研究人员通过对北京地区PM2．5的化学组成研究发现.汽车尾气和燃煤污染分别占4%.l8%I．(1)用于净化汽车尾气的反应为:2NO 2CO2(g)+N2(g).已知该反应在570K时的平衡常数为1×1059.但反应速率极慢.下列说法正确的是: A．装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或COB．提高尾气净化效率的最佳途� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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研究人员通过对北京地区PM2．5的化学组成研究发现，汽车尾气和燃煤污染分别占4％、l8％
I．（1）用于净化汽车尾气的反应为：2NO(g)+2CO(g) 2CO₂(g)+N₂(g)，已知该反应在570K时的平衡常数为1×10⁵⁹，但反应速率极慢。下列说法正确的是：

A．装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO

B．提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂

C．增大压强，上述平衡右移，故实际操作中可通过增压的方式提高其净化效率

D．提高尾气净化效率的常用方法是升高温度

（2）还可以用活性炭还原法处理氮氧化物，反应为：C(s)+2NO(g)

N₂(g)+CO₂(g)

H=akJ·mol^-1，向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温(T₁℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

浓度/mol·L^-1 时间/min	NO	N₂	CO₂
0	0.100	0	0
10	0.058	0.021	0.021
20	0.050	0.025	0.025
30	0.050	0.025	0.025
40	0.036	0.032	0.010
50	0.036	0.032	0.010

①T₁℃时，该反应的平衡常数K=          (保留两位小数)。
⑦前10min内用v(NO)表示的化学反应速率为      ，30min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是             。
③若30min后升高温度至T₂℃，达到平衡时，容器中NO、N₂、CO₂的浓度之比为3：1：l，则该反应的a       0(填“>”、“=”或“<”)。
Ⅱ．CO对人类生存环境的影响很大，CO治理问题属于当今社会的热点问题。
（1）工业上常用SO₂除去CO，生成物为S和CO₂。已知相关反应过程的能量变化如图所示

则用SO₂除去CO的热化学方程式为                      。
（2）高温时，也可以用CO还原MgSO₄可制备高纯MgO。
①750℃时，测得气体中含等物质的量SO₂和SO₃，此反应的化学方程式是            。
②由Mg可制成“镁一次氯酸盐”电池，其装置示意图如图，则镁电极发生的电极反应式为                 ，该电池总反应的离子方程式为                  。

I（1）B （2）① 0.25 ② 0.0042mol???L^-1?min^-1，降低CO₂浓度 ③ <
II（1）SO₂(g)+2CO(g)=S(s)+2CO₂(g) ?H=(2b—a)kJ?mol?¹
（2）①2MgSO₄+CO 2MgO+SO₂+CO₂+SO₃
② Mg—2e?+2OH?=Mg(OH)₂或Mg—2e?=Mg²⁺ Mg+ClO?+H₂O=Cl?+Mg(OH)₂

解析试题分析：I（1）该反应的平衡常数已经很大了，所以提高尾气净化效率关键是加快反应速率。A、因为该反应为可逆反应，所以装有尾气净化装置的汽车排出的气体中仍然含有NO或CO，错误；B、使用高效催化剂可以加快反应速率，所以提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂，正确；C、增大压强，汽车尾气的排放很难做到，错误；D、升高温度，汽车尾气的排放很难做到，错误。
（2）①反应进行到20min时达到平衡，根据三段式进行计算:
C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)
初始浓度（mol?L?¹）      0.100        0     0
转化浓度（mol?L?¹）       0.050      0.025 0.025
平衡浓度（mol?L?¹）       0.050      0.025 0.025
该反应的平衡常数K= 0.025×0.025÷0.050²=0.25。
② v(NO)=(0.1000mol?L?¹—0.058mol?L?¹)÷10min =0.0042mol???L^-1?min^-1；30min后，改变某一条件，反应重新达到平衡后，反应物NO的浓度减小，生成物N₂浓度增大，CO₂的浓度减小，所以改变的条件可能是：降低CO₂浓度。
③ T₁℃ 30min时，NO、N₂、CO₂的浓度之比为2:1:1，升高温度至T₂℃，达到平衡时，容器中NO、N₂、CO₂的浓度之比为3：1：l，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，a < 0
II（1）根据能量变化图可得热化学方程式：S(s)+O₂(g)=SO₂(g) ?H₁="a" kJ?mol?¹   CO(g)+1/2O₂(g)=CO₂(g)    ?H₂="b" kj/mol，写出用SO₂除去CO的化学方程式并注明状态，根据盖斯定律求焓变，?H=—?H₁+ 2?H₂= =(2b—a)kJ?mol?¹，可得热化学方程式。
（2）①CO还原MgSO₄可制备高纯MgO，生成等物质的量的SO₂、SO₃，根据元素守恒同时生成CO₂，配平可得化学方程式：2MgSO₄+CO 2MgO+SO₂+CO₂+SO₃。
② Mg为活泼金属，为负极失去电子，电极方程式为：Mg—2e?+2OH?=Mg(OH)₂或Mg—2e?=Mg²⁺；总反应为ClO?在碱性条件下把Mg氧化为Mg(OH)₂，离子方程式为：Mg+ClO?+H₂O=Cl?+Mg(OH)₂
考点：本题考查化学反应速率、化学平衡、化学反应与能量转化、原电池原理。

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相关习题

科目：高中化学 来源： 题型：填空题

(4分）拆开1mol气态物质中某种共价键需要吸收的能量，就是该共价键的键能。下表是某些共价键的键能：

共价键	H-H	O=O	H-O
键能/kJ ·mol^-1	436	498	X

根据下图中能量变化图，回答下列问题：

（1）图中：a=___________。
（2）表格中：X= 。

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

光气( COCl₂)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下CO与C1₂在活性炭催化下合成。
（1）实验室中可用氯仿(CHC1₃)与双氧水直接反应制备光气，其反应的化学方程式为                      ；
（2）工业上利用天然气(主要成分为CH₄)与CO₂进行高温重整制备CO，已知CH₄、H₂和CO的燃烧热(△H)分别为?890.3kJ?mol^?¹、?285. 8 kJ?mol^?¹和?283.0 kJ?mol^?¹，则1molCH₄与CO₂反应的热化学方程式是
（3）COCl₂的分解反应为COCl₂(g)Cl₂(g)＋CO(g) △H=＋108kJ·mol^－1。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下同所示(第10min到14min的COCl₂浓度变化曲线未示出)：

①比较第2 min反应温度T（2）与第8min反应温度T（8）的高低：T（2） ____ T（8）(填“<”、“>”或“=”)
②比较反应物COCl₂在5?6min和15?16 min时平均反应速率的大小：v(5?6)
          v(15?16)(填“<”、“>”或“=”)，原因是               。
③计算反应在第8 min时的平衡常数K=          ；（列出计算过程，结果保留两位小数）

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

利用太阳能分解水产生H₂，在催化剂作用下H₂与CO₂反应合成CH₃OH，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知：H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O(l) ΔH=－285.8 kJ·mol^－1、CH₃OH(l)+ 3/2O₂(g)= CO₂ (g)+ 2H₂O(l) ΔH=－726.5 kJ·mol^－1、CO(g) +1/2O₂(g)= CO₂ (g) ΔH=－283.0 kJ·mol^－1。
请回答下列问题：
⑴用太阳能分解18g水，需要消耗的能量为          kJ。
⑵ 液态CH₃OH不完全燃烧生成CO和液态H₂O的热化学方程式为             。
⑶CO₂合成燃料CH₃OH是碳减排的新方向。在容积为2 L的密闭容器中，充2 mol CO₂和6 mol H₂，由CO₂和H₂合成甲醇，反应式：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)，在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如下图所示(注：T₁、T₂均大于300 ℃)：

①下列说法正确的是
A．温度为T₂时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为: v(CH₃OH)＝n_B/t_Bmol·(L·min)^－1
B．T₂＞T₁，T₂平衡时，甲醇产量变少，所以该反应为放热反应
C．该反应在T₂时的平衡常数比T₁时的平衡常数大
D．处于A点的反应体系从T₁变到T₂，平衡逆向移动
②能判断该反应已达化学反应限度标志的是        （填字母。
A．H₂的百分含量保持不变
B．容器中CO₂ 浓度与H₂浓度之比为1: 3
C．容器中混合气体的密度保持不变
D．CO₂消耗速率与CH₃OH生成速率相等
⑷科学家致力于CO₂的“组合转化”技术研究，如将CO₂和H₂以体积比1∶4比例混合通入反应器，适当条件下，反应可获得一种能源。完成以下化学方程式，就能知道该种能源。
CO₂＋4H₂2H₂O ＋         。
⑸ 在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，总反应式为：2CH₃OH + 3O₂＝2CO₂＋4H₂O，则正极的反应式为             ；负极的反应式为            。

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

平衡是化学反应原理中的重要内容。按要求回答下列问题：
（1）已知：2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g) ΔH₁ 平衡常数为K₁
2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g) ΔH₂ 平衡常数为K₂
则反应NO₂(g)+SO₂(g)SO₃(g)+NO(g)的ΔH="______" (用ΔH₁和ΔH₂表示)；此反应该温度下的平衡常数K=______(用K₁和K₂表示)。
（2）已知A(g)+B(g) C(g)+D(g)，该反应在3L密闭容器中，在两种不同的条件下进行反应，A、B的起始物质的是分别为3.0mol和6.0mol，其中实验I的条件为T₁℃。A的物质的量随时间的变化如图所示。

①实验Ⅱ可能改变的条件是_______________。
②T₁℃时该反应的平衡常数为_____(用分数表示)，达到平衡时，A的反应速率为____。
（3）已知HCN溶液的电离平衡常数Ka=10^－5mol?L^－1，c_平衡(HCN)≈c_起始(HCN)，水的电离可不计，则此温度下0.1 mol?L^－1的HCN溶液的pH=_________。
（4）对于0.1mol?L^－1 Na₂CO₃溶液，该溶液中离子浓度由大到小的顺序是______，向该溶液中加水稀释的过程中，c(H₂CO₃)逐渐____(填“增大”“不变”或“减小”，下同) ，c(H₂CO₃)/ c(CO₃²^－)逐渐______。

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

(1)在焙烧炉中发生反应：
①Fe₂O₃(s)＋3C(s) ===2Fe(s)＋3CO(g) ΔH＝－492.7 kJ·mol^－1
②3CO(g)＋Fe₂O₃(s) ===2Fe(s)＋3CO₂(g) ΔH＝＋25.2 kJ·mol^－1
则2Fe₂O₃(s)＋3C(s) ===4Fe(s)＋3CO₂(g) ΔH＝ kJ·mol^－1。
(2)天然气(以甲烷计)在工业生产中用途广泛。甲烷蒸汽转化法制H₂的主要转化反应如下：
CH₄(g)＋H₂O(g) ===CO(g)＋3H₂(g) ΔH＝＋206.2 kJ·mol^－1
CH₄(g)＋2H₂O(g) ===CO₂(g)＋4H₂(g) ΔH＝＋165.0 kJ·mol^－1
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。

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

煤气化和液化是现代能源工业中重点考虑的能源综合利用方案。最常见的气化方法为用煤生产水煤气，而当前比较流行的液化方法为用煤生产CH₃OH。
(1)已知：CO₂(g)＋3H₂(g)=CH₃OH(g)＋H₂O(g)　ΔH₁
2CO(g)＋O₂(g)=2CO₂(g)　ΔH₂
2H₂(g)＋O₂(g)=2H₂O(g)　ΔH₃
则反应CO(g)＋2H₂(g)=CH₃OH(g)的ΔH＝______。
(2)如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

①T₁和T₂温度下的平衡常数大小关系是K₁________K₂(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②由CO合成甲醇时，CO在250 ℃、300 ℃、350 ℃下达到平衡时转化率与压强的关系曲线如下图所示，则曲线c所表示的温度为________ ℃。实际生产条件控制在250 ℃、1.3×10⁴ kPa左右，选择此压强的理由是____________。

③以下有关该反应的说法正确的是________(填序号)。
A．恒温、恒容条件下，若容器内的压强不发生变化，则可逆反应达到平衡
B．一定条件下，H₂的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时，可逆反应达到平衡
C．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH₃OH的产率
D．某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2 L密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝0.2 mol·L^－¹，则CO的转化率为80%
(3)一定温度下，向2 L固定体积的密闭容器中加入1 mol CH₃OH(g)，发生反应：CH₃OH(g)CO(g)＋2H₂(g)，H₂的物质的量随时间变化的曲线如图所示。

0～2 min内的平均反应速率v(CH₃OH)＝__________。该温度下，反应CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)的平衡常数K＝__________。相同温度下，若开始时加入CH₃OH(g)的物质的量是原来的2倍，则__________(填序号)是原来的2倍。
A．平衡常数 B．CH₃OH的平衡浓度
C．达到平衡的时间 D．平衡时气体的密度

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

随着大气污染的日趋严重，“节能减排”，减少全球温室气体排放，研究NO_x、SO₂、CO等大气污染气体的处理具体有重要意义。
（1）如图是在101 kPa，298K条件下1mol NO₂和1mol CO反应生成1mol CO₂和1mol NO过程中的能量变化示意图。

已知：

请写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方
程式：                             。
（2）将0.20 mol N0₂和0.10 mol CO充入一个容积恒定为1L的密闭容器中发生反应，在不同条件下，反应过程中部分物质的浓度变化状况如图所示。

①下列说法正确的是          （填序号）。
a．容器内的压强不发生变化说明该反应达到乎衡
b．当向容器中再充人0． 20 mol NO时，平衡向正反应方向移动，K增大
c．升高温度后，K减小，N0₂的转化率减小
d．向该容器内充人He气，反应物的体积减小，浓度增大，所以反应速率增大
②计算产物NO在0～2 min内平均反应速率v（NO）=         mol·L^-1·min^-1
③第4 min时改变的反应条件为      （填“升温’’、“降温’’）。
④计算反应在第6 min时的平衡常数K=      。若保持温度不变，此时再向容器中充人CO、NO各0．060 mol，平衡将           移动（填“正向”、“逆向”或“不”）。
（3）有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO₂转化为重要的化工原料。其负极反应式为       ，当有0.25 mol SO₂被吸收，则通过质子（H⁺）交换膜的H+的物质的量为     mol。

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科目：高中化学 来源： 题型：填空题

工业上常常利用反应①来生产环氧乙烷，但是伴随副反应②。
①C₂H₄(g)+O₂(g) →; △H₁   ②C₂H₄(g)+3O₂(g) → 2CO₂(g)+2H₂O(g); △H₂
（1）写出环氧乙烷充分燃烧的热化学反应方程式。答：____________________________；
（2）工业生产中，可通过某一措施来加快反应①而对反应②影响较小，从而提高环氧乙烷的生产效率。工业生产采取的这种措施是_______________。
A．升高反应体系的温度B．增大体系中氧气的浓度
C．使用合适的催化剂D．降低反应体系的压强
（3）已知C=C、O=O、C—C键能分别为a kJ·mol^-1、b kJ·mol^-1、c kJ·mol^-1，则环氧乙烷中C—O键能为            kJ·mol^-1；
（4）反应②可以设计成燃料电池，若以酸做电解质溶液，负极反应式是                。

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