碳单质在工业上有多种用途。例如焦炭可用来制取水煤气、冶炼金属，活性炭可处理大气污染物NO。...

(1)碳单质在工业上有多种用途。例如焦炭可用来制取水煤气、冶炼金属，活性炭可处理大气污染物NO。一定条件下，在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质)反应生成气体A和B。当温度在T1 ℃时，测得各物质平衡时物质的量如下表：

在T1 ℃时，达到平衡共耗时2分钟，则NO的平均反应速率为________ mol·L－1·min－1；当活性炭消耗0.015 mol时，反应的时间________(填“大于”、“小于”或“等于”)1分钟。

(2)固定和利用CO2，能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＜0。某科学实验小组将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L 的密闭容器中(温度保持不变)，测得H2的物质的量随时间变化如图中实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。回答下列问题：

①该反应在0～8min时，CO2的转化率是________。

②仅改变某一条件再进行实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。a、b、c、d四点中逆反应速率大小关系为_________，M、b、N三点中平衡常数K的大小关系是_______。

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碳单质在工业上有多种用途。例如焦炭可用来制取水煤气、冶炼金属，活性炭可处理大气污染物NO。

一定条件下，在2 L密闭容器中加入NO和活性炭（无杂质）反应生成气体A和B。当温度在T₁℃时，测得各物质平衡时物质的量如下表：

（1）在T₁℃时，达到平衡共耗时2分钟，则NO的平均反应速率为________mol／(L·min)；当活性炭消耗0.015mol时，反应的时间________（填“大于”、“小于”或“等于”）1分钟。

（2）在T₁℃下反应达到平衡后，下列措施不能改变NO的转化率的是________。

a．增大活性炭的量 b．增大压强         c．升高温度         d．移去部分B

（3）结合上表数据，该反应的平衡常数表达式为________。（生成物A、B用相应的化学式表示）若T₁℃时的平衡常数为K₁，T₂℃时的平衡常数为K₂，且K₁>K₂，能否判断该反应是吸热反应还是放热反应，说明理________。

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碳单质在工业上有多种用途。例如焦炭可用来制取水煤气、冶炼金属，活性炭可处理大气污染物NO。一定条件下，在2 L密闭容器中加入NO和活性炭（无杂质）反应生成气体A和B。当温度在T₁℃时，测得各物质平衡时物质的量如下表：

在T₁℃时，达到平衡共耗时2分钟，则NO的平均反应速率为________mol／(L·min)；当活性炭消耗0.015mol时，反应的时间________（填“大于”、“小于”或“等于”）1分钟。

在T₁℃下反应达到平衡后，下列措施不能改变NO的转化率的是________。

a．增大活性炭的量   b．增大压强    c．升高温度        d．移去部分B

结合上表数据，该反应的平衡常数表达式为________。（生成物A、B用相应的化学式表示）若T₁℃时的平衡常数为K₁，T₂℃时的平衡常数为K₂，且K₁>K₂，能否判断该反应是吸热反应还是放热反应，说明理________。

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NOx会造成大气污染，工业上采用多种方法进行处理。

I. 氯气氧化法：。 恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2。10min达平衡，测得10min内v(ClNO)=0.005mol/(L·min)，则平衡后n(Cl2)=________mol。若其它条件不变，上述反应在恒压条件下进行，平衡时NO 的转化率______（填“增大”、“减小”或“不变”），此条件下的平衡常数K值为_______

II. 臭氧氧化法：烟气中的NO经O3预处理后转化为NO2，再用CaSO3悬浊液吸收NO2。

已知：常温下，Ksp（CaSO4）=9.1×10-6，Ksp（CaSO3）=3.1×10-7。

（1）NO与O3反应过程的能量变化如下：

NO被O3氧化的总反应是化合反应，该反应的热化学方程式为 _______________。

（2）将CaSO3悬浊液静置，取上层清液，测得pH约为8，用化学用语解释其原因为_______________________________________。

（3）实际吸收NO2的过程中，通过向CaSO3悬浊液中加入Na2SO4固体，提高NO2的吸收速率，从溶解平衡的角度解释其原因：______________________________________。

III. 选择性非催化还原法：用同位素示踪法，在高温有氧下NH3做还原剂与 15NO 进行选择性反应。

请将该反应的化学方程式补充完整：____________________□15NN+□H2O

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NOx、SO2、CO等大气污染物的处理及利用在工业上具有重要意义。

（l）一定条件下，NO2 与SO2反应生成SO3和NO两种气体。将体积比为l: 1 的NO2 和SO2气体置于恒容密闭容器中发生上述反应，下列能说明该反应达到化学平衡状态的是____（填字母）。

a．混合气休平均摩尔质量不变　　　　　　　　　　　 b．混合气休颜色保持不变

c．每消耗1 molSO2的同时生成1 mol NO　　　　　 d．容器内的气体密度不变

（2）燃煤锅炉将排放大量SO2，污染大气造成公害，常采用下列两种方法消除燃煤SO2的污染。使排放的烟气通过足量的浓氨水洗涤，化学方程式是_________。在煤中加适量生石灰，使SO2 与生石灰反应，化学方程式为_______。

（3）工业处理CO的其中一种方法是利用H2O(g)+ CO(g) H2(g)+CO2(g）△H<0来制备氢气。已知在恒容体系内发生此反应，某温度下该反应的平衡常数K=1。若起始时c(CO)= l mol/L，c(H2O)= 2 mol/L。

试回答下列问题：

① 该温度下，反应进行一段时间后，测得H2O的浓度为1.6 mol/L ,则此时该反应v (正)___ v（逆）（填“>”“<”或“=”)；若在平衡建立之后，向体系内通入一定量的Ar, H2的平衡产率将____（填“增大”“减小”或“不变”）。

② 上述反应生成的H2与CO2可以设计成原电池来合成CH3OH，装置如图所示：

若A为CO2, B为H2 , C 为CH3OH，则通入CO2的一极为_____极；

若A改为SO2, B为O2, C 为H2SO4，则正极的电极反应式为____________。

（4）已知在催化转化装置内，汽车尾气中的NO、CO能发生如下反应：

2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=-746.8KJ/mol, 利用传感器记录某温度下上述反应的进程，测量所得数据如图。已知达到平衡时NO的转化率为80%，则该反应的平衡常数为____（保留小数点后一位小数）

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镁的单质及其化合物在储氢及大气治理等方面用途非常广泛。

I.工业上可以采用热还原法制备金属镁(沸点1107℃，熔点648.8℃)。 将碱式碳酸镁[4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O]和焦炭按一定比例混合，放入真空管式炉中先　 升温至700℃保持一段时间，然后升温至1450℃反应制得镁(同时生成可燃性气体）。

（1）用碳还原法制备金属镁需要在真空中而不在空气中进行，其原因是____________。

（2）碱式碳酸镁分解如图所示，写出在1450℃反应制得镁的化学方程式：_____________。

II.工业上利用纳米MgH2和LiBH4组成的体系储放氢（如题图所示）。

（3）写出放氢过程中发生反应的化学方程式：___________。

III.工业上MgO浆液是高活性的脱硫剂，常用来脱除烟气中的SO2。主要包含的反应有： ① Mg(OH)2+ SO2=MgSO3+H2O　　　　　　　　　　　　　　　　 ②　 MgSO3+SO2+H2O= Mg(HSO3)2　　 ③ Mg(HSO3)2+ Mg(OH)2=2MgSO3+2H2O　　　　　　 ④ 2MgSO3+O2=2MgSO4

脱硫时，MgO的脱硫效率、pH及时间的关系如题图所示。

己知20℃时，H2SO3的K1=l.54×10-2，K2=1.02×10-7，25℃时，Ksp[MgSO3]= 3.86×10-3，Ksp(CaSO3)= 3.1×10-7。

（4）脱硫过程中使浆液pH减小最显著的反应是______________(填①、②、③或④)。

（5）约9000s之后，脱硫效率开始急速降低，其原因是______________。

（6）其他条件相同时，镁基和钙基脱硫效率与液、气摩尔流量比如题图所示。镁基脱硫效率总比钙基大，除生成的MgSO4具有良好的水溶性外，还因为______________。

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氮有多种化合价，能形成多种化合物。工业上用活性炭还原法处理NO，有关反应为：C(s) + 2NO(g)N2(g) + CO2(g)。向密闭的2L容器中，加入NO和足量的活性炭，恒温条件下反应。

（1）若2min内气体密度增大了1.2 g/L，则氮气的平均反应速率为___________mol/(L· min)。

（2）该化学平衡常数表达式K =__________________，已知升高温度时，K增大，则正反应为______（填“吸热”或“放热”）反应。

（3）在温度不变的情况下，要提高NO的平衡转化率，可以采取的措施是____________。

（4）下列各项能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正(NO)＝v逆(N2)

c．混合气体的平均分子质量不变　　　　　　 d．混合气体的密度保持不变

（5）已知NaNO2溶液呈碱性，则NaNO2溶液中离子浓度由大到小的顺序是_______________。

（6）在催化剂存在下，NH3可用来消除NO的污染，生成两种对环境无害的物质。写出反应的化学方程式：____________，其中被氧化的元素____ ，该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比是_____。

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氮有多种化合价，能形成多种化合物．工业上用活性炭还原法处理NO，有关反应为：C（s）+2NO（g）⇌N2（g）+CO2（g）．向密闭的2L容器中，加入NO和足量的活性炭，恒温条件下反应．

（1）若2min内气体密度增大了1.2g/L，则氮气的平均反应速率为_____mol/（L•min）．

（2）该化学平衡常数表达式K=_____，已知升高温度时，K增大，则正反应为_____（填“吸热”或“放热”）反应．

（3）在温度不变的情况下，要提高NO的平衡转化率，可以采取的措施是_______．

（4）下列各项能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正（NO）=v逆（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

（5）已知NaNO2溶液呈碱性，则NaNO2溶液中离子浓度由大到小的顺序是______．

（6）常温下，NaOH溶液和HNO2溶液等体积混合后，所得溶液的pH=7，下列关系正确的是________．

a．c（Na+）＞c（NO2﹣）　　　　　　　　　　　　 b．c（Na+）=c（NO2﹣）

c．c（Na+）＜c（NO2﹣）　　　　　　　　　　　　 d．c（Na+）＞c（OH﹣）

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运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。

(1) 用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的 活性炭和NO，发生 反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)△H=QkJ/mol。 在T1℃时，反应进行到不同时间(min) 测得各物质的浓度(mol/L) 如下：

①30min 后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是________(填字母编号)

a.通入一定量的NO　　　　　　 b.加入定量的活性炭

c.加入合适的催化剂　　　　　　 d.适当缩小容器的体积

② 若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3: 1: 1，则Q_____ 0 (填“>”或“<”<)。

(2) 某研究小组在实验室用某新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究，则得NO转化为N2的转化率随温度、CO混存量的变化情况如下图所示，利用以下反应：NO+CON2+CO2( 有CO)　 2NON2+ O2 (无CO)

①若不使用CO，温度超过775℃，发现NO的分解率降低，其可能的原因为: __________；在n(NO)/n(CO)= 1的条件下，应控制最佳温度在_______左右。

②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染，写出C2H6与NO2发生反应的化学方程式_________________。

③以NO2、O2 熔融NaNO3组成的燃料电池装置如下图所示，在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y，则该电极反应式为__________________。

(3) 天然气的一个重要用途是制取氢气，其原理如下：

已知:① 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)　　　　 △H1

②CH4(g)+ 2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)　　　 △H2

③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)　　　　　 △H3

1)科学家提出一种利用天然气制备氢气的方法: CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)　 △H=_____

2)这种方法的推广与使用，不仅实现资源综合利用，而且还能解决环境问题是_________。

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