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最近几年我国已加大对氮氧化物排放的控制力度。消除氮氧化物污染有多种方法。
(l)用CH4还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)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式为                 
(2)用活性炭还原法也可处理氮氧化物。有关反应为:2C(s)+2NO2(g)=N2(g)+2CO2(g) △H<0,起始时向密闭容器中充入一定量的C(s)和NO2(g),在不同条件下,测得各物质的浓度变化状况如下图所示。

①0?10min内,以CO2表示的平均反应速率v(CO2)=               
②0~10min,10?20 min,30?40 min三个阶段NO2的转化率分别为α1、α2、α3,其中最小的为         ,其值是                   
③计算反应达到第一次平衡时的平衡常数K=            
④第10min时,若只改变了影响反应的一个条件,则改变的条件为      (填选项字母)。
A.增加C(s)的量       B.减小容器体积      C.加入催化剂
⑤20~30min、40?50 min时体系的温度分别为T1和T2,则T1_____T2(填“> “<”或“=”), 判断的理由是                         


(1)CH4(g ) +2NO2 ( g ) =N2 ( g )+ CO2 (g ) +2H2O (l )  ΔH= -955 kJ /mol (2分,只要有错该空即不能得分。)
(2)①0.02 mol/(L· min) (2分,数值、单位各1分) 
②α1   (1分) 20% (2分)
③ 0.675 (2分,不写单位不扣分,写错单位扣1分) 
④ C (2分)
⑤ > (1分)   此反应为放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动(2分,平衡正向移动、该反应为放热反应两个给分点,各1分。)

解析试题分析:(1)根据盖斯定律,方程式①+②-③×4可得目标方程式,反应热作相应变化即可。
(2)①根据图像,10min时CO2的浓度为0.2mol/L,则以CO2表示的反应速率为=0.02mol/(L·min)。
②根据图像,0~10min内,NO2的转化率α1==20%
10~20min内,NO2的转化率α2==50%
30~40min内,NO2的转化率α3==25%
③反应在20min时达到平衡,根据
④根据图像,10~20min内反应速率加快,平衡仍正向移动。增加固体C不影响反应速率,A错;减小容器体积,则增大压强,平衡逆向移动,B错;加入催化剂可加快反应速率,但不影响平衡,C正确。
⑤20~30min、40?50 min是体系的两个平衡状态,由题意可知改变温度使平衡发生移动,40?50 min时的平衡与20~30min时的平衡相比,平衡正向移动,因反应是放热反应,故降低温度平衡正向移动,T1>T2
考点:考查盖斯定律,热化学方程式书写,图像分析,反应速率计算,转化率计算,化学平衡常数计算,影响化学平衡和化学反应速率因素。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(8分)(1)肼(N2H4)是发射航天飞船常用的高能燃料。将NH3和NaClO按一定物质的量比混合反应,生成肼、NaCl和水,该反应的化学方程式是_____________________________。
(2)在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢,当它们混合时,即产生大量气体,并放出大量热。已知:H2O(l)H2O(g) ΔH=" +44" kJ/mol。12.8 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和水蒸气,放出256.65 kJ的热量。
①请写出液态肼与过氧化氢反应生成液态水的热化学方程式______________________。
②则16 g液态肼与足量过氧化氢反应生成液态水时放出的热量是___________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

已知反应:3I(aq)+S2O82(aq)  I3(aq)+2SO42(aq)+Q
(1)写出反应的平衡常数表达式:K=              
(2)如图表示反应过程中有关物质的能量,则反应过程中的Q     0(填>、<、=);(I)、(II)两曲线中,使用催化剂的是      曲线。

(3)反应的速率可以用I3与加入的淀粉溶液反应显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。下表是在20℃进行实验时所记录的数据

实验编号





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
 
从表中数据分析,该实验的目的是                                           
表中显色时间t1=     s;最终得出的结论是                                  

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

利用海水资源进行化工生产的部分工艺流程如图:

(1)流程I中,欲除去粗盐中含有的Ca2、Mg2、SO42等离子,需将粗盐溶解后,按序加入药品进行沉淀、过滤等。加入药品和操作的顺序可以是        
a.Na2CO3、NaOH、BaCl2、过滤、盐酸    b.NaOH、BaCl2、Na2CO3、过滤、盐酸
c.NaOH、Na2CO3、BaCl2、过滤、盐酸   d.BaCl2、Na2CO3、NaOH、过滤、盐酸
(2)流程II中,电解饱和NaCl溶液的离子方程式为                。通电开始后,阳极区产生的气体是     ,阴极附近溶液pH会    (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)流程III中,通过反应得到NaHCO3晶体。下图为NaCl、NH4Cl、NaHCO3、NH4HCO3的溶解度曲线,其中能表示NaHCO3溶解度曲线的是    ,化学反应方程式是       

(4)流程IV中,所得纯碱常含有少量可溶性杂质,提纯它的过程如下:将碳酸钠样品加适量水溶解、       、过滤、洗涤2-3次,得到纯净Na2CO3?10H2O,Na2CO3?10H2O脱水得到无水碳酸钠,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
把该过程产生的气态水完全液化释放的热能全部用于生产Na2CO3所需的能耗(不考虑能量损失),若生产1molNa2CO3需要耗能92.36kJ,由此得出:H2O(g)==H2O(l) △H =   

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

SNCR-SCR是一种新型的烟气脱硝技术(除去烟气中的NOx),其流程如下:

(1)反应2NO+2CO2CO2+N2能够自发进行,则该反应的ΔH       0(填“>”或“<”)。
(2)SNCR-SCR流程中发生的主要反应有:
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
反应N2(g)+O2(g)2NO(g)的ΔH=          kJ?mol-1
(3)NO和NH3在Ag2O催化剂表面的反应活性随温度的变化曲线见图。

①由图可以看出,脱硝工艺流程应在    (填“有氧”或“无氧”)条件下进行。
②随着反应温度的进一步升高,在有氧的条件下NO的转化率明显下降的可能原因是                                   
(4)NO2也可用尿素[CO(NH2)2]还原,写出尿素与NO2反应的化学方程式:                         
(5)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理见图11。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y,其电极反应为                             。若生成1molY,则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为       L。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
(1)已知:
下列有关该反应的叙述正确的是

A.正反应活化能小于169.8kJ·mol-1
B.逆反应活化能一定小于169.8kJ·mol-1
C.正反应活化能不小于169.8kJ·mol-1
D.正反应活化能比逆反应活化能小169.8kJ·mol-1
(2)H2S热分解制氢时,常向反应器中通入一定比例空气,使部分H2S燃烧,其目的是     
(3)H2O的热分解也可得到H2,高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系,如图1所示。在4000℃~5000℃时可能发生下列哪些反应      (填写字母)。


(4)制取氢气的另一种方法是电解尿素[CO(NH22]的碱性溶液,装置示意图见图2(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。该电解装置中电解排出液中的主要成分是      (写化学式)。
(5)已知下列物质的KSP
5.6×10-12;Ca(OH)2;1.4×10-5。氯碱工业中 电解饱和食盐水也能得到氢气,电解所用的盐水需精制,去除有影响的Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42[c(SO42)>c(Ca2+)]。某精制流程如下:

①盐泥a除泥沙外,还含有的物质是            
②过程I中将NH4+转化为N2的离子方程式是            
③过程II中除去的离子有            
④经过程III处理,需求盐水c中剩余Na2SO3的含量小于5mg/L。若盐水b中NaClO的含量是7.45mg/L,则处理10m3盐水b,至多添加10%Na2SO3溶液      kg(溶液体积变化忽略不计)

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

Ⅰ.氢气燃烧生成液态水的热化学方程式是2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)    ΔH=-572kJ/mol  请回答下列问题:
(1)生成物能量总和    (填“大于”、“小于”或“等于”)反应物能量总和
(2)若2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气,则放出的热量     572 kJ(填“>”、“<”或“=”)
Ⅱ.已知1molCu(s)与适量O2(g)发生反应,生成CuO(s),放出157kJ热量。写出该反应的热化学方程式                                            

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科目:高中化学 来源: 题型:问答题

(10分)拆开1mol H—H键,1mol N—H键,1mol N≡N键分别需要吸收的能量为436kJ,391kJ,946kJ:则(1)1mol N2完全反应生成NH3       热量(填:吸收或放出)            kJ;(2)理论上,每生成1mol NH3       热量(填:吸收或放出)         kJ;(3)事实上,反应的热量总小于理论值,为什么?                             

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科目:高中化学 来源: 题型:计算题

甲烷和氨在国民经济中占有重要地位。
(1)制备合成氨原料气H2,可用甲烷蒸汽转化法,主要转化反应如下:
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
上述反应所得原料气中的CO能使氨合成催化剂中毒,必须除去。工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO2,同时又可制得等体积的氢气的方法。此反应称为一氧化碳变换反应,该反应的热化学方程式是                 
(2)工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为:2NH3 (g)+ CO2 (g) CO(NH2)2 (l) + H2O (l),该反应的平衡常数和温度关系如下:

T / ℃
165
175
185
195
K
111.9
74.1
50.6
34.8
 
① 反应热ΔH(填“>”、“<”或“=”)_______0。
② 在一定温度和压强下,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比),下图是氨碳比(x)与CO2平衡转化率(α)的关系。求图中的B点处,NH3的平衡转化率。

(3)已知甲烷燃料电池的工作原理如下图所示。该电池工作时,a口放出的物质为_________,该电池正极的电极反应式为:____          ,工作一段时间后,当3.2g甲烷完全反应生成CO2时,有         mol 电子发生转移。

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