2012年始，霧霾天氣無(wú)數(shù)次肆虐家鄉(xiāng)邯鄲。其中，燃煤和汽車(chē)尾氣是造成空氣污染的原因之一。
（1）汽車(chē)尾氣凈化的主要原理為：2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。△H＜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(shuō)明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是               （填代號(hào)）。

（2）直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)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：Ⅰ CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g)　△H＝－867 kJ/mol
Ⅱ 2NO2(g)N2O4(g)  △H＝－56.9 kJ/mol
Ⅲ H2O(g) ＝ H2O(l)  ΔH ＝ －44.0 kJ／mol
寫(xiě)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(shí)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(yáng)極產(chǎn)生氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是       L
（1）①[CO2]2[ N2]/[ NO]2[CO]2② bd 
（2）CH4(g)+N2O4(g) =N2(g) +2H2O(g) + CO2(g) △H= —898.1kJ/mol
（3）①CH4 —8e— + 2H2O =CO2 + 8H+   ②14 ③ 1.68L

試題分析：（1）①根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的書(shū)寫(xiě)規(guī)律：生成物平衡濃度系數(shù)次冪的積比反應(yīng)物平衡濃度系數(shù)次冪的積，寫(xiě)出[CO2]2[ N2]/[ NO]2[CO]2；②a、可逆反應(yīng)達(dá)平衡后正、逆速率相等且不再變化，由圖像知，t1時(shí)刻V正最大，隨反應(yīng)進(jìn)行速率發(fā)生變化，未到達(dá)平衡，錯(cuò)誤；b、該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨反應(yīng)進(jìn)行溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)減小，到達(dá)平衡后，溫度為定值，平衡常數(shù)不變，圖象與實(shí)際符合，正確；c、t1時(shí)刻后二氧化碳、NO的物質(zhì)的量發(fā)生變化，t1時(shí)刻未到達(dá)平衡狀態(tài)，錯(cuò)誤；d、隨著反應(yīng)的進(jìn)行NO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸減小，t1時(shí)刻N(yùn)O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，處于平衡狀態(tài)，正確；答案bd；
（2）已知：Ⅰ CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g)　△H＝－867 kJ/mol Ⅱ 2NO2(g)N2O4(g)  △H＝－56.9 kJ/mol Ⅲ H2O(g) ＝ H2O(l)  ΔH ＝ －44.0 kJ／mol，根據(jù)蓋斯定律，Ⅰ-Ⅱ+Ⅲ×2得CH4(g)+N2O4(g) =N2(g) +2H2O(g) + CO2(g) △H= —898.1kJ/mol；
（3）①甲烷燃料電池中甲烷在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)酸性條件下生成CO2-和H2O，負(fù)極電極反應(yīng)式為CH4 —8e— + 2H2O =CO2 + 8H+ ，②根據(jù)題意知，n(NaCl)=0.1mol該電解過(guò)程為先電解飽和食鹽水，后電解水，根據(jù)電解方程式2Cl- + 2H2O  H2↑ + Cl2↑ + 2OH-，代入數(shù)據(jù)計(jì)算得n(OH-)=0.1mol，濃度為1mol/L，電解后溶液的pH=14；③n(NaCl)=0.1mol，電解產(chǎn)生氯氣的物質(zhì)的量為0.05mol，根據(jù)題意該電解過(guò)程為先電解飽和食鹽水，后電解水，電極反應(yīng)式為2H+ + 2e-=H2↑  2Cl- - 2e-=Cl2↑ 4OH- - 4e-=O2↑ + 2H2O，陰極產(chǎn)生的氫氣的物質(zhì)的量為0.1mol，根據(jù)電子守恒可得：2n（H2）=2n（Cl-）+4n（O2）代入數(shù)據(jù)計(jì)算得n（O2）=0.025mol,陽(yáng)極共產(chǎn)生氣體0.075mol,體積為1.68L。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：填空題

甲醇可作為燃料電池的原料。通過(guò)下列反應(yīng)可以制備甲醇：CO ( g ) + 2H2 ( g ) CH3OH ( g ) △H＝-90.8 kJ·mol－1 在一容積可變的密閉容器中充入10 mol CO 和20 molH2，CO 的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度（T）、壓強(qiáng)（P）的變化如圖所示，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)A 時(shí)，容器的體積為20 L。

（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為     。
（2）如反應(yīng)開(kāi)始時(shí)仍充入10mol CO 和20mol H2，則在平衡狀態(tài)B時(shí)容器的體積V（B）=        L。
（3）關(guān)于反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)的描述正確的是  （填字母）。
A．CO的含量保持不變       B．容器中CH3OH濃度與CO濃度相等
C．2V正（CH3OH）=V正（H2）D．容器中混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
（4）CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，按照相同的物質(zhì)的量 投料，測(cè)得CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是     。
                    
A．溫度：T1 < T2 <T3
B．正反應(yīng)速率：ν（a）>ν（c）； ν（b）>ν（d）
C．平衡常數(shù)： K(a) ="K(c)" ； K(b) >K(d)
D．平均摩爾質(zhì)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，試寫(xiě)出由
CO2和H2制取甲醇的熱化學(xué)方程式     。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：填空題

“富煤、貧油、少氣”是我國(guó)能源發(fā)展面臨的現(xiàn)狀。隨著能源的日益緊張，發(fā)展“煤化工”對(duì)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整具有重要意義。下圖是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈之一。

“潔凈煤技術(shù)”研究在世界上相當(dāng)普遍，科研人員通過(guò)向地下煤層氣化爐中交替鼓入空氣和水蒸氣的方法，連續(xù)產(chǎn)出熱值很高的煤炭合成氣，其主要成分是CO和H2。CO和H2可作為能源和化工原料，應(yīng)用十分廣泛。
（1）已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)            ΔH1＝－393.5 kJ·mol–1          ①
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)      ΔH2＝＋131.3 kJ·mol–1          ②
則反應(yīng)CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g)，ΔH= _________kJ·mol–1。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，33.6 L的煤炭合成氣(設(shè)全部為CO和H2)與氧氣完全反應(yīng)生成CO2和H2O，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移______mole－。
（2）在一恒容的密閉容器中，由CO和H2合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
①下列情形能說(shuō)明上述反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______
a．體系壓強(qiáng)保持不變
b．密閉容器中CO、H2、CH3OH(g)3種氣體共存
c．CH3OH與H2物質(zhì)的量之比為1:2
d．每消耗1 mol CO的同時(shí)生成2molH2
②CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。

A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)_____(填“前者”、“后者”或“一樣”)大；達(dá)到A、C兩點(diǎn)的平衡狀態(tài)所需的時(shí)間tA      tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
在不改變反應(yīng)物用量的情況下，為提高CO的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是_____________(答出兩點(diǎn)即可)。
（3）工作溫度650℃的熔融鹽燃料電池，是用煤炭氣(CO、H2)作負(fù)極燃?xì)�，空氣與CO2的混合氣體為正極燃?xì)�，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔點(diǎn)混合物做電解質(zhì)，以金屬鎳(燃料極)為催化劑制成的。負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CO + H2－4e－ + 2CO32－= 3CO2+H2O；則該電池的正極反應(yīng)式為_(kāi)___________。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：填空題

（1）已知：①Fe(s)+1／2O2(g)=FeO(s)      △H1=-272.0KJ·mol-1
②2Al(s)+3／2(g)=Al2O3(s)    △H2=-1675.7KJ·mol-1
Al和FeO發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是__                                 __。
某同學(xué)認(rèn)為，鋁熱反應(yīng)可用于工業(yè)煉鐵，你的判斷是_   (填“能”或“不能”)，你的理由                                                                          

（2）反應(yīng)物與生成物均為氣態(tài)的某可逆反應(yīng)在不同條件下的反應(yīng)歷程分別為A．B，如圖所示。①據(jù)圖判斷該反應(yīng)是  (填“吸”或“放” )熱反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，其他條件不變，，升高溫度，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率將      (填“增大”、 “減小”或“不變”)。
②其中B歷程表明此反應(yīng)采用的條件為    
(填字母)。
A.升高溫度        B.增大反應(yīng)物的濃度
C.降低溫度        D.使用催化劑

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：單選題

心臟起搏器電源—鋰碘電池的電池反應(yīng)為：2 Li(s) + I2 (s) =" 2" LiI(s)  ΔH
已知：4 Li(s) + O2 (g) =" 2" Li2O(s)            ΔH1
4 LiI(s) + O2 (g) =" 2" I2 (s) + 2 Li2O(s)    ΔH2        則下列說(shuō)法正確的是(   )
A．ΔH=1/2ΔH1 -ΔH2B．ΔH=1/2ΔH1 +ΔH2
C．ΔH=1/2ΔH1 -1/2ΔH2D．ΔH=1/2ΔH1 +1/2ΔH2

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：填空題

氮及其化合物與人類各方面有著密切的聯(lián)系。Ⅰ現(xiàn)有一支15mL的試管，充滿NO倒置于水槽中，向試管中緩緩?fù)ㄈ胍欢垦鯕�，�?dāng)試管內(nèi)液面穩(wěn)定時(shí)，剩余氣體3mL。則通入氧氣的體積可能為                mL。
Ⅱ目前，消除氮氧化物污染有多種方法。
（1）用CH4催化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"
②CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H="-1160kJ/mol"
③H2O(g)= H2O(l)                     △H=-44kJ/mol
寫(xiě)出CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2(g) 、CO2(g)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式                           。  
（2）用活性炭還原法處理氮氧化物，有關(guān)反應(yīng)為：
某研究小組向恒容密閉容器加入一定量的活性炭和NO，恒溫（T0C)條件下反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下：

①不能作為判斷反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_______ ；（選填字母代號(hào)）
A．容器內(nèi)CO2的濃度保持不變
B．v正(N2)="2" v正(NO)
C．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
D．混合氣體的密度保持不變
E．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
②前20分鐘，平均反應(yīng)速率v(NO)=                      。v(NO)=（0．1- 0．04）/ 20 = 0．003mol·L-1· min-1
③在T0C時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_(kāi)______(保留兩位小數(shù))；
④在30 min，改變某一條件反應(yīng)重新達(dá)到平衡，則改變的條件是_______                      。
（3）科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將超音速飛機(jī)尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2,其反應(yīng)為：

研究表明：在使用等質(zhì)量催化劑時(shí)，增大催化劑的比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗(yàn)證溫度、催化劑的比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下表中。
實(shí)驗(yàn)編號(hào)
T(0C)
NO初始濃度
（mol/L）
CO初始濃度
（mol/L）
催化劑的比
表面積(m2/g)
Ⅰ
280
1．20×10-3
5．80×10-3
82
Ⅱ
a
b
c
124
Ⅲ
350
d
e
124
 
上表中：a=_______,b=________,e=________ 。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：單選題

氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）右圖是N2和H2反應(yīng)生成2 mol NH3過(guò)程中能量變
化示意圖，寫(xiě)出生成NH3的熱化學(xué)方程式：
_____________________________________________
___________________________。
（2）由氣態(tài)基態(tài)原子形成1 mol化學(xué)鍵釋放的最低能量叫鍵能。從化學(xué)鍵的角度分析，化
學(xué)反應(yīng)的過(guò)程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵的破壞和生成物的化學(xué)鍵的形成過(guò)程。在化學(xué)反應(yīng)過(guò)
程中，拆開(kāi)化學(xué)鍵需要消耗能量，形成化學(xué)鍵又會(huì)釋放能量。
已知反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝a kJ·mol－1。
試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)估算a的數(shù)值：________。
化學(xué)鍵
H—H
N—H
N≡N
鍵能kJ·mol－1
436
391
945
 

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：填空題

甲醇是一種優(yōu)質(zhì)燃料，可制作燃料電池。
（1）為探究用CO2生產(chǎn)燃料甲醇的反應(yīng)原理，現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：在體積為1L的密閉容器中，充入1molCO2和3molH2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)    △H＝－49.0kJ/mol
測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如右圖。請(qǐng)回答：

①?gòu)姆磻?yīng)開(kāi)始到平衡，氫氣的反應(yīng)速率：v(H2)＝                        。
②能夠說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡的是_________。
A．恒溫、恒容時(shí)，容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再變化
B．恒溫、恒容時(shí)，容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化
C．一定條件下，CO、H2和CH3OH的濃度保持不變
D．一定條件下，單位時(shí)間內(nèi)消耗3molH2的同時(shí)生成1molCH3OH
③下列措施中能使平衡混合物中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是           。
A．加入催化劑                B．充入He(g)，使體系壓強(qiáng)增大
C．將H2O(g)從體系中分離      D．降低溫度
④求此溫度(T1)下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K1＝                (計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
⑤另在溫度(T2)條件下測(cè)得平衡常數(shù)K2，已知T2＞T1，則K2     (填“＞”、“＝”或“＜”)K1。
（2）以CH3OH為燃料(以KOH溶液作電解質(zhì)溶液)可制成CH3OH燃料電池(電池總反應(yīng)式：2CH3OH＋3O2＋4OH－＝2CO32－＋6H2O)，則充入CH3OH的電極為  極，充入O2的電極反應(yīng)式              。
（3）已知在常溫常壓下：
①2CH3OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(g)  △H1
②2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g) △H2
則1mol甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和氣態(tài)水時(shí)反應(yīng)的△H＝                   。（用含△H1、△H2的式子表示）

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：不詳 題型：填空題

運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究氮、硫、氯、碘等單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)有重要意義

（1）硫酸生產(chǎn)中，SO2催化氧化生成SO3；   2SO2（g）+O2（g）2SO3（g），混合體系中SO3  的百分含量和溫度的關(guān)系如下圖所示（曲線上任何一點(diǎn)都表示平衡狀態(tài)）．根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題，
①2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）的△H     0
（填“>”或“<”）：若在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣，平衡             移動(dòng)（填“向左”“向右”或“不”）
②若溫度為T(mén)1、T2，反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1，K2，則K1        K2；反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D時(shí)，            （填“>”“<”或“=”）
（2）氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用，

①如圖是一定的溫度和壓強(qiáng)下N2和H2反應(yīng)生成lmolNH3過(guò)程中能量變化示意圖，請(qǐng)寫(xiě)出工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式：                                                     
（△H的數(shù)值用含字母Q1、Q2的代數(shù)式表示）
②氨氣溶于水得到氨水，在25℃下，將a mol·L-1的氨水與b mol·L-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)后溶液顯中性，則c（NH4+）     c（Cl-）（填“>”、“<”或“=”）；用含a和b的代數(shù)式表示出該混合溶液中氨水的電離平衡常數(shù)             .
（3）海水中含有大量的元素，常量元素如氯，微量元素如碘，其在海水中均以化合態(tài)存在，在25℃下，向0．1L0.002mol·L-l的NaCl溶液中逐滴加入適量的0．1L0.002mol·L-l硝酸銀溶液，有白色沉淀生成，從沉淀溶解平衡的角度解釋產(chǎn)生沉淀的原因是                    ，向反應(yīng)后的濁液中繼續(xù)加入0．1L0.002mol·L-1的NaI溶液，看到的現(xiàn)象是              ，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是（用離子方程式表示）                                        。
（已知：25℃時(shí)KSP（AgCl）=1.6×l0-10     KSP（AgI）=1.5×l0-16）

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