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解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷267
碳、氮及其化合物在生产生活中有着重要作用。请回答下列问题:
（1）用CH4 催化还原NOx 可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g) + 4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g) + 2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1；
CH4(g) + 4NO(g) 2N2(g)+CO2(g) + 2H2O(g) ΔH2。
若2 mol CH4 还原NO2 至N2，整个过程中放出的热量为1 734 kJ，则ΔH2=____。
（2）据报道，科学家在一定条件下利用Fe2O3与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁。其反应为Fe2O3(s) + 3CH4(g)2Fe(s) + 3CO(g) +6H2(g) ΔH>0。
①若该反应在恒温恒压容器中进行，能表明该反应达到平衡状态的是____(填字母)。
a.CH4的转化率等于CO的产率
b.混合气体的平均相对分子质量不变
c.v(CO)与v(H2#)的比值不变
d.固体的总质量不变
②该反应达到平衡时某物理量随温度的变化如图所示，当温度由T1升高到T2时，平衡常数KA___KB(填“>”、“<”或“=”)。纵坐标可以表示的物理量有哪些___________。

a.H2的逆反应速率
b.CH4的体积分数
c.混合气体的平均相对分子质量
（3）若向20 mL 0.01 mol·L-l的弱酸HNO2溶液中逐滴加入一定浓度的烧碱溶液，测得混合溶液的温度变化如图所示，下列有关说法正确的是____(填字母)。

a.该烧碱溶液的浓度为0.02 mol·L-1
b.该烧碱溶液的浓度为0.01 mol·L-1
c.HNO2的电离平衡常数:b点>a点
d.从b点到c点，混合溶液中一直存在:c(Na+)>c(NO2－)>c(OH-)>c(H+)
17-18高二上·山西·期中
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知识点：盖斯定律与热化学方程式化学平衡状态化学平衡常数的影响因素及应用盐类水解在解题方面的应用 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。请回答下列问题：
（1）用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）＋CO2（g）+2H2O（g）ΔH1＝－574kJ·molˉ1
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）＋CO2（g）+2H2O（g） ΔH2
若2molCH4还原NO2至N2，整个过程中放出的热量为1734kJ，则ΔH2＝____________；
（2）据报道，科学家在一定条件下利用Fe2O3与甲烷反应可制取纳米级的金属铁。其反应为：Fe2O3（s）+3CH4（g）2Fe（s）+3CO（g）+6H2（g） ΔH>0
①若反应在5L的密闭容器中进行，1min后达到平衡，测得Fe2O3在反应中质量减少3．2g。则该段时间内CO的平均反应速率为________________。
②若该反应在恒温恒压容器中进行，能表明该反应达到平衡状态的是____________
a．CH4的转化率等于CO的产率
b．混合气体的平均相对分子质量不变
c．v（CO）与v（H2）的比值不变
d．固体的总质量不变
③该反应达到平衡时某物理量随温度变化如图所示，当温度由T1升高到T2时，平衡常数KA__________KB（填>、<或=）。纵坐标可以表示的物理量有哪些______________。

a．H2的逆反应速率
b．CH4的的体积分数
c．混合气体的平均相对分子质量
d．CO的体积分数
（3）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50ml2mol/L的氯化铜溶液的装置示意图：

请回答：
①甲烷燃料电池的负极反应式是：__________________________。
②当A中消耗0．05mol氧气时，B中________________极（填a或b）增重________________g。
（4）工业合成氨气需要的反应条件非常高且产量低，而一些科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）实现氨的电化学合成，从而大大提高了氮气和氢气的转化率。电化学合成氨过程的总反应式为：N2＋3H22NH3，该过程中还原反应的方程式为____________________。
二氧化碳的回收利用是环保和能源领域研究的热点课题。
（1）新的研究表明,利用太阳能可以将CO2分解制取炭黑,其原理如下图所示。该过程的能量转化形式为___________________，在整个过程中,FeO的作用是___________。 

已知:
①2Fe3O4(s)6FeO(s)+O2(g)　ΔH=a kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)CO2(g)       ΔH=b kJ·mol-1
则过程2的热化学方程式为__________________________________________。 
（2）一定温度下，在密闭容器中进行反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH>0，下列说法正确的是____(填字母)。 
A. 当混合气体的平均相对分子质量不变时,反应达到平衡状态
B. 升高温度,加快反应速率,CO2的转化率降低
C. 增大CO2的浓度,平衡向正反应方向移动,平衡常数增大
D. 平衡时CO、H2的体积分数不一定相等
（3）在2 L恒容密闭容器中充入2 mol CO2和n mol H2，在一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，CO2的转化率与温度、投料比X=的关系如下图所示。

①若从反应开始到A点需要10 s,则v(H2)=________。 
②该反应的平衡常数表达式为________，若X1=3,则B点的K=___________。 
③根据图象判断X1 ____X2 (填“>”、“<”或“=”,下同)，平衡常数KA _______KB。 
④若在500 K时，按X1投料,在恒压下进行，达到平衡状态，此时CO2的转化率____(填“>”、“<”或“=”)75%。
氧化铁在工业上有广泛的应用。
(1)炼铁高炉中存在以下热化学方程式
I．C(s) +CO2(g) =2CO(g) =+172.5kJ·mol-1
II．Fe2O3(s) +CO(g)2FeO(s)+CO2(g) =-3kJ·mol-1
III．FeO(s) +CO(g)Fe(s) +CO2(g) =-11kJ ·mol-1
IV．Fe2O3 (s) +3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)
①上述反应中，=___________ kJ ·mol-1
②下图中能表示反应IV的平衡常数对数值(lgK)与温度的关系的是___________(填“I”或“II”)，原因是___________。

③1500°C时，在某体积可变的密闭容器中，按物质的量比2：3加入Fe2O3和CO发生反应IV ，则达平衡时，Fe2O3的转化率为___________；下列措施能够提高Fe2O3转化率的是___________(填字母序号)。
a．对体系加压                       b．升高反应体系的温度
c．加入适量的Na2O固体       d．增大CO在原料中的物质的量比
(2)一定条件下Fe2O3可被甲烷还原为“纳米级”的金属铁，其反应为： Fe2O3(s)+3CH4(g)2Fe(s)+ 3CO(g) +6H2(g) ΔH ＞0
①反应在2 L的密闭容器中进行，5 min后达到平衡，测得Fe2O3在反应中质量消耗3.2 g，则该段时间内用反应物表达的平均反应速率为___________mol·L-1·min-1
②该反应达到平衡时，某物理量(Y)随温度变化如图所示，当温度由T1升高到T2时，平衡常数KA___________ KB(填“＞”“＜"或“=”)。纵坐标可以表示的物理量有___________填字 母序号)。
a．H2的逆反应速率                            b．CH4的的体积分数
c．混合气体的平均相对分子质量        d．混合气体的密度

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