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随着大气污染的日趋严重国家拟于十二五期间将二氧化硫(SO2)排放量减少8%氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前,消除大气污染有多种方法。

1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知

CH4(g)+4NO2(g) =4NO(g) + CO2(g) +2H2O(g)??? H= -574 kJ·mol1

CH4(g) +4NO(g) =2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)??? H= -1160 kJ·mol1

H2O(g) = H2O(l)???? H= -44.0 kJ·mol1

写出CH4(g)NO2(g)反应生成N2 (g)CO2 (g)H2O(1)的热化学方程式??????????

2利用Fe2+Fe3+的催化作用常温下可将SO2化为SO42-从而实现对SO2的治理。已知含SO2的废气通入含Fe2+Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O,则另一反应的离子方程式为?????????????????????????????????

??? 浓度/mol·L1

时间/min

NO

N2

CO2

0

1.00

0

0

10

0.58

0.21

0.21

20

0.40

0.30

0.30

30

0.40

0.30

0.30

40

0.32

0.34

0.17

50

0.32

0.34

0.17

 

3)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g)N2 (g)+CO2 (g) 。某研究小组向密闭的真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)加入NO和足量的活性炭,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:

10min~20minv(CO2) 表示的平均反应速率为 ??????????????????????

根据表中数据,计算T1时该反应的平衡常数为???   ??? (保留两位小数)。

一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率?????? (填增大不变减小) 。

下列各项能作为判断该反应达到平衡的是           (填序号字母)。

A.容器内压强保持不变

B2v(NO) = v(N2)

C.容器内CO2的体积分数不变

D.混合气体的密度保持不变

30min末改变某一条件,过一段时间反应重新达到平衡,则改变的条件可能是?????????? 。请在图中画出30min40min 的变化曲线。

 

 

【答案】

(1) CH4(g)+2NO2(g) = N2(g) + CO2(g) +2H2O(l)? H= -955 kJ·mol12

(2) 2Fe3+ + SO2+ 2H2O = 2Fe2++ SO42- + 4H+? (2)

(3) 0.009 mol·L1·min12

K=0.562)?? 不变2

CD2)??? 减小 CO2 的浓度1

2

【解析】

试题分析:(1根据盖斯定律得++×4÷2即为所求答案是CH4(g)+2NO2(g) = N2(g) + CO2(g) +2H2O(l)? H= -955 kJ·mol1

2)根据题意可知,另一个离子方程式应是铁离子氧化二氧化硫的方程式,答案为2Fe3+ + SO2+ 2H2O = 2Fe2++ SO42- + 4H+

310min~20min之间CO2 的浓度增大了0.9mol/L所以以v(CO2) 表示的平均反应速率为0.9mol/L/10min=0.009 mol·L1·min1

反应进行到20min时达平衡,则T1时该反应的平衡常数为K=0.3×0.3/0.42=0.56

恒温恒容条件下,无论NO的浓度如何变化,达到的平衡与原平衡均是等效平衡,所以NO转化率不变

A、该反应属于反应前后气体的物质的量不变的可逆反应,所以恒容时压强一直不变,不能判定是否达平衡状态,错误;BNO的反应速率是N2的反应速率的2倍,错误;C、达到平衡时各物质的量不再变化,所以CO2的体积分数不变,正确;D、恒容条件下,有固体参与的可逆反应中,气体的密度不变的状态是平衡状态,正确。答案选CD

由图像分析,NO的浓度减小说明平衡逆向移动,N2的浓度增大,CO2的浓度却减小,所以改变的可能条件是减小了的CO2量,对应的反应速率小于原平衡时的速率,在原速率的线下方画一条逐渐上升的曲线即可。

考点:考查盖斯定律的应用,离子方程式的书写,化学平衡中化学反应速率、平衡常数的计算、平衡状态的判断、等效平衡的判断、平衡图像的分析

 

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%.目前,消除大气污染有多种方法.
(1)处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx.已知:
CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ?mol-1
CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ?mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为
CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ?mol-1
CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ?mol-1

(2)降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器,发生如下反应:
2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g);△H<0.
该反应的化学平衡常数表达式为K=
c(N2)?c2(CO2)
c2(CO)?c2(NO)
c(N2)?c2(CO2)
c2(CO)?c2(NO)
.若在一定温度下,将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中,反应过程中各物质的浓度变化如图1所示.若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol,平衡将
移动(填“向左”、“向右”或“不”).20min时,若改变反应条件,导致N2浓度发生如图1所示的变化,则改变的条件可能是
(填序号).
①加入催化剂   ②降低温度   ③缩小容器体积   ④增加CO2的量
(3)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下将SO2转化为SO42-而实现SO2的处理(总反应为2SO2+O2+2H2O═2H2SO4).已知,含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,则另一反应的离子方程式为
2Fe3++SO2+2H2 ═2Fe2++SO42-+4H+
2Fe3++SO2+2H2 ═2Fe2++SO42-+4H+

(4)肼(N2H4)用亚硝酸氧化可生成氮的另一种氢化物,该氢化物的相对分子质量为43.0,其中氮原子的质量分数为0.977.写出肼与亚硝酸反应的化学方程式
N2H4+HNO2═NH3+2H2O
N2H4+HNO2═NH3+2H2O

(5)如图2所示装置可用于制备N2O5,则N2O5在电解池的
阳极
阳极
(填“阳极”或“阴极”)区生成,其电极反应式为
N2O4+2HNO3-2e-═2N2O5+2H+
N2O4+2HNO3-2e-═2N2O5+2H+

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%.目前,消除大气污染有多种方法.
(1)处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx.已知:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ?mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ?mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ?mol-1
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ?mol-1

(2)全钒氧化还原液流电池,是目前发展势头强劲的优秀绿色环保储能电池.
其电池总反应为:V3++VO2++H2O
充电
放电
VO2++2H++V2+.充电过程中,H+
阴极区
阴极区
迁移(填“阴极区”或“阳极区”).充电时阴极反应式为
V3++e-=V2+
V3++e-=V2+

(3)降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器,发生如下反应:
2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g);△H<0.
该反应的化学平衡常数表达式为K=
K=
c(N2)c2(CO2)
c2(NO)c2(CO)
K=
c(N2)c2(CO2)
c2(NO)c2(CO)

若在一定温度下,将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中,反应过程中各物质的浓度变化如图所示.若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol,平衡将
移动(填“向左”、“向右或“不”).20min时,若改变反应条件,导致N2浓度发生如图所示的变化,则改变的条件可能是
(填序号).
①加入催化剂   ②降低温度   ③缩小容器体积   ④增加CO2的量
(4)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下将SO2转化为SO42-而实现SO2的处理(总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4).已知,含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,则另一反应的离子方程式为
2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

精英家教网随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%.目前,消除大气污染有多种方法.
(1)用CH4催化还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-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ?mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ?mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(1)的热化学方程式
 

(2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的治理.已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,则另一反应的离子方程式为
 

(3)用活性炭还原法处理氮氧化物.有关反应为:C(s)+2NO(g)?N2 (g)+CO2 (g).某研究小组向密闭的真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)加入NO和足量的活性炭,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 1.00 0 0
10 0.58 0.21 0.21
20 0.40 0.30 0.30
30 0.40 0.30 0.30
40 0.32 0.34 0.17
50 0.32 0.34 0.17
①10min~20min以v(CO2) 表示的反应速率为
 

②根据表中数据,计算T1℃时该反应的平衡常数为
 
(保留两位小数).
③一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率
 
(填“增大”、“不变”或“减小”).
④下列各项能作为判断该反应达到平衡的是
 
(填序号字母).
A.容器内压强保持不变        B. 2v(NO)=v(N2
C.容器内CO2的体积分数不变     D.混合气体的密度保持不变
⑤30min末改变某一条件,过一段时间反应重新达到平衡,则改变的条件可能是
 
.请在如图中画出30min至40min的变化曲线
 

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科目:高中化学 来源:2013-2014学年吉林省白山市高三第一次模拟考试理综化学试卷(解析版) 题型:填空题

(15分)随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前,消除大气污染有多种方法。

(1)用CH4催化还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= -574 kJ·mol1

②CH4(g) +4NO(g)=2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)    ⊿H=-1160 kJ·mol1

③H2O(g)=H2O(l)     △H=-44.0 kJ·mol1

写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(1)的热化学方程式                   

(2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的治理。已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ =4Fe3+ + 2H2O,则另一反应的离子方程式为                                  

(3)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。某研究小组向密闭的真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)加入NO和足量的活性炭,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·L1

时间/min

NO

N2

CO2

0

1.00

0

0

10

0.58

0.21

0.21

20

0.40

0.30

0.30

30

0.40

0.30

0.30

40

0.32

0.34

0.17

50

0.32

0.34

0.17

 

①10min~20min以v(CO2) 表示的反应速率为                        

②根据表中数据,计算T1℃时该反应的平衡常数为          (保留两位小数)。

③一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率       (填“增大”、“不变”或“减小”) 。

④下列各项能作为判断该反应达到平衡的是           (填序号字母)。

A.容器内压强保持不变          B.2v(NO)=v(N2)

C.容器内CO2的体积分数不变      D.混合气体的密度保持不变

⑤30min末改变某一条件,过一段时间反应重新达到平衡,则改变的条件可能是           。请在右图中画出30min至40min 的变化曲线。

 

 

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