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(2014届湖南省益阳市高三下学期模拟考试理综化学试卷)
为了防止或减少机动车尾气和燃煤产生的烟气对空气的污染,人们采取了很多措施。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g) △H<0,
若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是        (填代号)。
(下图中υ、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量、质量分数)

(2)机动车尾气和煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。已知:
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol     ①
2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ/mol      ②
H2O(g) = H2O(l) ΔH=-44.0 kJ/mol       ③
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式:                 
(3)用NH3催化还原NOX也可以消除氮氧化物的污染。如图,采用NH3作还原剂,烟气以一定的流速通过催化剂,通过测量逸出气体中氮氧化物含量,从而可确定烟气脱氮率,反应原理为:NO(g) +NO2(g)+2NH3(g)2N2(g) + 3H2O(g)。

①该反应的△H     0(填“>”、“=”或 “<”)。
②对于气体反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作KP),
则上述反应的KP                       
(4)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理见图,石墨I为电池的       极。  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            

(5)硝酸工业尾气中氮氧化物(NO和NO2)可用尿素〔CO(NH2)2〕溶液除去。反应生成对大气无污染的气体。1 mol尿素能吸收工业尾气中氮氧化物(假设NO、NO2体积比为1︰1)的质量为          g。
(1)B D      (各1分,共2分,选错不得分)
(2)CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+2H2O(l)+CO2(g)  △H=" —898.1kJ/mol" (2分)
(3)①<(2分)  ②P(N2)2P(H2O)3/P(NO)P(NO2)P(NH3)2(2分)
(4)负 (2分)  NO2+NO3-e=N2O5 (2分)
(5)76g(2分)

(1)可逆反应达化学平衡状态时正逆反应速率不再变化,所以A错误;该物质的浓度在化学平衡时保持不变,所以K不再变化,B正确;对于恒容容器而言,各物质的物质的量不再改变,所以C错误;平衡时NO的质量分数不再改变,正确,所以答案选BD;
(2)根据盖斯定律,目标方程式=①-②+③×2,所以CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式为CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+2H2O(l)+CO2(g)  △H= —898.1kJ/mol;
(3)据图可知,当反应达平衡后继续升温,脱氮率降低,说明升温,平衡逆向移动,所以正向是放热反应,△H<0;根据平衡常数的表达式,用平衡压强表示的平衡常数为KP=P(N2)2P(H2O)3/P(NO)P(NO2)P(NH3)2
(4)在该反应中,二氧化氮中氮元素化合价升高,发生氧化反应,负极发生氧化反应,所以石墨I为电池的的负极,该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y,则Y是N2O5,电极反应式为NO2+NO3-e=N2O5
(5)NO和NO2与尿素〔CO(NH2)2〕反应生成无污染物质是氮气、二氧化碳、水,化学方程式为
NO+NO2+CO(NH2)2=2N2+2H2O+CO2,所以1 mol尿素能吸收NO和NO2的物质的量是1mol,其质量为76g。
练习册系列答案
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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(14分)二甲醚(CH3OCH3)和甲醇(CH3OH)都是高效清洁能源。工业上利用煤的气化产物(水煤气)合成甲醇和二甲醚。回答下列问题:
(1)制备二甲醚最后一步反应由Al2O3催化甲醇脱水合成,反应方程式为                      
(2)已知:CO(g)+2H2(g)=CH3OH (g)  △H= —90.1kJ·mol-1 CO(g)的燃烧热是282.8 kJ·mol-1;H2的燃烧热是285.8 kJ·mol-1写出表示CH3OH (g) 燃烧热的热化学反应方程式                                
(3)二甲醚直接燃料电池比甲醇直接燃料电池更高效,等质量的二甲醚和甲醇完全放电转移电子的物质的量之比是          。用二甲醚直接燃料电池电解足量饱和食盐水,当消耗9.2g二甲醚时理论上阴极产生的气体的体积为        L。(标况下)
(4)在合成中伴有水煤气交换反应:CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g),等物质的量的CO(g)和H2O(g)加入密闭容器中反应,平衡时测得结果如下表。
温度
260℃
     280℃
295℃
   310℃
CO转化率
    89%
     80%
    75%
    60%
①请解释CO转化率随温度变化的关系                                        
②列式计算280℃时平衡常数                          
③若平衡体系中,测得H2的压强占总压的30%,要使体系中CO转化率达到70%,应该使温度             (填“升高”、“降低”、“不变”)

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

铁锈的主要成分为Fe2O3· xH2O,已知298K时,由单质生成Fe2O3的ΔH=-824 kJ/mol且ΔH-T?S=-742.4 kJ/mol。计算说明在-150℃的空气中铁是否发生锈蚀?

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列说法中不正确的是(      )
A.化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化
B.化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
C.吸热反应需要加热后才能发生
D.反应物总能量和生成物总能量的相对大小决定了反应是放出还是吸收能量

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

已知反应X + Y ="===" M + N,该反应为吸热反应,下列说法不正确的是(   )
A.无法比较X的能量与M的能量的大小
B.Y的能量可能小于N的能量
C.X和Y的总能量一定小于M和N的总能量
D.因该反应为吸热反应,所以一定要在加热条件下才能反应

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列表示化学反应2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(g)过程能量变化的示意图中,合理的是

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列热化学方程式正确的是
A.S(s)+O2(g)= SO2(g);ΔH= -269.8kJ/mol
B.NaOH (aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l);ΔH=+57.3kJ/mol
C.表示乙醇的燃烧热:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+ 3H2O(g);ΔH=-1367.0 kJ/mol
D.2NO2 = O2+2NO;ΔH= +116.2kJ/mol

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

氨气是氮循环中的重要物质,在人类的生产和生活中有着广泛的应用。
(1)如图是N2与H2反应过程中能量变化的示意图,则该反应生成液态氨的热化学方程式是                                               

(2)已知:①H2O(g)=H2O(l) ΔH=-Q1 kJ·mol-1
②C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)  ΔH=-Q2 kJ/mol   ③C2H5OH(g)=C2H5OH(l) ΔH=-Q3 kJ/mol
则23 g液体酒精完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),释放出的热量为           kJ(请用Q1、Q2、Q3来表示 )

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源,解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机,同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应,实现CO2的良性循环。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。

①写出该反应的热化学方程式:                      
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是    
a.容器中压强不变         b.H2的体积分数不变
c.c(H2)=3c(CH3OH)        d.容器中密度不变
e.2个C=O断裂的同时有6个H-H断裂。
(2)人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料.下图是通过人工光合作用制备HCOOH原理的示意图。根据要求回答问题:

①该过程是将           转化为           。(以上两空选填“电能”“太阳能”“化学能”)
②催化剂b表面的电极反应方程式为                                     
(3)某国科研人员提出了使用氢气和汽油(汽油化学式用C8H18表示)混合燃料的方案,以解决汽车CO2的排放问题。该方案主要利用储氢材料CaH2产生H2和用汽油箱贮存汽油供发动机使用,储氢系统又捕集汽油燃烧产生的CO2,该系统反应如下图所示:

解决如下问题:
①写出CaH2的电子式                     
②反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比是:             
③如该系统反应均进行完全,试写出该系统总反应的化学方程式                

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