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2013年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO (g)2CO2 (g) +N2 (g)在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图所示。据此判断:

①该反应的平衡常数表达式为   
②该反应的ΔH   0(选填“>”、“<”)。
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化     学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在图中画出c(CO2)在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
① 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。
CH4(g)+2NO2(g) = N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) =-867kJ·mol1
2NO2(g)  N2O4(g)                    =-56.9kJ·mol1
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式   
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可  达到低碳排放的目的。下图是通过光电转化原理以廉价原料制备新产品的示意图。写出上述光电转化过程的化学反应方程式                     。催化剂a、b之间连接导线上电子流动方向是        (填a→b或b→a) 。
(1)①(2分)    ②<(1分)
③(2分)[起点在原点0处(给1分),达到平衡的时间迟于“T2、S1”曲线的平衡点(给1分)

(2)① CH4(g)+N2O4(g) = N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) =-810.1 kJ·mol1(2分)
②2CO2+2H2O2HCOOH+O2(2分)  a→b (2分)

试题分析:(1)②反应图像得出TI曲线反应速率快,温度高,其二氧化碳含量低,反应放热;③表面积越大反应速率越快,但催化剂不改变平衡浓度,平衡时二氧化碳浓度相同;(2)①方程式1减方程式2得CH4(g)+N2O4(g) = N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) =-810.1 kJ·mol1;②从电池示意图得出反应物为水和二氧化碳,生成物为甲酸和氧气;水在催化剂a失去电子生成氧气,a为负极,电子流动方向a→b。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

根据化学学科中的基本理论,请回答下列问题:
Ⅰ、常温下,取pH=2的盐酸和醋酸溶液各100 ml, 向其中分别加入适量的Zn粒,反应过程中两溶液的pH变化如图所示。则图中表示醋酸溶液中pH变化曲线的是_____ (填“A”或“B”)。

Ⅱ、丙烷在燃烧时能放出大量的热,它也是液化石油气的主要成分,作为能源应用于人们的日常生产和生活。
已知:①2C3H8(g)+7O2(g)=6CO(g)+8H2O(l),△H1=-2741.8kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)  △H2=-566kJ/mol
(1)写出丙烷的燃烧热的热化学方程式:                            
(2)现有1mol C3H8在不足量的氧气里燃烧,生成1mol CO和2mol CO2以及气态水,将所有的产物通入一个固定体积为1L的密闭容器中,在一定条件下发生如下可逆反应:
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+ H2(g) △H1=+41.2kJ/mol
①下列事实能说明该反应达到平衡的是           
a.体系中的压强不发生变化                     b.v(H2)=v(CO)
c.混合气体的平均相对分子质量不发生变化    d.CO2的浓度不再反生变化
②5min后体系达到平衡,经测定,H2为0.8mol,则v(H2)=                  
③向平衡体系中充入少量CO,则平衡常数        (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)依据(1)中的反应可以设计一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丙烷气体;燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在其内部可以传导O2-。在电池内部O2-移向         极(填“正”或“负”);电池的正极电极反应为                    

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

已知下列反应的热化学方程式:
6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)   ΔH1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)   ΔH2
C(s)+O2(g)=CO2(g)   ΔH3
则反应4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)的ΔH为(  )。
A.12ΔH3+5ΔH2-2ΔH1B.2ΔH1-5ΔH2-12ΔH3
C.12ΔH3-5ΔH2-2ΔH1D.ΔH1-5ΔH2-12ΔH3

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

请用适当的化学用语填空。
(1)Na2CO3水解的离子方程式:                               
(2)H2S电离方程式:                                        
(3)AlCl3水解的离子方程式:                                 
(4)在25℃、101 kPa下,l g甲烷完全燃烧生成CO2和液态水时放热55.6 kJ热量,写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式:                               
(5)碱性氢氧燃料电池的两极电极方程式
负极:                               
正极:                               
(6)写出NaHCO3溶液中的离子浓度关系
c(H+)+c(Na+)=                               
c(Na+)=                               

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

根据下列热化学方程式
(1)C(s)+O2(g)=CO2(g)                     △H1=-393.5 kJ/mol
(2)H2(g)+O2(g)=H2O(1)                  △H2=-285.8 kJ/mol
(3)CH3COOH(1)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(1)   △H3=-870.3 kJ/mol
可以计算出2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(1)的△H为
A.△H=+244.1kJ/molB.△H=-488.3 kJ/mol
C.△H=-996.6 kJ/molD.△H=+996.6 kJ/mol

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放,还可重新获得燃料或重要工业产品。
(1)有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2,相关热化学方程式如下:6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △H="-76.0" kJ·mol一1
①上述反应中每生成1 mol Fe3O4,转移电子的物质的量为_______mol。
②已知:C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H="+113.4" kJ·mol一1,则反应:3FeO(s)+ H2O(g)= Fe3O4(s)+ H2(g)的△H=__________。
(2)在一定条件下,二氧化碳转化为甲烷的反应如下:CO2(g)+4 H2 (g)  C H4 (g)+2 H2O(g),向一容积为2 L的恒容密闭容器中充人一定量的CO2和H2,在300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为CO2 0.2 mol·L1,H2 0.8 mol·L1,CH40.8 mol·L1,H2O1.6 mol·L1。则CO2的平衡转化率为________。300 ℃时上述反应的平衡常数K=____________________。200℃时该反应的平衡常数K=64.8,则该反应的△H_____(填“>’’或“<”)O。
(3)华盛顿大学的研究人员研究出一种方法,可实现水泥生产时CO2零排放,其基本原理如
图所示:

①上述生产过程的能量转化方式是____________________。
②上述电解反应在温度小于900℃时进行,碳酸钙先分解为CaO和CO2,电解质为熔融碳酸钠,则阳极的电极反应式为___________________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全反应时,放出28.7 kJ的热量,表示该反应的热化学方程式正确的是    
A.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H20(l)=" +28.7" kJ·mol-1
B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H20(l)=" -28.7" kJ·mol-1
C.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H20(l)=" +57.4" kJ·mol-1
D.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H20(l)=" -57.4" kJ·mol-1

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

能源是制约国家发展进程的因素之一。甲醇、二甲醚等被称为2 1世纪的绿色能源,工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气(CO、H2),再制成甲醇、二甲醚。
(1)工业上,可以分离合成气中的氢气,用于合成氨,常用醋酸二氨合亚铜
[Cu(NH32Ac]溶液(Ac=CH3COO)(来吸收合成气中的一氧化碳,其反虚原理为:
[Cu(NH32Ac](aq)+CO+NH3[Cu(NH33]Ac?CO(aq)(△H<0)
常压下,将吸收一氧化碳的溶液处理重新获得[Cu(NH32]AC溶液的措施是         
(2)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应a:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol
反应b:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0
①对于反应a,某温度下,将4.0 mol CO2(g)和12.0 mol H2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,测得甲醇蒸气的体积分数为30%,则该温度下反应的平衡常数为    
②对于反应b,某温度下,将1.0mol CO(g)和2.0 mol H2(曲充入固定容积的密闭容器中,反应到达平衡时,改变温度和压强,平衡体系中CH3OH的物质的量分数变化情况如图所示,温度和压强的关系判断正确的是         ;(填字母代号)

A.p3>p2,T3>T2
B.p2>p4,T4>T2
C.p1>p3,T1>T3
D.p1>p4,T2>T3
(3)CO可以合成二甲醚,二甲醚可以作为燃料电池的原料,化学反应原理为:
CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)  △H<0
①在恒容密闭容器里按体积比为1:4充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是       
A.逆反应速率先增大后减小
B.正反应速率先增大后减小
C.反应物的体积百分含量减小
D.化学平衡常数K值增大
②写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式         
③己知参与电极反应的电极材料单位质量放出电能的大小称为该电池的比能量。关于二甲醚碱性燃料电池与乙醇碱性燃料电池,下列说法正确的是         (填字母)
A.两种燃料互为同分异构体,分子式和摩尔质量相同,比能量相同
B.两种燃料所含共价键数目相同,断键时所需能量相同,比能量相同
C.两种燃料所含共价键类型不同,断键时所需能量不同,比能量不同
(4)已知l g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为31.63 kJ,请写出表示二甲醚燃烧热的热化学方程式                    

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

甲醇是一种很好的燃料,工业上可用多种原料通过不同的反应制得甲醇。
(1)已知在常温常压下:

(2)工业上正在研究利用来生产甲醇燃料的方法,该反应为:

在某温度下,将6mol CO2和8molH2充入容积为2L的密闭容器中,8分钟时达平衡状态,H2的转化率为75%。请回答:
②用CH3OH表示该反应在0-8min内的平均反应速率v(CH3OH)=____.
②此温度下该反应平衡常数K=____________mol;
③若在上述平衡体系中,再充入2mol H2,反应达到平衡后H2的转化率____________75% (填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)一氧化碳与氢气也可以合成甲醇:
①若该反应在恒温恒容条件下进行,下列说法正确的是____;
a.若混合气体的密度不再改变,说明反应已达化学平衡状态
b.反应达到平衡后,通入CH3OH(g)使压强增大,平衡向右移动
c.反应达到平衡后,通入氩气使压强增大,平衡向右移动
d.反应达到平衡后,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小
e.若使用催化剂,会改变反应的途径,但反应的不变
②某温度下,在一个容积为2L的密闭容器中进行该反应,已知此温度下的平衡常数K=50L2/mol2,反应到某时刻测得各组分的物质的量如下:

请比较此时正、逆反应速率的大小:(填“>”、“<”或“=”)

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