碳和氮是地球上含量丰富的两种元素。其氧化物的化学热力学、动力学研究有助于人类充分利用化石燃...

碳和氮是地球上含量丰富的两种元素。其氧化物的化学热力学、动力学研究有助于人类充分利用化石燃料，消除氧化物对环境的负面影响。

（1）下图是25℃，101kPa时，1molNO2气体和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式____________________________________。

（2）在不同温度下，向2L密闭容器中加入1molNO和1mol活性炭，发生反应：2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g),达到平衡时的数据如下：

请回答下列问题：

①T1℃时，该反应的平衡常数K=___________。

②T2℃时，下列能判断该反应达到平衡状态的是___________(填序号)。

A．v(CO2)正=2v(NO)逆　　　　　　　　　　　　　 　　 B．混合气体的平均相对分子质量不再变化

C．混合气体的密度不再变化　　　　　　　　　　 D．N2、CO2的物质的量之比不再变化

③T2℃时，若达平衡后再充入0.4molNO和0.3molCO2，平衡向___________(填“正向”“逆向“或“不”)移动。

④若△H<O,则T1___________T2(填“>”或“<”)。

（3）电解法处理含氮氧化物废气，可回收硝酸。实验室模拟电解法吸收NOx的装置如右图所示：

①若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验，写出NO2发生反应的电极反应式________________。

②若有标况下2.24LNO被吸收，通过阳离子交换膜的H+为___________mol。

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（12分）对碳及其氧化物的化学热力学、动力学研究有助于人类充分利用化石燃料，消除碳氧化物对环境的负面影响。请回答下列问题：

（1） 25℃时，石墨和CO的燃烧热分别为：393.5kJ/mol、283.0kJ/mol。请写出石墨不完全燃烧时的热化学方程式________ ；

（2）25℃时，反应2CO₂ (g)2CO(g)＋O₂(g)的平衡常数K＝2.96×10^－92。在一个体积可变的密闭容器（起始时的容器体积为1L）中充入一定量的CO₂、CO、O₂混合气体，要使容器中的反应开始时向CO₂分解的方向移动，则起始时充入的三种气体的物质的量应满足的关系是________。当该反应在25℃时达到平衡后，其它条件不变时，升高温度或增加容器的压强，均能使该平衡发生移动，请在下列坐标中作出该反应的平衡常数K随温度（T）、压强（P）变化而变化的示意图：

（3） 1 600℃时，反应2CO(g)＋O₂(g) 2CO₂(g)的平衡常数K＝1×10⁸。经测定，汽车尾气中CO和CO₂气体的浓度分别为4.0×10^－5mol/L和4.0×10^－4mol/L。若在汽车的排气管上增加一个1 600℃的补燃器并不断补充O₂使其浓度始终保持为4.0×10^－4mol/L。则CO的补燃转化率为________；

（4） 以CO和O₂为电极燃料，以熔融K₂CO₃为电解质组成燃料电池，请写出该电池的负极反应方程式 ________。

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（12分）对碳及其氧化物的化学热力学、动力学研究有助于人类充分利用化石燃料，消除碳氧化物对环境的负面影响。请回答下列问题：

（1） 25℃时，石墨和CO的燃烧热分别为：393.5kJ/mol、283.0kJ/mol。请写出石墨不完全燃烧时的热化学方程式________ ；

（2）25℃时，反应2CO₂ (g)2CO(g)＋O₂(g)的平衡常数K＝2.96×10^－92。在一个体积可变的密闭容器（起始时的容器体积为1L）中充入一定量的CO₂、CO、O₂混合气体，要使容器中的反应开始时向CO₂分解的方向移动，则起始时充入的三种气体的物质的量应满足的关系是________。当该反应在25℃时达到平衡后，其它条件不变时，升高温度或增加容器的压强，均能使该平衡发生移动，请在下列坐标中作出该反应的平衡常数K随温度（T）、压强（P）变化而变化的示意图：

（3） 1 600℃时，反应2CO(g)＋O₂(g) 2CO₂(g)的平衡常数K＝1×10⁸。经测定，汽车尾气中CO和CO₂气体的浓度分别为4.0×10^－5mol/L和4.0×10^－4mol/L。若在汽车的排气管上增加一个1 600℃的补燃器并不断补充O₂使其浓度始终保持为4.0×10^－4mol/L。则CO的补燃转化率为________；

（4） 以CO和O₂为电极燃料，以熔融K₂CO₃为电解质组成燃料电池，请写出该电池的负极反应方程式 ________。

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对碳及其氧化物的化学热力学、动力学研究有助于人类充分利用化石燃料，消除氧化物对环境的负面影响。

（1）25℃时，石墨和CO的燃烧热分别为：393.5kJ/mol、283.0kJ/mol。请写出石墨不完全燃烧时的热化学方程式　　　　　　　　 。

（2）25℃时，反应2CO2（g）2CO（g)+ O2（g)的平衡常数K=2.96×10-92。在一个体积可变的密闭容器中（起始时容器体积为1L）充入一定量CO2、CO、O2的混合气体，要使容器中的反应开始时向CO2分解的方向进行，起始时三种气体的物质的量浓度应满足的关系是　　　　　　　　 。当该反应在25℃时达到平衡后，其他条件不变时，升高温度或增加容器的压强，均能使该平衡发生移动，②请在坐标中作出该反应的平衡常数K随温度（T）、压强（p）变化的示意图。

（3）1600℃时，反应2CO（g)+ O2（g)2CO2（g）的平衡常数K=1.0×108。经测定，汽车尾气中CO和CO2气体的浓度分别为4.0×10-5mol/L和4.0×10-4mol/L。若在汽车的排气管上增加一个1600℃时的补燃器，并不断补充O2使其浓度始终保持为4.0×10-4mol/L。则经补燃处理后尾气中CO的浓度为　　　　 mol/L（结果保留两位有效数字）。

（4）以CO和O2为电极燃料，以熔融K2CO3为电解质组成燃料电池，请写出该电池的负极反应式　　　　　　　　 。

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污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。硫、氮氧化物是形成酸雨、雾霾等环境污染的罪魁祸首，采用合适的措施消除其污染是保护环境的重要措施。

Ⅰ．研究发现利用NH3可消除硝酸工业尾气中的NO污染。NH3与NO的物质的量之比分别为1：3、3：l、4：1时，NO脱除率随温度变化的曲线如图所示。

（1）①曲线a中，NO的起始浓度为6×10－4mg／m3，从A点到B点经过0.8s，该时间段内NO的脱除速率为　　　　 mg／(m3·s)。

②曲线b对应的NH3与NO的物质的量之比是　　 　　　　　　 　 ，其理由是　　 　　　　　　　 　　

（2）已知在25℃，101kPa时：

N2(g)+3H2(g) === 2NH3(g)　 △H＝-Q1／mol

2H2(g)+O2(g) === 2H2O(1)　 △H＝- Q2kJ／mo1

N2(g) +O2(g) === 2NO(g)　 △H＝+ Q3kJ／mo1

请写出用NH3脱除NO的热化学方程式　　 　　　　　　　　 　 。

Ⅱ．工业上还可以变“废”为“宝”，将雾霾里含有的SO2、NO等污染物转化为Na2S2O4(保险粉)和NH4NO3等化工用品，其生产流程如下：

（3）装置Ⅱ中NO转变为NO3－的反应的离子方程式为　　 　　　　　　　　 　 。

（4）装置Ⅲ制得Na2S2O4的同时还能让Ce4＋再生，原理如图所示。其阴极的电极反应式为 ：　　　 　　　　 。

（5）按上述流程处理含有amolSO2、bmolNO的雾霾(b>a)，并制取Na2S2O4和NH4NO3。装置Ⅰ中SO2、装置Ⅱ中NO、装置Ⅲ中HSO3－和Ce3＋、装置Ⅳ中NO2－全部转化，处理完毕后装置Ⅱ中Ce4＋的剩余量与加入量相比没有变化，则至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2　 　　　　 　　 L(用含a、b的代数式表示)。

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污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。硫、氮氧化物是形成酸雨、雾霾等环境污染的罪魁祸首，采用合适的措施消除其污染是保护环境的重要措施。

Ⅰ．研究发现利用NH3可消除硝酸工业尾气中的NO污染。NH3与NO的物质的量之比分别为1：3、3：l、4：1时，NO脱除率随温度变化的曲线如图所示。

（1）①曲线a中，NO的起始浓度为6×10－4mg／m3，从A点到B点经过0.8s，该时间段内NO的脱除速率为_____mg／(m3·s)。

②曲线b对应的NH3与NO的物质的量之比是______，其理由是_________。

（2）已知在25℃，101kPa时：

N2(g)+3H2(g) =2NH3(g) △H＝-Q1／mol

2H2(g)+O2(g) =2H2O(1) △H＝- Q2kJ／mo1

N2(g) +O2(g) = 2NO(g) △H＝+ Q3kJ／mo1

请写出用NH3脱除NO的热化学方程式__________。

Ⅱ．工业上还可以变“废”为“宝”，将雾霾里含有的SO2、NO等污染物转化为Na2S2O4(保险粉)和NH4NO3等化工用品，其生产流程如下：

（3）装置Ⅱ中NO转变为NO3－的反应的离子方程式为__________。

（4）装置Ⅲ制得Na2S2O4的同时还能让Ce4＋再生，原理如图所示。其阴极的电极反应式为 ：______。

（5）按上述流程处理含有amolSO2、bmolNO的雾霾(b>a)，并制取Na2S2O4和NH4NO3。装置Ⅰ中SO2、装置Ⅱ中NO、装置Ⅲ中HSO3－和Ce3＋、装置Ⅳ中NO2－全部转化，处理完毕后装置Ⅱ中Ce4＋的剩余量与加入量相比没有变化，则至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2____L(用含a、b的代数式表示)。

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污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。硫、氮氧化物是形成酸雨、雾霾等环境污染的罪魁祸首，采用合适的措施消除其污染是保护环境的重要措施。

I．研究发现利用NH3可消除硝酸工业尾气中的NO污染。NH3与NO的物质的量之比分别为1：3、3:1、4:1时，NO脱除率随温度变化的曲线如图所示。

(1)①曲线a中，NO的起始浓度为6×10-4mg/m3，从A 点到B点经过0.8 s，该时间段内NO的脱除速率为____________mg／(m3·s)。

②曲线b对应的NH3与NO的物质的量之比是____，其理由是___________________

(2)已知在25℃，101 kPa时：

请写出用NH3脱除NO的热化学方程式：____________________________________

Ⅱ．工业上还可以变“废”为“宝”，将雾霾里含有的SO2、NO等污染物转化为Na2S2O4(保险粉)和NH4NO3等化工用品，其生产流程如下图：

(3)装置Ⅱ中NO转变为NO3-的反应的离子方程式为__________________________________

(4)装置Ⅲ还可以使Ce4+再生，若用甲烷燃料电池电解该装置中的溶液，当消耗1 mol CH4　 时，理论上可再生____mol　 Ce4+。

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化学与人类生活、社会可持续发展密切相关。下列说法不正确的是

A．利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约资源、保护环境

B．催化转化机动车尾气为无害气体，能消除酸雨和雾霾的发生

C．研发高效低毒的农药，降低蔬菜的农药残留量

D．积极开发废电池的综合利用技术，防止电池中的重金属等污染土壤和水体

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二氧化硫是危害最为严重的大气污染物之一,它主要来自化石燃料的燃烧,研究CO催化还原SO2的适宜条件,在燃煤电厂的烟气脱硫中具有重要价值。

Ⅰ.从热力学角度研究反应

(1) C(s)+O2(g)CO2(g)　　　　　 ΔH1=-393.5 kJ·mol-1

CO2(g)+C(s)2CO(g)　　　　 ΔH2=+172.5 kJ·mol-1

S(s)+O2(g)SO2(g)　　　　　　 ΔH3=-296.0 kJ·mol-1

写出CO 还原SO2的热化学方程式:_________________。

(2)关于CO还原SO2的反应,下列说法正确的是______。

A.在恒温恒容条件下,若反应体系压强不变,则反应已达到平衡状态

B.平衡状态时,2v正(CO)=v逆(SO2)

C.其他条件不变,增大SO2的浓度,CO的平衡转化率增大

D.在恒温恒压的容器中,向达到平衡状态的体系中充入N2,SO2的平衡转化率不变

Ⅱ．NOx的排放主要来自于汽车尾气，包含NO2和NO，有人提出用活性炭对NOx进行吸附，发生反应如下：

反应a：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)　　　 ΔH=－34.0kJ/mol

反应b：2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)　 ΔH=－64.2kJ/mol

(3)对于反应a，在T1℃时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下：

①0~10min内，NO的平均反应速率v(NO)=___________，当升高反应温度，该反应的平衡常数K___________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。

②30min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)。

A．加入一定量的活性炭　　　　　　　　　　 B．通入一定量的NO

C．适当缩小容器的体积　　　　　　　　　　 D．加入合适的催化剂

(4)①某实验室模拟反应b，在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO2气体，维持温度为T2℃，如图为不同压强下反应b经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图。请从动力学角度分析，1050kPa前，反应b中NO2转化率随着压强增大而增大的原因_____________；在1100kPa时，NO2的体积分数为___________。

②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)；在T2℃、1.1×106Pa时，该反应的化学平衡常数Kp=___________(计算表达式表示)；已知：气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数。

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二氧化硫是危害最为严重的大气污染物之一,它主要来自化石燃料的燃烧,研究CO催化还原SO2的适宜条件,在燃煤电厂的烟气脱硫中具有重要价值。

Ⅰ.从热力学角度研究反应

(1) C(s)+O2(g)CO2(g)　　　　　 ΔH1=-393.5 kJ·mol-1

CO2(g)+C(s)2CO(g)　　　　 ΔH2=+172.5 kJ·mol-1

S(s)+O2(g)SO2(g)　　　　　　 ΔH3=-296.0 kJ·mol-1

写出CO 还原SO2的热化学方程式:_________________。

(2)关于CO还原SO2的反应,下列说法正确的是______。

A.在恒温恒容条件下,若反应体系压强不变,则反应已达到平衡状态

B.平衡状态时,2v正(CO)=v逆(SO2)

C.其他条件不变,增大SO2的浓度,CO的平衡转化率增大

D.在恒温恒压的容器中,向达到平衡状态的体系中充入N2,SO2的平衡转化率不变

Ⅱ．NOx的排放主要来自于汽车尾气，包含NO2和NO，有人提出用活性炭对NOx进行吸附，发生反应如下：

反应a：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)　　　 ΔH=－34.0kJ/mol

反应b：2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)　 ΔH=－64.2kJ/mol

(3)对于反应a，在T1℃时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下：

①0~10min内，NO的平均反应速率v(NO)=___________，当升高反应温度，该反应的平衡常数K___________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。

②30min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)。

A．加入一定量的活性炭　　　　　　　　　　 B．通入一定量的NO

C．适当缩小容器的体积　　　　　　　　　　 D．加入合适的催化剂

(4)①某实验室模拟反应b，在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO2气体，维持温度为T2℃，如图为不同压强下反应b经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图。请从动力学角度分析，1050kPa前，反应b中NO2转化率随着压强增大而增大的原因_____________；在1100kPa时，NO2的体积分数为___________。

②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)；在T2℃、1.1×106Pa时，该反应的化学平衡常数Kp=___________(计算表达式表示)；已知：气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数。

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