CO、H2是煤的气化产物，在生产生活中用途广泛。（1）CO还原法处理大气污染物SO2①2C...

CO、H2是煤的气化产物，在生产生活中用途广泛。

（1）CO还原法处理大气污染物SO2

①2CO（g） + SO2（g） S（s）+2CO2（g）　 ∆H = -270 kJ·mol－1，该反应的平衡常数表达式为__。

②在绝热恒容的密闭容器中进行上述反应，下列说法正确的是_____。

a 若混合气体密度保持不变，则已达平衡状态　　　　　

b 达平衡后若再充人一定量CO2，平衡常数保持不变

c 分离出部分S，正、逆反应速率均保持不变，平衡不移动

d 从反应开始到平衡，容器内气体的压强保持不变

③向2 L恒温恒容密闭容器中通人2 mol CO、1 mol SO2，分别进行a、b、c三组实验。在不同催化剂件下发生反应：2CO（g） + SO2（g） S（s）+2CO2（g） ∆H = -270 kJ·mol－1，反应体系总压随时间的变化如下表所示，则三组实验温度的大小关系是_____（用a、b、c表示），实验a从反应开始至45s达到平衡，则该过程反应速率v（SO2）__________（结果保留2位有效数字）。

（2）利用CO、H2可制备天然气，主要反应为：

CO（g） + 3H2（g） CH4（g） + H2O（g）　 ∆H1=-206.2 kJ·mol－1；

CO（g） + H2O（g） CO2（g） + H2（g）　 ∆H2 = -41.0 kJ·mol－1；

H2O（l） ═H2O（g）　 ∆H3 =+44 kJ·mol－1 。

回答下列问题：

①反应CO2（g） + 4H2（g） CH4（g） + 2H2O（l） 的∆H4 = ________ kJ·mol－1。某温度下，分别在起始容积相同的恒压容器A、恒容容器B中加人1molCO2和4molH2的混合气体，两容器反应达到平衡后放出或吸收的热量较多的是__（ 填“A”或“B"）。

②在恒压管道反应器中按n（H2）:n（CO） = 3:1通入原料气，在催化剂作用下制备合成天然气，400 ℃ p总为100 kPa时反应体系平衡组成如下表所示：

则该条件下CO的总转化率α=____。

③制备合成天然气采用在原料气中通入水蒸气来缓解催化剂积碳。

积碳反应为：反应I ：CH4（g） C（s） + 2H2（g）　 ∆H = +75 kJ·mol－1；

反应Ⅱ：2CO（g） C（s） + CO2（g）　 ∆H = -172 kJ·mol－1，

平衡体系中水蒸气浓度对积碳量的影响如图所示，下列说法正确的是__。

A 曲线1在700 ~ 800℃积碳量减小的原因可能是反应Ⅱ逆向移动

B 曲线1在550 ~700℃积碳量增大的原因可能是反应I、Ⅱ的速率增大

C 曲线2、3在550 ~800℃积碳量较低的原因是水蒸气稀释作用使积碳反应速率减小

D 水蒸气能吸收反应放出的热量，降低体系温度至550℃以下，有利于减少积碳

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CO、H2是煤的气化产物，在生产生活中用途广泛。

（1）CO还原法处理大气污染物SO2

①2CO（g） + SO2（g） S（s）+2CO2（g）　 ∆H = -270 kJ·mol－1，该反应的平衡常数表达式为__。

②在绝热恒容的密闭容器中进行上述反应，下列说法正确的是_____。

a 若混合气体密度保持不变，则已达平衡状态　　　　　

b 达平衡后若再充人一定量CO2，平衡常数保持不变

c 分离出部分S，正、逆反应速率均保持不变，平衡不移动

d 从反应开始到平衡，容器内气体的压强保持不变

③向2 L恒温恒容密闭容器中通人2 mol CO、1 mol SO2，分别进行a、b、c三组实验。在不同催化剂件下发生反应：2CO（g） + SO2（g） S（s）+2CO2（g） ∆H = -270 kJ·mol－1，反应体系总压随时间的变化如下表所示，则三组实验温度的大小关系是_____（用a、b、c表示），实验a从反应开始至45s达到平衡，则该过程反应速率v（SO2）__________（结果保留2位有效数字）。

（2）利用CO、H2可制备天然气，主要反应为：

CO（g） + 3H2（g） CH4（g） + H2O（g）　 ∆H1=-206.2 kJ·mol－1；

CO（g） + H2O（g） CO2（g） + H2（g）　 ∆H2 = -41.0 kJ·mol－1；

H2O（l） ═H2O（g）　 ∆H3 =+44 kJ·mol－1 。

回答下列问题：

①反应CO2（g） + 4H2（g） CH4（g） + 2H2O（l） 的∆H4 = ________ kJ·mol－1。某温度下，分别在起始容积相同的恒压容器A、恒容容器B中加人1molCO2和4molH2的混合气体，两容器反应达到平衡后放出或吸收的热量较多的是__（ 填“A”或“B"）。

②在恒压管道反应器中按n（H2）:n（CO） = 3:1通入原料气，在催化剂作用下制备合成天然气，400 ℃ p总为100 kPa时反应体系平衡组成如下表所示：

则该条件下CO的总转化率α=____。

③制备合成天然气采用在原料气中通入水蒸气来缓解催化剂积碳。

积碳反应为：反应I ：CH4（g） C（s） + 2H2（g）　 ∆H = +75 kJ·mol－1；

反应Ⅱ：2CO（g） C（s） + CO2（g）　 ∆H = -172 kJ·mol－1，

平衡体系中水蒸气浓度对积碳量的影响如图所示，下列说法正确的是__。

A 曲线1在700 ~ 800℃积碳量减小的原因可能是反应Ⅱ逆向移动

B 曲线1在550 ~700℃积碳量增大的原因可能是反应I、Ⅱ的速率增大

C 曲线2、3在550 ~800℃积碳量较低的原因是水蒸气稀释作用使积碳反应速率减小

D 水蒸气能吸收反应放出的热量，降低体系温度至550℃以下，有利于减少积碳

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碳和硫的化合物在生产生活中的应用非常广泛。

（1）用生物质热解气（主要成分CO、CH4、H2）将SO2在高温下还原成单质硫。涉及的部分反应如下：

2CO(g)+SO2(g)S(g)+2CO2(g)　　 　　 ΔH1=+8.0 kJ·mol-1

2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　　　　　　 　　 ΔH2=-566.0 kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　　　　　　 　　 ΔH3=-483.6kJ·mol-1

则2H2(g)+SO2(g)S(g)+2H2O(g)　 　　 ΔH4=__________。

（2）CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)△H。在0.1MPa时，按n(CO2):n(H2)=1:3投料，如图所示不同温度（T）下，平衡时的四种气态物质的物质的量（n）的关系。

①该反应为____反应（填“吸热”或“放热”）。

②曲线c表示的物质为 ____________ 。

③为提高CO2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是________【要求答2条】。

④恒温恒容下，能够说明该反应已达到平衡的是_______（填序号）；

A．容器内的压强不发生变化　　　　

B．混合气体的密度不发生变化

C．n(CO2):n(H2):n(C2H4):n(H2O)=2:6:1:4　　

D．单位时间内生成6molH2，同时生成4 molH2O

（3）欲用1 L Na2CO3溶液将6.99gBaSO4 固体全都转化为BaCO3，则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为_________________。（忽略溶液体积的变化）[已知：常温下Ksp(BaSO4)=1×10－11，Ksp(BaCO3)=1×10－10]。

（4）在25℃时，将a mol·L－1的氨水溶液与0.02 mol·L－1HCl溶液等体积混合后溶液液呈中性，则氨水的电离平衡常数Kb=______________。

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研究NO2、NO、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

(1)已知: CO可将部分氮的氧化物还原为N2。

反应I :2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g)　　 △H=-746kJ.mol-1

反应II :4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g)　　 △H=-1200kJ.mol-1

则反应NO2(g)+CO(g) CO2(g)+NO(g)的△H=______kJ/mol。

(2)一定条件下，将NO2与CO以体积比1:2置于密闭容器中发生反应II,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.容器中气体密度保持不变

c.混合气体颜色保持不变　　　　　　 d.每消耗2molNO2的同时生成1molN2

(3)温度为T、容积为10L的恒容密闭容器中，充入1molCO和0.5 mol SO2发生反应:2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(g) 实验测得生成的CO2体积分数(φ) 随着时间的变化曲线如图所示:

①达到平衡状态时，SO2的转化率为__，该温度下反应的平衡常数K=______。

②其它条件保持不变，再向上述平衡体系中充入SO2(g).CO(g)、S(g)、CO2(g)各0.2mol，此时v(正)___v(逆) (填“>”“<”或“=”)。

(4)SCR法是工业上消除氦氧化物的常用方法，反应原理为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) △H<0.在催化剂作用下，NO转化率与温度的关系如图所示:

图中A点处NO的转化率_______(填“可能是”、“一定是 ”或“一定不是”)该温度下的平衡转化率；B点之后，NO转化率降低的原因可能是________。

A.平衡常数变大　　　　　　　　　　　　 B.副反应增多

C.催化剂活性降低　　　　　　　　　　　 D.反应活化能增大

(5)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H=-198kJ.mol-l 是制备硫酸的重要反应。在VL恒容密闭容器中充入2molSO2和1molO2,在不同条件下进行反应，反应体系总压强随时间的变化如图所示。a和b平衡时，SO3体积分数较大的是_______； 判断的依据是________。

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煤燃烧产生的烟气含有的SO2，是大气主要污染物之一。减少煤燃烧对大气造成的污染，应从多方面采取措施。

（1）在煤燃烧前需对煤进行脱硫处理。

①一种烟气脱硫技术是向煤中加入适量石灰石，可大大减少燃烧产物中SO2的含量，最后生成CaSO4，该反应的化学方程式为_________________________________________。

②煤炭中以FeS2（铁元素为＋2价）形式存在的硫，可以采用微生物脱硫技术脱去，其原理如图所示：

1mol FeS2完全转化为Fe3+ 和SO42-时，FeS2与O2物质的量之比为_____________。

（2）燃煤后烟气脱硫方法之一是利用天然海水的碱性吸收烟气中SO2并转化为无害的SO42-，其流程的示意图如下：

①海水中碳元素主要以HCO3－的形式存在。用离子方程式表示海水呈碱性的原因：_____________。

②研究表明，进入吸收塔的海水温度越低，SO2的脱除效果越好，主要原因是_____________。

③从吸收塔排出的海水呈酸性，并含有较多的HSO3－，排入曝气池进行处理时，需要鼓入大量空气。空气的作用是____________________________________。

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煤的气化主要生成CO、H2等，其中CO、H2是用途相当广泛的化工基础原料。但煤的气化获得的化工原料气中常含有少量羰基硫（COS)，能引起催化剂中毒、大气污染等。

（1）COS的电子式为_____________________。

（2）下图是1molCO和lmolNO2反应生成两种气态氧化物过程屮能量变化示意图。已知14克CO参加反应时转移电子数为NA。写出该反应的热化学方程式_______________________。

（3）在某一恒温、恒容的密闭容器中发生以下反应：Ni(S)+4CO(g) Ni(CO)4(g)。下列说法正确的是__________。

A．该反应的反应热△H<0

B．增加Ni的量可提高CO的转化率，Ni的转化率降低

C．反应达到平衡后，充入CO再次达到平衡时，CO的浓度增大

D．当v正[Ni(CO)4]=4v逆(CO)时或容器中混合气体密度不变时，都可说明反应已达化学平衝状态

（4）工业上采用CO与H2反应合成甲醇，反应如下CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在T℃时，将2molCO和amolH2充入2L的恒容密闭容器中充分反应，l0min后反应达到平衡。已知v(CH3OH)=0.05mol•L-1•min-1，且CO和H2的转化率相等。

①H2的转化率为_________________，反应未开始时的容器内气体压强P1与反应达平衡时压强P2的比值为__________________。

②以甲醇燃料电池为电源，熔融盐电解法制取硅烷原理如图。阳极的电极反应式为_______________。

（5）甲醇可制备二甲醚：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g)，K =1 （300℃测定）。

①在300℃时，测得n(CH3OCH3)=2n(CH3OH)，此时反应的v正__________v逆（填“〉”、“〈”或“=”〉，你的分析理由是___________________。

②二甲醚催化重整制氢的反应过程，主要包括以下几个反应（以下数据为25℃、1.01×l05Pa测定）：

Ⅰ：CH3OCH3(g)+H2O(1)2CH3OH(1)△H>0

Ⅱ：CH3OH(1)+H2O(1)CO2(g)+3H2(g)△H>0

Ⅲ：CO(g)+H2O(1)CO2(g)+H2(g)△H<0

Ⅳ：CH3OH(l)CO(g)-2H2(g)△H>0

工业生产中测得不同温度下各组分体积分数及二甲醚转化率的关系如下图所示，

你认为反应控制的最佳温度应为__________。

A． 300〜350℃　　 B． 350〜40℃　　 C． 400〜450℃　　　 D． 450〜500℃

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现代工业将煤炭气化，既可以提高燃料的利用率、减少CO、SO₂等的排放，又可以扩大水煤气的广泛用途。

（1）已知：2C(s）+O₂(g）＝2CO(g）；ΔH₁ ,  2H₂(g）+O₂(g）＝2H₂O(g）；ΔH₂ 。

则反应C(s）+H₂O(g） CO(g）+H₂(g）；ΔH＝________。（用含ΔH₁、ΔH₂的代数式表示）

（2）CO和H₂在一定条件下合成甲醇的反应为：CO(g）+2H₂(g） CH₃OH（g）；ΔH₃。现在容积均为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1mol CO和2mol H₂的混合气体，控温，进行实验，测得相关数据如下图1和图2。

①该反应的ΔH₃________________________________0（选填“＜”、“＞”或“=”，下同＝，K₁________K₂。

②将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态，可采取的措施有________。

（3）某燃料电池以CO为燃料，以空气为氧化剂，以熔融态K₂CO₃为电解质。写出该燃料电池负极的电极反应式：。

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煤的主要组成元素是碳、氢、氧、硫、氮，燃煤产生CxHy、SO2等大气污染物，煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径之一。回答下列问题:

（1）利用煤的气化获得的水煤气( 主要成分为CO、CO2和H2 )在催化剂作用下可以合成绿色燃料甲醇。

已知: H2O(1) = H2O(g)　 ΔH1= +44 .0kJ/mol

CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(g)　 ΔH2=-3.0kJ/mol

CO2(g)+3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g)　 ΔH3=-58.7 kJ/mol

写出由CO与H2制备CH3OH 气体的热化学方程式____________。

（2）甲醇和CO2可直接合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3简称DMC) ;

2CH3OH(g)+CO2(g) CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) ΔH4<0

①该化学反应的平衡常数表达式为K=__________

②在恒温恒容密闭容器中发生上述反应,能说明反应达到平衡状态的是________(填编号)。

A.V正(CH3OH)= 2V逆(H2O)

B.容器内气体的密度不变

C.容器内压强不变

D.CH3OH与CO2的物质的量之比保持不变

③一定条件下分别向甲，乙、丙三个恒容密闭容器中加入一定量的初始物质发生该反应，各容器中温度、反应物的起始量如下表，反应过程中DMC的物质的量浓度随时间变化如图所示:

甲容器中，在5-15min时的平均反应速率v(CO2)=___________.乙容器中，若平衡时n(CO2)=0.2mol.则T1_____T2 (填“>”“<”或“=”)。两容器的反应达平衡时CO2的转化率: 甲________丙(填“>”“<."或”=”)。

（3）利用甲醇可制成微生物燃料电池(利用微生物将化学能直接转化成电能的装置)。某微生物燃料电池装置如图所示: A极是_____极(填“正”或“负”)，其电极反应式是_______。该电池不能在高温下工作的理由是________。

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