解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷509
节能减排措施是我国“十一五”期间提出的政策措施。
(1)煤的燃烧，会产生大量有害气体。将煤转化为水煤气，可有效降低排放。
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=－393.5 kJ·mol－1
H2(g)+
O2(g)=H2O(g) △H=－242.0kJ·mol－1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=－283.0kJ·mol－1
根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式___________ 。
(2)汽车尾气的排放是大气污染物的重要来源，其中含有NO气体。根据资料显示用活性炭还原法可以处理氮氧化物，某研究小组向固定容积的密闭容器中加入一定量的活性炭和NO发生反应C(s)+2NO(g)
CO2(g)+N2(g) △H=－574kJ·mol－1，并在温度T时将所测反应数据制成下表：
①0到10min内，NO的平均反应速率v(NO)=___________ mol·L－1·min－1。
②下列数据不再变化可表示该反应达到平衡的是___________ 。
a.容器内压强b．混合气体的平均摩尔质量c．混合气体的密度
③若容器改为可变容积容器，达平衡后改变某一条件，一段时间后，反应再次达到原平衡，请写出可能改变的条件是___________ (任写一种)。
(3)在某温度T时能同时发生反应：
2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g) K1
N2O4(g)2NO2(g) K2
若向一体积固定为2L的密闭容器内加入N2O52mol，一段时间后，容器内的反应达到平衡，此时n(NO2)=0.4mol，已知K2=0.1，请计算出K1=___________ 。
(4)一定条件下，将汽车尾气通入到氢氧化钠溶液，尾气中氮的氧化物可以转化为亚硝酸钠，工业上可以用亚硝酸钠来制备亚硝酸。已知，25℃时亚硝酸(HNO2)、亚硫酸(H2SO3)的电离平衡常数分别如下：
请回答下列问题
①常温下，将0.1mol·L－1的亚硝酸稀释100倍，c(H+)将___________ (填“不变”、增大”、“减小”)；Ka值将(填“不变”、“增大”、“减小”)___________ 。
②下列离子方程式能发生的是___________ (填字母)。
a．NO2－+SO2+H2O=HNO2+HSO3－b．2HNO2+SO32－=2NO2－+SO2↑+H2O
c．2NO2－+SO2+H2O=2HNO2+SO32－d．HNO2+SO32－= NO2－+ HSO3－
(1)煤的燃烧，会产生大量有害气体。将煤转化为水煤气，可有效降低排放。
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=－393.5 kJ·mol－1
H2(g)+
O2(g)=H2O(g) △H=－242.0kJ·mol－1CO(g)+
O2(g)=CO2(g) △H=－283.0kJ·mol－1根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式
(2)汽车尾气的排放是大气污染物的重要来源，其中含有NO气体。根据资料显示用活性炭还原法可以处理氮氧化物，某研究小组向固定容积的密闭容器中加入一定量的活性炭和NO发生反应C(s)+2NO(g)
CO2(g)+N2(g) △H=－574kJ·mol－1，并在温度T时将所测反应数据制成下表：时间(min) 浓度(mol  mol-1) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| NO | 1.00 | 0.52 | 0.36 | 0.36 | 0.54 | 0.54 |
| CO2 | 0 | 0.24 | 0.32 | 0.32 | 0.48 | 0.48 |
| N2 | 0 | 0.24 | 0.32 | 0.32 | 0.48 | 0.48 |
②下列数据不再变化可表示该反应达到平衡的是
a.容器内压强b．混合气体的平均摩尔质量c．混合气体的密度
③若容器改为可变容积容器，达平衡后改变某一条件，一段时间后，反应再次达到原平衡，请写出可能改变的条件是
(3)在某温度T时能同时发生反应：
2N2O5(g)
2N2O4(g)+O2(g) K1N2O4(g)
2NO2(g) K2若向一体积固定为2L的密闭容器内加入N2O52mol，一段时间后，容器内的反应达到平衡，此时n(NO2)=0.4mol，已知K2=0.1，请计算出K1=
(4)一定条件下，将汽车尾气通入到氢氧化钠溶液，尾气中氮的氧化物可以转化为亚硝酸钠，工业上可以用亚硝酸钠来制备亚硝酸。已知，25℃时亚硝酸(HNO2)、亚硫酸(H2SO3)的电离平衡常数分别如下：
| Ka1 | Ka2 | |
| 亚硝酸（HNO2） | 7.1×10-4 | |
| 亚硫酸（H2SO3） | 1.54×10-2 | 1.02×10-7 |
请回答下列问题
①常温下，将0.1mol·L－1的亚硝酸稀释100倍，c(H+)将
②下列离子方程式能发生的是
a．NO2－+SO2+H2O=HNO2+HSO3－b．2HNO2+SO32－=2NO2－+SO2↑+H2O
c．2NO2－+SO2+H2O=2HNO2+SO32－d．HNO2+SO32－= NO2－+ HSO3－
2019·安徽蚌埠·二模
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近年我国汽车拥有量呈较快增长趋势，汽车尾气已成为重要的空气污染物。回答下列问题：
【小题1】（1）汽车发动机工作时会引起反应：N2(g)+O2(g)
2NO(g)，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。一定量NO发生分解的过程中，NO的转化率随时间变化的关系如右图所示。
①反应2NO(g)N2(g)+O2(g)为________ 反应(填“吸热”或“放热”)；
②一定温度下，能够说明反应2NO(g)N2(g)+O2(g)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．NO、N2、O2的浓度保持不变 d．单位时间内分解4 mol NO，同时生成2 mol N2
【小题2】（2）当发动机采用稀薄燃烧时，尾气中的主要污染物为NOx。可用CH4催化还原NOx以消除氮氧化物污染。
已知：CH4(g)+4NO2(g)=== 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=－574 kJ·mol-1
CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=－867 kJ·mol-1
写出CH4与NO反应生成N2、CO2、H2O(g)的热化学方程式：______________________ ；
【小题3】（3）大气污染物氮氧化物可以用活性炭还原法处理。某研究小组向某0.5L的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)。在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的物质的量如下：
①0~10min内，NO的平均反应速率v(NO)＝________________ ；T1℃时，该反应的平衡常数K＝___________________________ ；
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__________ （填字母编号）。
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
f．移出一定量的CO2
③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5:3:3，则 ∆H_________ 0（填“＞”或“＜”或“＝”）。
【小题1】（1）汽车发动机工作时会引起反应：N2(g)+O2(g)
2NO(g)，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。一定量NO发生分解的过程中，NO的转化率随时间变化的关系如右图所示。①反应2NO(g)
N2(g)+O2(g)为②一定温度下，能够说明反应2NO(g)
N2(g)+O2(g)已达到平衡的是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．NO、N2、O2的浓度保持不变 d．单位时间内分解4 mol NO，同时生成2 mol N2
【小题2】（2）当发动机采用稀薄燃烧时，尾气中的主要污染物为NOx。可用CH4催化还原NOx以消除氮氧化物污染。
已知：CH4(g)+4NO2(g)=== 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=－574 kJ·mol-1
CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=－867 kJ·mol-1
写出CH4与NO反应生成N2、CO2、H2O(g)的热化学方程式：
【小题3】（3）大气污染物氮氧化物可以用活性炭还原法处理。某研究小组向某0.5L的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)。在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的物质的量如下：时间（min） 物质的量（mol） | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| NO | 1.00 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.32 | 0.32 |
| N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.34 | 0.34 |
| CO2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.17 | 0.17 |
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
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
f．移出一定量的CO2
③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5:3:3，则 ∆H
CO2既是温室气体，也是重要的化工原料，二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
（1）用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物，某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+ 2NO(g)
N2(g)+CO2(g) △H，在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
①根据图表数据分析T1℃时，该反应在0～10min内的平均反应速率v(N2)＝___ mol·L-1·min-1；计算该反应的平衡常数K＝__ 。
②若30min后只改变某一条件，据上表中的数据判断改变的条件可能是__ （填字母编号）。
A.加入合适的催化剂 B.适当缩小容器的体积
C.通入一定量的NO D.加入一定量的活性炭
③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2：3：3，则达到新平衡时NO的转化率___ （填“升高”或“降低”），△H__ 0（填“>”或“<”）。
（2）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：
CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H1＝－49.1kJ·mol-1
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) △H2＝－24.5kJ·mol-1
写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式___ 。
（3）常温下，用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工产品Na2CO3。
①若某次捕捉后得到pH=10的溶液，则溶液中c(CO32－)：c(HCO3－)=__ 。[常温下K1(H2CO3)=4.4×10-7、K2(H2CO3)=5×10-11]。
② 欲用5L Na2CO3溶液将23.3 g BaSO4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_________ 。[已知：常温下Ksp(BaSO4)=1×10-7、Ksp(BaCO3)=2.5×10-6]。（忽略溶液体积积的变化）
（1）用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物，某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+ 2NO(g)
N2(g)+CO2(g) △H，在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：| 浓度/(mol/L)/时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
| NO | 2.0 | 1.16 | 0.40 | 0.40 | 0.6 |
| N2 | 0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 1.2 |
| CO2 | 0 | 0.42 | 080 | 0.80 | 1.2 |
①根据图表数据分析T1℃时，该反应在0～10min内的平均反应速率v(N2)＝
②若30min后只改变某一条件，据上表中的数据判断改变的条件可能是
A.加入合适的催化剂 B.适当缩小容器的体积
C.通入一定量的NO D.加入一定量的活性炭
③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2：3：3，则达到新平衡时NO的转化率
（2）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：
CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) △H1＝－49.1kJ·mol-12CH3OH(g)
CH3OCH3(g)＋H2O(g) △H2＝－24.5kJ·mol-1写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式
（3）常温下，用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工产品Na2CO3。
①若某次捕捉后得到pH=10的溶液，则溶液中c(CO32－)：c(HCO3－)=
② 欲用5L Na2CO3溶液将23.3 g BaSO4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
氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。回答下列关于氮元素的有关问题。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH4(g)+4NO2(g) =4NO(g) + CO2(g) +2H2O(g) ；△H= -574 kJ·mol－1
②CH4(g) +4NO(g) =2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)；△H= -1160 kJ·mol－1
③H2O(g) = H2O(l) ； △H= -44.0 kJ·mol－1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式___________ ，该反应的熵变△S_____ 0(填“＞”、“＜”、“="”" )。
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) 。某研究小组向某密闭的真空容器(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)中加入NO和足量的活性炭，恒温(T1℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如右表：
①10 min~20 min以v(CO2) 表示的反应速率为_____________ 。
②该反应的平衡常数的表达式为：K=_________ ，根据表中数据，计算T1℃时该反应的平衡常数为________ (保留两位小数)。
③下列各项能作为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 (NO)(正)= v (N2)(逆)
c．容器内CO2的体积分数不变 d．混合气体的密度保持不变
④30 min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是______________ 。
⑤一定温度下，随着NO的起始浓度增大，则NO的平衡转化率________ (填“增大”、“不变”或“减小”) 。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH4(g)+4NO2(g) =4NO(g) + CO2(g) +2H2O(g) ；△H= -574 kJ·mol－1
②CH4(g) +4NO(g) =2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)；△H= -1160 kJ·mol－1
③H2O(g) = H2O(l) ； △H= -44.0 kJ·mol－1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为：C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g) 。某研究小组向某密闭的真空容器(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)中加入NO和足量的活性炭，恒温(T1℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如右表：浓度/(mol/L) 时间/min | NO | N2 | CO2 |
| 0 | 1.00 | 0 | 0 |
| 10 | 0.58 | 0.21 | 0.21 |
| 20 | 0.40 | 0.30 | 0.30 |
| 30 | 0.40 | 0.30 | 0.30 |
| 40 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
| 50 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
①10 min~20 min以v(CO2) 表示的反应速率为
②该反应的平衡常数的表达式为：K=
③下列各项能作为判断该反应达到平衡的是
a．容器内压强保持不变 b．2v (NO)(正)= v (N2)(逆)
c．容器内CO2的体积分数不变 d．混合气体的密度保持不变
④30 min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是
⑤一定温度下，随着NO的起始浓度增大，则NO的平衡转化率
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