2013年初,霧霾天氣多次肆虐我國中東部地區(qū)。其中,汽車尾氣和燃煤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)。在密閉容器中發(fā)生該反應時,c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時間(t)的變化曲線,如圖所示。

據(jù)此判斷:
①該反應的ΔH　　0(填“>”或“<”)。 
②在T2溫度下,0～2 s內(nèi)的平均反應速率v(N2)=　　　　。 
③當固體催化劑的質(zhì)量一定時,增大其表面積可提高化學反應速率。若催化劑的表面積S1>S2,在上圖中畫出c(CO2)在T1、S2條件下達到平衡過程中的變化曲線。
④若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行,下列示意圖正確且能說明反應在進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是　　　　(填代號)。 


(2)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴重的環(huán)境問題。
①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。
例如:
CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)     ΔH1="-867" kJ/mol
2NO2(g)N2O4(g)   ΔH2="-56.9" kJ/mol
寫出CH4(g)催化還原N2O4(g)生成N2(g)和H2O(g)的熱化學方程式:　                 。 
②將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用,可達到低碳排放的目的。如圖是通過人工光合作用,以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖。催化劑b表面發(fā)生的電極反應式為　                   。 

(1)①<�、�0.025 mol/(L·s)
③

④bd
(2)①CH4(g)+N2O4(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)   ΔH="-810.1" kJ/mol
②CO2+2H++2e-HCOOH

解析

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

甲醇燃料分為甲醇汽油和甲醇柴油。工業(yè)上合成甲醇的方法很多。
（1）一定條件下發(fā)生反應：
CO2(g) +3H2(g) ＝CH3OH(g)+H2O(g) △H1
2CO (g) +O2(g) ＝2CO2(g)  △H2
2H2(g)+O2(g) ＝2H2O(g)   △H3
則　CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)　的△H＝               。
（2）在容積為2L的密閉容器中進行反應：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ，其他條件不變，在300℃和500℃時，物質(zhì)的量n(CH3OH) 與反應時間t的變化曲線如圖所示。該反應的△H    0 （填>、<或=）。

（3）若要提高甲醇的產(chǎn)率，可采取的措施有____________（填字母）。

A．縮小容器體積
B．降低溫度
C．升高溫度
D．使用合適的催化劑
E．將甲醇從混合體系中分離出來
（4）CH4和H2O在催化劑表面發(fā)生反應CH4+H2OCO+3H2，T℃時，向1 L密閉容器中投入1 mol CH4和1 mol H2O(g)，5小時后測得反應體系達到平衡狀態(tài)，此時CH4的轉(zhuǎn)化率為50% ，計算該溫度下的平衡常數(shù)     （結(jié)果保留小數(shù)點后兩位數(shù)字）。
（5）以甲醇為燃料的新型電池，其成本大大低于以氫為燃料的 傳統(tǒng)燃料電池，目前得到廣泛的研究，如圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖�；卮鹣铝袉栴}：

①B極的電極反應式為                     。
②若用該燃料電池做電源，用石墨做電極電解硫酸銅溶液，當電路中轉(zhuǎn)移1mole- 時，實際上消耗的甲醇的質(zhì)量比理論上大，可能原因是                     。
（6）25℃時，草酸鈣的Ksp=4.0×10-8,碳酸鈣的Ksp=2.5×10-9。向20ml碳酸鈣的飽和溶液中逐滴加入8.0×10-4 mol·L-1的草酸鉀溶液20ml，能否產(chǎn)生沉淀       （填“能”或“否”）。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

研究CO2的利用對促進低碳社會的構(gòu)建具有重要意義。
（1）將CO2與焦炭作用生成CO，CO可用于煉鐵等。
已知：Fe2O3(s) + 3C(石墨) =" 2Fe(s)" + 3CO(g) △H 1 =" +489.0" kJ·mol－1
C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g)           △H 2 =" +172.5" kJ·mol－1
則CO還原Fe2O3(s)的熱化學方程式為                  。
（2）二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向，將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學方程式
CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) △H
①該反應的平衡常數(shù)表達式為K=                    。
②取一定體積CO2和H2的混合氣體(物質(zhì)的量之比為1∶3)，加入恒容密閉容器中，發(fā)生上述反應。反應過程中測得甲醇的體積分數(shù)φ(CH3OH)與反應溫度T的關系如圖A所示，則該反應的ΔH      0（填“>”、“<”或“＝”）。

③在兩種不同條件下發(fā)生反應，測得CH3OH的物質(zhì)的量隨時間變化如圖B所示，曲線I、Ⅱ?qū)钠胶獬?shù)大小關系為KⅠ     KⅡ（填“>” 或“<”）。
（3）以CO2為原料還可以合成多種物質(zhì)。①工業(yè)上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定條件下合成，其反應方程式為                                    。當氨碳比＝3，達平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為60%，則NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為                  。
②用硫酸溶液作電解質(zhì)進行電解，CO2在電極上可轉(zhuǎn)化為甲烷，該電極反應的方程式為                。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

（1）生產(chǎn)水煤氣過程中有以下反應：①C(s)＋CO2(g)??2CO(g)　ΔH1；
②CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)　ΔH2；
③C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)　ΔH3；
上述反應ΔH3與ΔH1、ΔH2之間的關系為__________________________________。
（2）將CH4轉(zhuǎn)化成CO，工業(yè)上常采用催化轉(zhuǎn)化技術，其反應原理為
2CH4(g)＋3O2(g) 2CO(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1 038 kJ·mol－1。
工業(yè)上要選擇合適的催化劑，分別對X、Y、Z三種催化劑進行如下實驗(其他條件相同)：
①X在750 ℃時催化效率最高，能使正反應速率加快約3×105倍；
②Y在600 ℃時催化效率最高，能使正反應速率加快約3×105倍；
③Z在440 ℃時催化效率最高，能使逆反應速率加快約1×106倍；
根據(jù)上述信息，你認為在生產(chǎn)中應該選擇的適宜催化劑是________(填“X”或“Y”或“Z”)，選擇的理由是________________________________________________________；
（3）請畫出（2）中反應在有催化劑與無催化劑兩種情況下反應過程中體系能量變化示意圖，并進行必要標注。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

研究SO2、CO等大氣污染物的處理與利用具有重大意義。
Ⅰ.利用鈉堿循環(huán)法可脫除煙氣中SO2，該法用Na2SO3溶液作為吸收劑，吸收過程pH隨n（SO）?n（HSO3-）變化關系如下表：

n（SO32-）?n（HSO3-）
91:9
1:1
9:91
pH
8.2
7.2
6.2
（1）由上表判斷NaHSO3水溶液顯   __性，原因是   __。
（2）當吸收液呈中性時，溶液中離子濃度關系正確的是   __。
a．c（Na＋）＝2c（SO32-）＋c（HSO3-）
b．c（Na＋）＞c（HSO3-）＞＞c（SO32-）＞c（H＋）＝c（OH－）
c．c（Na＋）＋c（H＋）＝c（HSO3-）＋c（SO32-）＋c（OH－）
（3）若某溶液中含3 mol Na2SO3，逐滴滴入一定量稀HCl，恰好使溶液中Cl－與HSO3-物質(zhì)的量之比為2?1，則滴入鹽酸中n（HCl）為   __mol。
Ⅱ.CO可用于合成甲醇，反應原理為
CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）。
（4）在容積為2 L的密閉容器中通入0.2 mol CO,0.4 mol H2，達到平衡時，CO轉(zhuǎn)化率為50%，則該溫度下的平衡常數(shù)為   __，再加入1.0 mol CO后，重新達到平衡，CO的轉(zhuǎn)化率   __（填“填大”“不變”或“減小”）；平衡體系中CH3OH的體積分數(shù)   __（填“增大”“不變”或“減小”）。
（5）已知CH3OH（g）＋H2O（g）=CO2（g）＋3H2（g）；
H2（g）＋O2（g）=H2O（g）　ΔH＝－241.8 kJ/mol。
有關鍵能數(shù)據(jù)如下：（單位：kJ/mol）
化學鍵
H—H
H—O
C—H
C—O
C=O
鍵能
435
463
413
356
745
 
寫出甲醇氣體完全燃燒生成氣態(tài)水的熱化學方程式：   __。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視，而如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2，引起了全世界的普遍重視。所以“低碳經(jīng)濟”正成為科學家研究的主要課題。
（1）寫出CO2與H2反應生成CH4和H2O的熱化學方程式                    。
已知： ① CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)    ΔH＝－41kJ·mol－1
② C(s)+2H2(g)CH4(g)            ΔH＝－73kJ·mol－1
③ 2CO(g)C(s)+CO2(g)          ΔH＝－171kJ·mol－1
（2）將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應原理為：2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)。已知一定條件下，該反應中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、投料比[n(H2) / n(CO2)]的變化曲線如下左圖：
①在其他條件不變時，請在上圖中畫出平衡時CH3OCH3的體積分數(shù)隨投料比[n(H2) / n(CO2)]變化的曲線圖。

②某溫度下，將2.0molCO2(g)和6.0molH2(g)充入容積為2L的密閉容器中，反應到達平衡時，改變壓強和溫度，平衡體系中CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量分數(shù)變化情況如圖所示，關于溫度和壓強的關系判斷正確的是            ；

A. P3＞P2，T3＞T2        B. P1＞P3，T1＞T3   C. P2＞P4，T4＞T2        D. P1＞P4，T2＞T3
③在恒容密閉容器里按體積比為1:3充入二氧化碳和氫 氣，一定條件下反應達到平衡狀態(tài)。當改變反應的某一個條件后，下列變化能說明平衡一定向逆反應方向移動的是      ；
A. 正反應速率先增大后減小
B. 逆反應速率先增大后減小
C. 化學平衡常數(shù)K值增大
D. 反應物的體積百分含量增大
E. 混合氣體的密度減小
F. 氫氣的轉(zhuǎn)化率減小
（3）最近科學家再次提出“綠色化學”構(gòu)想：把空氣吹入碳酸鉀溶液，然后再把CO2從溶液中提取出來，經(jīng)化學反應后使空氣中的CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕剂霞状�。甲醇可制作燃料電池，寫出以稀硫酸為電解質(zhì)甲醇燃料電池負極反應式__                             。以此燃料電池作為外接電源按圖所示電解硫酸銅溶液，如果起始時盛有1000mL pH＝5的硫酸銅溶液（25℃，CuSO4足量），一段時間后溶液的pH變?yōu)?，此時可觀察到的現(xiàn)象是                     ；若要使溶液恢復到起始濃度（溫度不變，忽略溶液體積的變化），可向溶液中加入      （填物質(zhì)名稱），其質(zhì)量約為   g。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

已知甲和乙在溶液中的轉(zhuǎn)化關系如圖所示：。請回答下列問題：
(1)若甲是10電子的陽離子，乙是堿性氣體。1 mol乙通入足量強酸溶液中與H＋反應，反應過程中的能量變化如圖。寫出乙的一種用途________________。該反應的熱化學方程式為___________________________。

(2)若甲是CO2，用CO2和NH3反應可以合成尿素，合成尿素的反應分為如下兩步。
第一步：2NH3(l)＋CO2(g)H2NCOONH4(l)(氨基甲酸銨)　ΔH1
第二步：H2NCOONH4(l)H2O(l)＋H2NCONH2(l)(尿素)　ΔH2
在一體積為0.5 L的密閉容器中投入4 mol氨和1 mol二氧化碳，實驗測得反應中各組分的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖Ⅰ所示。

①已知總反應的快慢由慢的一步?jīng)Q定，則合成尿素總反應的快慢由第________步反應決定。
②反應進行到10 min時測得CO2的物質(zhì)的量如圖Ⅰ所示，則前10 min用CO2表示的第一步反應的速率為________。
③第二步反應的平衡常數(shù)K隨溫度的變化如圖Ⅱ所示，則ΔH2________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

(1)已知：
①Fe(s)＋O2(g)=FeO(s)　ΔH＝－272.0 kJ·mol－1
②2Al(s)＋O2(g)=Al2O3(s)　ΔH＝－1675.7 kJ·mol－1
Al和FeO發(fā)生鋁熱反應的熱化學方程式是____________________________________

(2)某可逆反應在不同條件下的反應歷程分別為A、B(如上圖所示)。
①根據(jù)圖判斷該反應達到平衡后，其他條件不變，升高溫度，反應物的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”“減小”或“不變”)；
②其中B歷程表明此反應采用的條件為________(選填序號)。
A．升高溫度　　　　  B．增大反應物的濃度   C．降低溫度  D．使用催化劑
(3)1000 ℃時，硫酸鈉與氫氣發(fā)生下列反應：Na2SO4(s)＋4H2(g)Na2S(s)＋4H2O(g)
該反應的平衡常數(shù)表達式為________________________________；
已知K1000 ℃<K1200 ℃，若降低體系溫度，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量將會________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(4)常溫下，如果取0.1 mol·L－1 HA溶液與0.1 mol·L－1 NaOH溶液等體積混合(混合后溶液體積的變化忽略不計)，測得混合液的pH＝8。
①混合液中由水電離出的OH－濃度與0.1 mol·L－1 NaOH溶液中由水電離出的OH－濃度之比為________；
②已知NH4A溶液為中性，又知將HA溶液加到Na2CO3溶液中有氣體放出，試推斷(NH4)2CO3溶液的pH________7(填“<”“>”或“＝”)；相同溫度下，等物質(zhì)的量濃度的下列四種鹽溶液按pH由大到小的排列順序為(填序號)________。
a．NH4HCO3  b．NH4A       c．(NH4)2CO3  d．NH4Cl

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

為了提高資源利用率，減少環(huán)境污染，化工集團將鈦廠、氯堿廠和甲醇廠組成產(chǎn)業(yè)鏈，如圖所示。

請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />(1)鈦鐵礦進入氯化爐前通常采取洗滌、粉碎、烘干、預熱等物理方法處理，請從原理上解釋粉碎的作用：_______________________________________；
已知氯化爐中反應氯氣和焦炭的理論用料物質(zhì)的量比為7∶6，則氯化爐中的還原劑化學式是_________________________________________________。
(2)已知：①Mg(s)＋Cl2(g)=MgCl2(s)    ΔH＝－641  kJ·mol－1
②2Mg(s)＋TiCl4(s)=2MgCl2(s)＋Ti(s)   ΔH＝－512 kJ·mol－1
則Ti(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(s)　ΔH＝________。
(3)Ar氣通入還原爐中并不參與反應，通入Ar氣的作用是_________________________________________________________________。
(4)以甲醇、空氣、氫氧化鉀溶液為原料，石墨為電極可構(gòu)成燃料電池。已知該燃料電池的總反應式為2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO32—＋6H2O，該電池中正極上的電極反應式為____________________________________________。
工作一段時間后，測得溶液的pH________(填“減小”、“增大”或“不變”)。

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