研究碳、氮、硫及其化合物的转化对环境的改善有重大意义。(1)在一定条件下， CH4 可与 ...

近几年我国大面积发生雾霾天气，其主要原因是SO2、NOx、挥发性有机物等发生二次转化，研究碳、氮、硫及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。

（1）在一定条件下，CH4可与NOx反应除去NOx，已知有下列热化学方程式：

①CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)  △H＝－890.3 kJ·mol-1

②N2(g)＋2O2(g)2NO2(g)   △H＝+67.0 kJ·mol-1

③H2O(g)＝H2O(l)   △H＝－41.0 kJ·mol-1

则CH4(g)＋2NO2(g)CO2(g)＋2H2O(g)＋N2 (g)  △H＝_____；

（2）某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫，将得到的Na2SO3溶液进行电解，其中阴阳膜组合电解装置如图一所示，电极材料为石墨。

① b表示_____离子交换膜(填“阴”或“阳”)。A—E分别代表生产中的原料或产品。其中C为硫酸，则A表示______________。

②阳极的电极反应式为______________________________________。

（3）SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中SO2发生催化氧化的反应为： 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。若在T1℃、0.1 MPa条件下，往一密闭容器通入SO2和O2〔其中n(SO2):n(O2)=1:1〕，测得容器内总压强与反应时间如图二所示。

①图中A点时，SO2的转化率为________。

②在其他条件不变的情况下，测得T2℃时压强的变化曲线如图所示，则C点的正反应速率v0(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为vA(逆)_____ v0(正) (填“>” “<”或“ = ”)。

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研究碳、氮及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。

(1)氧化还原法消除NOx的转化如下：NONO2N2

已知：NO(g)＋O3(g)===NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝－200.9 kJ·mol－1

2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝－116.2 kJ·mol－1

则反应Ⅰ的热化学方程式为___________________________________________________________。

(2)有人设想将CO按下列反应除去：2CO(g)===2C(s)＋O2(g)　ΔH>0，请你分析该设想能否实现？________(填“能”或“否”)，依据是_________________________________________。

(3)一定条件下，CO可与粉末状的氢氧化钠作用生成甲酸钠。已知常温时，甲酸的电离平衡常数Ka＝1.70×10－4。

①甲酸钠的水溶液呈碱性，请用离子方程式表示其原因________________________________________。

②向20 mL 0.1 mol·L－1的甲酸钠溶液中滴加10 mL 0.1 mol·L－1的盐酸，混合液呈________(填“酸”或“碱”)性，溶液中离子浓度从大到小的顺序为_________________________________。

(4)活性炭也可用于处理汽车尾气中的NO。在2 L恒容密闭容器中加入0.100 0 mol NO和2.030mol固体活性炭，生成A、B两种气体，在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量如表所示：

①该反应的正反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。

②200 ℃时，平衡后向恒容容器中再充入0.1 mol NO，再次平衡后，NO的百分含量将________(填“增大”“减小”或“不变”)。

③计算反应在335 ℃时的平衡常数为________。

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研究碳、氮、硫及其化合物的转化对环境的改善有重大意义。

(1)在一定条件下， CH4 可与 NO2 反应除去 NO，已知：

①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH= 890.2 kJ•mol-1

②2NO2(g) ⇌ N2(g)+ 2O2 (g) ΔH =-67.0 kJ•rnol-1

③H2O (g)= H2O(l) ΔH =-44.0 kJ•mol-1

则 CH4(g)+ 2NO2 (g) ⇌ CO2(g)+ 2H2O(g)+N2(g) ΔH = ___ kJ·mol-1 。

(2)SO2 经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中SO2发生催化氧化的反应为： 2 SO2 (g)+O2(g) ⇌ 2SO3(g)　 ΔH ＜0，下列说法正确的是______。

A．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小

B．使用催化剂， 能提高SO2 的转化率

C．在一定温度下的恒容容器中，混合气体的密度不再发生变化能说明上述反应达到平衡状态

D．温度不变，增大压强， 该反应的化学平衡常数不变

E．350K 和 500K 时，反应的平衡常数分别为Kl、K2，且K1＞K2

(3)若在 T1℃下，往一恒容密闭容器中通入SO2 和 O2[其中n (SO2)∶n(O2)=2∶l]发生反应2 SO2 (g)+O2(g) ⇌ 2SO3(g)，容器中总压强为 0.1 MPa，反应 8min 时达到平衡，测得容器内总压强为0.09MPa，反应 8min 时，SO2 的转化率为　 _________ 。

(4)将 NO2、O2和熔融KNO3 制成燃料电池，电解处理含Cr2O的废水，工作原理如图所示。

①Fe(a)电极为 ____________(填“阳极”或“阴极”)，a 极的电极反应为________。

②请完成电解池中Cr2O转化为Cr3+的离子反应方程式：Cr2O+ ___Fe2+ __=___Cr3+ __Fe3+__。

③若在标准状况下有 224 mL 氧气参加反应，则电解装置中铁棒的质量减少 ____。在相同条件下，消耗的NO2和O2的体积比为_________。

④称取含 Na2Cr2O7 的废水样品6.55g配成 250mL溶液，量取 25.00mL 于碘量瓶中，加入2mol • L-1 H2SO4和足量碘化钾溶液(铬的还原产物为Cr3+)，放于暗处 5min，加入淀粉溶液作指示剂，用0.3000mol • L-1Na2S2O3]标准溶液滴定 (I2 +2S2O=2 I- + S4O)，判断达到滴定终点的现象是______。若实验中平均消耗Na2S2O3 标准溶液 25.00mL，则重铬酸钠的纯度为 ______(设整个过程中其他杂质不参与反应)。

(5)为了清除 NO、NO2、N2O4对大气的污染， 常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理。现有由 a mol NO2、b mol N2O4，cmolNO组成的混合气体，恰好被VL氢氧化钠溶液吸收(无气体剩余)转化为 NaNO3和NaNO2，则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为_________。

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氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要应用。

(1)烟气中的氮氧化物(NOx)可与甲烷在一定条件下反应转化为无害成分，从而消除污染。已知

则 CH4 脱硝的热化学方程式为 CH4 (g) + 4NO (g)⇌CO2 (g) + 2N2 (g) + 2H2O ΔH=_________kJ/mol(用 a、b 表示)；平衡常数 K3=_________(用 K1、K2 表示)。

(2)用活性炭还原法可以消除NO 的污染，发生的反应为C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)。1molNO 和足量的活性炭在T℃、容积恒定为2L的密闭容器中反应，经过5min反应达到平衡，测得NO的物质的量为0.4mol。

①从反应开始到5min,用氮气表示的平均反应速率为_________。达到平衡后，向容器中再通入0.1molNO气体和0.3molCO2气体，则此平衡将_________(填“正向移动”“不移动”或“逆向移动”)。

②能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是_________(填标号)。

a.NO和N2的体积比保持不变

b.单位时间内生成2nmolNO的同时消耗nmolCO2

c.恒温恒容条件下，反应体系的压强不再发生改变

d.恒容条件下，混合气体的平均相对分子质量不变

(3)某实验小组模拟4CO(g)＋2NO2(g) ⇌4CO2(g)＋N2(g)　 ΔH=-1200kJ·mol-1净化过程，一定温度下，在2L的恒容密闭容器中，起始时按照甲、乙两种方式进行投料，经过一段时间后达到平衡状态，测得甲中CO的转化率为50%，则该反应的平衡常数为__________；两种方式达平衡时，N2的体积分数：甲______乙(填“>、=、<或不确定”)

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某同学在学习元素化合物知识的过程中，发现含有相同元素的物质间在一定条件下存在转化规律，绘制出如下转化关系图（部分反应物或产物略去），并用于研究物质A、B、C、D的性质及其变化。

（1）若A是黄绿色气体，X是生活中应用最大量的金属，D是白色固体。

① 组成A的元素在周期表中的位置是______。

② 下列说法正确的是______（填字母）。

a．B的水溶液中加入KSCN溶液，变为红色

b．C只具有还原性

c．若Y是碱，D放置在空气中会迅速变为灰绿色，最终变为红褐色

（2）若A、B、C、D的焰色反应均为黄色，X的固体俗称干冰。

① B转化为C的离子方程式是______。

② A用于呼吸面具或潜水艇中氧气的来源，则A和X反应生成1 mol B时，转移电子数为______。

③ C与Y反应生成X的离子方程式_________________。

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某同学在学习元素化合物知识的过程中，发现含有相同元素的物质间在一定条件下存在转化规律，绘制出如下转化关系图（部分反应物或产物略去），并用于研究物质A、B、C、D的性质及其变化。

（1）若A是黄绿色气体，X是生活中应用最大量的金属，D是白色固体。

① 组成A的元素在周期表中的位置是______。

② 下列说法正确的是______（填字母）。

a．C只具有还原性

b．B的水溶液中加入KSCN溶液，变为红色

c．若Y是碱，D放置在空气中会迅速变为灰绿色，最终变为红褐色

（2）若A、B、C、D的焰色反应均为黄色，X的固体俗称干冰。

① B转化为C的化学方程式是______。

② A用于呼吸面具或潜水艇中氧气的来源，则A和X反应生成1 mol B时，转移电子的物质的量为______ mol。

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（14分）氮是地球上含量丰富的元素，氮及其化合物的研究在生产、生活中有着重要意义。

（1）下图是1 mol NO₂和1 mol CO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图，写出NO₂和CO反应的热化学方程式________。（2分）

（2）已知：

N₂（g）+O₂（g）=2 NO（g）   △H=+180 kJ·mol^-1

2NO（g）+2 CO（g）=N₂（g）+2 CO₂（g）△H=-746 kJ·mol^-1

则反应CO（g）+1/2O₂（g）=CO₂（g）的△H=________kJ·mol^-1   （2分）

（3）在一固定容积为2L的密闭容器内加人0.2 mol的N₂和0.6 mol的H₂，在一定条件下发生如下反应。N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)△H<0，若第5分钟时达到平衡，此时测得NH₃的物质的量为0.2mol，则前5分钟的平均反应速率v（N₂）为________，平衡时H₂的转化率为________，该反应的平衡常数K=________。（6分）

（4）在固定体积的密闭容器中，1.0×10³kPa时，反应N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)  △H<0的平衡常数K与温度T的关系如下表：

则K_{1________}K₂（填写“>”、“=”或“<”）（2分）

（5）在体积一定的密闭容器中能说明合成氨反应一定达到平衡状态的是________

（填字母）（2分）

a. 容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1：3：2    b. NH₃的浓度保持不变

c. 容器内压强保持不变                       d.. 混合气体的密度保持不变

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（12分））氮是一种地球上含量丰富的元素，氮及其化合物的研究在生产、生活中有着重要意义。（1）上图是1 mol NO₂和1 mol CO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图，写出NO₂和CO反应的热化学方程式。

（2）已知：N₂(g)+ O₂(g)= 2 NO(g)  △H = ＋180 kJ • mol^-1

2NO(g)+2 CO(g)= N₂(g) + 2 CO₂(g)  △H = - 746 kJ • mol^-1

则反应CO(g) +O₂(g) = CO₂(g)的 △H = ________ kJ • mol^-1

（3）在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2 mol的N₂和0.6 mol的H₂，在一定条件下发生如下反应： N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)  △H ＜0， 若第5分钟时达到平衡，此时测得NH₃的物质的量为0.2 mol，平衡时H₂的转化率为________，该反应的平衡常数表达式K =________。

(4) 在固定体积的密闭容器中，1.0×10³  kPa时反应 N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)

△H<0 的平衡常数K与温度T的关系如下表：

①K₁________K₂（填写“＞”、“=”或“＜”）

②下列各项能说明上述合成氨反应一定达到平衡状态的是________（填字母）

a．容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1:3:2       b．NH₃的浓度保持不变

c．容器内压强保持不变                       d．混合气体的密度保持不变

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研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

I.已知：NO2（g）+SO2（g） SO3（g）+NO（g）

（1）一定条件下，将NO2与SO2以体积比1:2置于恒容密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是________。

a．体系压强保持不变　　　　　　　　　　 b．混合气体颜色保持不变

c．SO2和NO2的体积比保持不变　　　　 d．每消耗1 mol SO3的同时生成1 molNO2

e.气体密度保持不变

（2）若保持体积不变，升高温度，体系颜色加深，则说明该反应的∆H________0（填”>””<”或”=”）

II.对于反应2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）；ΔH＝-196.6kJ/mol。

在一定温度下，向一个容积不变的容器中，通入3mol SO2和2mol O2及固体催化剂，使之反应。平衡时容器内气体压强为起始时的90％。此时

（3）加入3mol SO2和2mol O2发生反应，达到平衡时，放出的热量为　 　　　　 　　 。

（4）保持同一温度，在相同的容器中，将起始物质的量改为amol SO2、bmol O2、cmol SO3（g）及固体催化剂，欲使起始时反应表现为向正反应方向进行，且平衡时SO3的体积分数为2/9，a的取值范围是　　 　　 　　　　 。

（5）保持同一温度，在相同容器中，将起始物质的量改为3mol SO2、6mol O2、3mol SO3（g）及固体催化剂，则平衡_________移动。（填“正向、不、逆向或无法确定是否”）

（6）某SO2（g）和O2（g）体系，时间t1达到平衡后，改变某一外界条件，反应速率v与时间t的关系如图2所示，若不改变SO2（g）和O2（g）的量，则图中t4时引起平衡移动的条件可能是__________；图中表示平衡混合物中SO3的含量最高的一段时间是____________。

（7）各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示：

K1、K2、K3、K4之间的关系为__________________。

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（9分）氮是一种地球上含量丰富的元素，氮及其化合物的研究在生产、生活中有着重要意义。

（1）下图是1 mol NO₂和1 mol CO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图，写出NO₂和CO反应的热化学方程式________。

（2）已知：N₂(g)+ O₂(g)= 2 NO(g)  △H = ＋180 kJ • mol^-1

2NO(g)+2 CO(g)= N₂(g) + 2 CO₂(g)  △H = - 746 kJ • mol^-1

则反应CO(g) +O₂(g) = CO₂(g)的 △H = ________ kJ • mol^-1

（3）在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2 mol的N₂和0.6 mol的H₂，在一定条件下发生如下反应： N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)  △H ＜0， 若第5分钟时达到平衡，此时测得NH₃的物质的量为0.2 mol，平衡时H₂的转化率为________，该反应的平衡常数表达式K =________。

(4) 在固定体积的密闭容器中，1.0×10³  kPa时反应 N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)

△H<0 的平衡常数K与温度T的关系如下表：

①K₁________K₂（填写“＞”、“=”或“＜”）

②下列各项能说明上述合成氨反应一定达到平衡状态的是________（填字母）

a．容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1:3:2       b．NH₃的浓度保持不变

c．容器内压强保持不变                       d．混合气体的密度保持不变

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