为了减少CO对大气的污染，某研究性学习小组拟研究CO和H2O反应转化为绿色能源H2。已知：...

(14分)为了减少CO对大气的污染，某研究性学习小组拟研究利用CO和H2O反应转化为绿色能源H2。已知：

2CO（g）+O2（g）＝2CO2（g）　　 △H＝—566kJ•moL-1

2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）　　 △H＝—483.6kJ•moL-1

H2O（g）＝H2O（l）　　 △H＝—44.0kJ•moL-1

（1）写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式：___________________________。

（2）氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化学方程式如下：

N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　 △H＝—92.4kJ/mol

当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量)，反应速率与时间的关系如图所示。

①图中t3时引起平衡移动的条件可能是__________________________________________，其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是_____________。

②温度为T℃时，将1 mol N2和2 mol H2放入容积为0.5 L的密闭容器中，充分反应后测得N2的平衡转化率为50％。则反应在T℃时的平衡常数为____________mol-2·L2。

③目前工业合成氨的原理是：

下图表示随条件改变，平衡体系中氨气体积分数的变化趋势。

当横坐标为压强时，变化趋势正确的是(填序号，下同)__________，当横坐标为温度时，变化趋势正确的是___________。

（3）常温下氨气和HCl均极易溶于水，现将相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸混合，所得溶液中各离子的物质的量浓度按照由大到小的顺序排列依次为_______>_______>_______>________。

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为了减少CO对大气的污染，某研究性学习小组拟研究CO和H2O反应转化为绿色能源H2。已知：

2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g)；ΔH=—566kJ·moL－1

2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g)；ΔH=—483.6KJ·moL－1

H2O(g)＝H2O(l)；ΔH=—44.0KJ·moL－1

（1）表示氢气燃烧热的化学方程式中ΔH=　　　　　　　　 ；

（2）写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式　　　　　　　　　　　 。

（3）往 1L体积不变的容器中加入0.200mol CO和1.00mol H2O(g)，在t℃时反应并达到平衡，若该反应的化学平衡常数K=1（方程式中各物质前化学计量数为最简比），则t℃时CO 的转化率为　　　　　　　　　　 ；反应达到平衡后，升高温度，此时平衡常数将　　　　　　　　　 （填“变大”、“不变”或“变小”），平衡将向　　　　 　　 （填“正”或“逆”）方向移动。

（4）H2是一种理想的绿色能源，可作燃料电池；若该氢氧燃料电池以KOH为电解质溶液，其负极的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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2016年冬季全国大部分地区出现雾霾现象，汽车尾气是造成雾霾的原因之一，汽车尾气含CO、NO等有毒气体。为了减少CO对大气的污染，某研究性学习小组拟研究CO和H2O反应转化为绿色能源H2。已知：

2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g)； ΔH = －566kJ·moL－1

2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g)； ΔH = －483.6KJ·moL－1

H2O (g)＝H2O(l)； ΔH = －44.0KJ·moL－1

（1）氢气燃烧热ΔH=__________；

（2）写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式______________。

（3）往1L体积不变的容器中加入0.200mol CO和1.00mol H2O(g)，在t℃时反应并达到平衡，若该反应的化学平衡常数K=1（方程式中各物质前化学计量数为最简整数比），则t℃时CO的转化率为________；反应达到平衡后，升高温度，此时平衡常数将____（填“变大”、“不变”或“变小”）。

（4）从汽车尾气中分离出CO与O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池，同时采用电解法制备N2O5，装置如图所示，其中Y为CO2。写出石墨I电极上发生反应的电极反应式_______________________________。在电解池中生成N2O5的电极反应式为__________________________________。

（5）在一定条件下，用NH3处理汽车尾气中的NO。已知NO与NH3发生反应生成N2和H2O，现有NO和NH3的混合物1mol，充分反应后得到的还原产物比氧化产物多1.4 g，则原反应混合物中NO的物质的量可能是_____________。

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2016年冬季全国大部分地区出现雾霾现象，汽车尾气是造成雾霾的原因之一，汽车尾气含CO、NO等有毒气体。为了减少CO 对大气的污染，某研究性学习小组拟研究CO和H2O 反应转化为绿色能源H2。己如：

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)；　　 △H= -566kJ·moL-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；　　　 △H=-483.6kJ·moL-1

H2O(g)=H2O(l)　　　　　　　　　 △H= -44.0kJ·moL-1

（1）氢气燃烧热△H=_____________________。

（2）写出CO 和H2O(g)作用生成CO2 和H2的热化学方程式______________________。

（3）往1L 体积不变的容器中加入0.200molCO和1.00molH2O(g)，在t℃时反应并达到平衡，若该反应的化学平衡常数K=1(方程式中各物质前化学计量数为最简整数比)，则t℃时CO的转化率为____________；反应达到平衡后，升高温度，此时平衡常数将____________(填“变大”、“ 不变”或“变 小”)。

（4）从汽车尾气中分离出CO 与O2、与熔融盐Na2CO3组成燃料电池，同时采用电解法制备N2O5，装置如下图所示，其中Y为CO2。写出石墨Ⅰ电极上发生反应的电极反应式________________。在电解池中生成N2O5的电极反应式为______________________。

（5）已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质，两者的溶解度均随温度升高而减小。下图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线，则：

T1___________T2 (填“>”或“<”)，T1时Ksp (CaWO4)=________。

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对大气污染物SO2、NOx进行研究具有重要环保意义。请回答下列问题：

（1）为减少SO2的排放，常采取的措施是将煤转化为清洁气体燃料。

已知：① H2（g）＋O2(g)=H2O(g)　　 △H＝－241.8kJ·mol－1

②C（s）＋ O2(g)=CO(g)　　 △H＝－110.5kJ·mol－1

写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）已知汽车汽缸中生成NO的反应为：N2(g)＋O2(g)2NO(g) △H0，若1.0 mol空气含0.80 mol N2和0.20 mol O2，1300oC时在2.0 L密闭汽缸内经过5s反应达到平衡，测得NO为1.6×10－3mol。

①在1300oC 时，该反应的平衡常数表达式K＝　　　　　 。5s内该反应的平均速率ν(N2) ＝ 　　 　　 　　　 （保留2位有效数字）；

②汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是　　　　　　　　 。

（3）汽车尾气中NO和CO的转化。当催化剂质量一定时，增大催化剂固体的表面积可提高化学反应速率。下图表示在其他条件不变时，反应2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g) 中，NO的浓度c(NO)随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线。

①该反应的△H　　　　　 0 （填“＞”或“＜”）。

②若催化剂的表面积S1＞S2，在右图中画出c(NO) 在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线（并作相应标注）。

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Ⅰ:为了减少CO的排放，某环境研究小组以CO和H2 为原料合成清洁能源二甲醚(DME)，反应如下：4H2(g) + 2CO(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)　　 ∆H=-198kJ/mol。

（1）如图所示能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线是　　　　　　　　　　 (填曲线标记字母)，其判断理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）在一定温度下，向2.0L固定的密闭容器中充入2molH2 和1molCO，经过一段时间后，反应4H2(g) + 2CO(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) 达到平衡。反应过程中测得的部分数据见下表：

①0—20min的平均反应速率V(co)=　　　　　　　　 mol/(L·min)；

②达平衡时，H2 的转化率为：　　　　　　　　　　　　 ；

③在上述温度下，向平衡后的2L容器中再充入0.4molH2 和0.4molCH3OCH3 (g)，则化学平衡　　　　　　　　　　　　 (向“正向”、“逆向”或“不”)移动。

（3）用Li2CO3 和Na2CO3 的熔融盐混合物作为电解质，CO为负极燃气，空气与CO2 的混合气体作为正极助燃气，制得在650℃工作的燃料电池，则负极反应式为： 　　　　　　

　　　　　　　　　　　　 ，当燃料电池的电路中有0.2NA个电子发生转移，则标况下生成　　　　 _______升CO2 。

Ⅱ:已知在25℃时，Ksp[Mg(OH)2 ]=1.8X10-11，Ksp[Cu(OH)2 ]=2.2X10-20，在25℃下，向浓度均为0.1mol/L的MgCl2 和CuCl2 混合溶液中逐滴加入氨水，先生成　　　　　　　　 沉淀(填化学式)生成该沉淀的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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是有用的化工原料，回收利用既能减少大气污染，又能充分利用资源．有学者提出利用、等离子的作用，在常温下将氧化成而实现的回收利用．某研究性学习小组设计如图1下方案，在实验室条件下测定转化器的脱硫效率：

(1)写出将氧化成的离子方程式______．

(2)向滴有紫色石蕊溶液的试管中通入气体，现象是______，若再向其中滴入足量的氯水，现象是______，涉及反应的化学方程式有______．

(3)图2甲是学过的验证铜与浓硝酸反应的装置，乙、丙是师生对演示实验改进后的装置：

①甲、乙、丙3个装置中共同发生的反应的化学方程式是______，体现了浓硝酸的性质是______，往浅绿色的溶液中，逐滴加入稀盐酸时，溶液的颜色变化应是______

②和甲装置相比，乙装置的优点是______．

(4)图3所示是的两个性质实验，下列有关说法中正确的是______

A.两个实验均表现了易溶于水

B.两个实验均表现了易挥发

C.两个实验均表现了是碱性气体

D.两个实验均表现了是还原性气体．

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对大气污染物SO₂、NO_x进行研究具有重要环保意义。请回答下列问题：

（1）为减少SO₂的排放，常采取的措施是将煤转化为清洁气体燃料。

已知：H₂（g）＋O₂（g）＝H₂ O（g）   △H＝－241.8kJ·mol^－1

C（s）＋O₂（g）＝CO（g）    △H＝－110.5kJ·mol^－1

写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：________。

（2）已知汽缸中生成NO的反应为：N₂（g）＋O₂（g）2NO（g） △H0，若1.0 mol空气含0.80 mol N₂和0.20 mol O₂，1300^oC时在1.0 L密闭容器内经过5s反应达到平衡，测得NO为8.0×10^－4 mol。

①5s内该反应的平均速率ν（NO） ＝ ________（保留2位有效数字）；在1300^oC 时，该反应的平

衡常数表达式K＝________。

②汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是。

（3）汽车尾气中NO和CO的转化。当催化剂质量一定时，增大催化剂固体的表面积可提高化学反应速率。右图表示在其他条件不变时，反应2NO（g）＋2CO（g） 2CO₂（g）＋N₂（g） 中，NO的浓度

c（NO）随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线。

①该反应的△H________0 （填“＞”或“＜”）。

②若催化剂的表面积S₁＞S₂，在右图中画出c（NO） 在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线（并作相应标注）。

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过量排放含氮物质会污染大气或水体，研究氮及其化合物的性质及转化，对降低含氮物质的污染有着重大的意义。

Ⅰ．对NO与O2反应的研究。

（1）已知氮氧化物转化过程中的焓的变化如下图所示，写出 NO转化为NO2的热化学方程式__________。

（2）2NO+O22NO2的平衡常数表达式K=_______。其他条件不变，利用分子捕获器适当减少反应容器中NO2的含量，平衡常数K将_____（填“增大”、“减小”或“不变” ）。

（3）已知：2NO2(g)N2O4(g) △H＜0。在一定条件下，将2 mol NO和1 mol O2通入恒容密闭容器中进行反应，在不同温度下，测得平衡时体系中NO、O2、NO2的物质的量与温度的关系如下图所示。

①曲线c代表________的物质的量与温度的关系，x点对应的O2的转化率为________。

②根据上图可推测_________________。

A．2NO+O22NO2的平衡常数：x点﹥y点

B．y点时2NO+O22NO2的反应速率：υ（正）﹤υ（逆）

C．400~1200℃时，随着温度升高，N2O4体积分数不断增大

D．x点对应的NO的物质的量分数为4/11

Ⅱ．对废水中过量氨氮转化的研究。

废水中过量的氨氮(NH3和NH4+)会导致水体富营养化。某科研小组用NaClO氧化法处理氨氮废水，将其转化为无污染物质，不同进水pH对氨氮去除率的影响如图所示。

已知：ⅰ．HClO的氧化性比NaClO强；

ⅱ．NH3比NH4+更易被氧化。

（4）pH＝1.25时，NaClO与NH4+反应生成N2等无污染物质，该反应的离子方程式______。

（5）进水pH为1.25～6.00范围内，氨氮去除率随pH升高发生图中变化的原因是_______。

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氮氧化物是环境污染物，研究氮氧化物转化有重要的意义。

回答下列问题

(1)催化转化器可使汽车尾气反应而转化：

2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)　　 △H

已知：N2(g)+O2(g)==2NO(g)　　 △H1= a kJ·mol－1

2C(s)+O2(g)==2CO(g)　　 △H2= b kJ·mol－1

C(s)+ O2(g)=CO2(g)　　　　 △H3= c kJ·mol－1

△H=___________ kJ·mol－1(用含a、b、c的代数式表示)

(2)T℃时，将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中发生尾气转化反应，容器中NO物质的量随时间变化如图所示。

①T℃时，该化学反应的平衡常数K=___________。

②下列事实无法判断汽车尾气转化反应达到到化学平衡状态的是___________；

A.NO消耗速率等于N2消耗速率的2倍　　　　 B.混合气体平均相对分子质量不再变化

C.体系中NO的转化率和CO的转化率相等　　 D.气体的密度不再变化

③已知汽车尾气转化反应的△H<0。10min后，改变下列示意图横坐标对应的反应条件，纵坐标对应的量变化关系正确的是___________。(填序号)

(3)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程为：

第一步I2(g)2I(g)(快反应)

第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)

第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g)(快反应)

实验表明，含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是___________(填标号)。

A.N2O分解反应中，k值与是否含碘蒸气无关

B.第二步对总反应速率起决定作用

C.第二步活化能比第三步小

D.IO为反应的中间产物

(4)碱吸收、碳还原是目前工业生产中处理氮氧化物的常用方法。

①碱吸收的常见产物为NaNO2。常温下，pH=8的NaNO2溶液中c(Na+)－c(NO2－)=___________mol·L－1(用精确值表示)

②碳还原法是在高温条件下将NO与NO2混合气体与焦炭反应，生成CO和N2。已知，采用碳还原法处理某工厂氮氧化物废气时，生成的CO与N2的物质的量之比为4︰3。则该工厂尾气中NO和NO2的物质的量比为___________。

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