的正确措施是       （填序号）（1分）
A．缩小体积增大压强    B．升高温度   C．加催化剂   D．使氨气液化移走
（3）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：A(g) + 3B(g)

2C(g) + D（s） ΔH，其化学平衡常数K与温度t的关系如下表：

t/K	300	400	500	…
K/(mol·L^—1)²	4×10⁶	8×10⁷	K₁	…

请完成下列问题：
①判断该反应的ΔH        0（填“>”或“<”）（1分）
②在一定条件下，能判断该反应一定达化学平衡状态的是         （填序号）
A．3v(B)_（_正_）=2v(C)_（_逆_）      B．A和B的转化率相等
C．容器内压强保持不变    D．混合气体的密度保持不变
（4）以天然气(假设杂质不参与反应)为原料的燃料电池示意图如图所示。

①放电时，负极的电极反应式为
②假设装置中盛装100.0 mL 3.0 mol·L^—1 KOH溶液，放电时参与反应的氧气在标准状况下体积为8 960 mL。放电完毕后，电解质溶液中各离子浓度的大小关系为

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已知在25℃时：
①2C(石墨)＋O₂(g)＝2CO(g)　△H₁＝－222kJ/mol
②2H₂(g)＋O₂(g)＝2H₂O(g)　　△H₂＝－484kJ/mol
③C(石墨)＋O₂(g)＝CO₂ △H₃＝－394kJ/mol
则25℃时，CO(g)＋H₂O(g)＝CO₂(g)＋H₂(g)的反应热△H₄为：

A．－82kJ/mol

B．－41kJ/mol

C．－312kJ/mol

D．＋41kJ/mol

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甲醇是一种很好的燃料，工业上可用多种原料通过不同的反应制得甲醇。
（1）已知在常温常压下：

（2）工业上正在研究利用来生产甲醇燃料的方法，该反应为：

在某温度下，将6mol CO₂和8molH₂充入容积为2L的密闭容器中，8分钟时达平衡状态，H₂的转化率为75%。请回答：
②用CH₃OH表示该反应在0-8min内的平均反应速率v(CH₃OH)=____．
②此温度下该反应平衡常数K=____________

mol;
③若在上述平衡体系中，再充入2mol H₂，反应达到平衡后H₂的转化率____________75% （填“大于”、“小于”或“等于”）。
（3）一氧化碳与氢气也可以合成甲醇：

①若该反应在恒温恒容条件下进行，下列说法正确的是____；
a．若混合气体的密度不再改变，说明反应已达化学平衡状态
b．反应达到平衡后，通入CH₃OH(g)使压强增大，平衡向右移动
c．反应达到平衡后，通入氩气使压强增大，平衡向右移动
d．反应达到平衡后，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小
e．若使用催化剂，会改变反应的途径，但反应的不变
②某温度下，在一个容积为2L的密闭容器中进行该反应，已知此温度下的平衡常数K=50L²/mol²，反应到某时刻测得各组分的物质的量如下：

请比较此时正、逆反应速率的大小：

（填“>”、“<”或“=”）

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