Question

（16分）隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重，國(guó)家擬于“十二五”期間，將二氧化硫（SO2）排放量減少8%，氮氧化物（NOx）排放量減少10%，CO2的排放量也要大幅減少。

Ⅰ．處理NOx的一種方法是利用甲烷催化還原NOx。

①CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H1=－574kJ·mol－1

②CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H2

③CH4(g) + 2NO2 (g) = N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H3=－867kJ·mol－1

則△H2 = 。

Ⅱ．化石燃料的燃燒、含硫金屬礦石的冶煉和硫酸的生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的SO2是大氣中SO2的主要來(lái)源。

（1）將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是將煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料的方法之一，反應(yīng)為C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)

①該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為：K= 。

②800℃時(shí)，將1molCO、3mol H2O、1mol H2充入容積為1L的容器中，發(fā)生反應(yīng)： CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)，一定時(shí)間后達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得容器中CO2濃度為0.5mol·L－1，則CO的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)________，800℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_(kāi)________。

（2）碘循環(huán)工藝不僅能吸收SO2降低環(huán)境污染，同時(shí)又能制得氫氣，具體流程如下：

①用離子方程式表示反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)_______________________________________。

②用化學(xué)平衡移動(dòng)的原理分析，在 HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H2的目的是： ___________。

Ⅲ．以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4為催化劑，可以將CO2和CH4通過(guò)反應(yīng)CO2(g)＋CH4(g)CH3COOH(g)直接轉(zhuǎn)化成乙酸。在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率

如圖所示。由下圖可以得出的結(jié)論是（寫(xiě)兩條）：_____________________、___________________。

Answer 1

Ⅰ.-1160KJ/mol (2分) Ⅱ.(1) ①K=[c(CO)c(H2)] /c(H2O) (2分)②50%(2分) 0.6(2分) (2) ①SO2+2H2O+I2=4H++SO42-+2I- ②對(duì)于平衡：2HI(g) I2(g)+H2(g)，分離出H2,實(shí)質(zhì)是降低了生成物的濃度，使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)（2分）。Ⅲ.其它條件不變時(shí)，100—250℃之間，溫度升高，催化劑的催化效率升高；其它條件不變時(shí)，100—250℃之間，溫度升高，乙酸的生成速率加快；其它條件不變時(shí)，250℃—300℃之間，溫度升高，催化劑的催化效率降低；250℃—300℃之間，溫度升高，乙酸的生成速率減慢；300℃—400℃之間，溫度升高，催化劑的催化效率變化不大；300℃—400℃之間，溫度升高，乙酸的生成速率加快；（4分以上6條寫(xiě)2條即可，其它合理答案均可）

【解析】

試題分析：Ⅰ．③×2-①，整理可得：CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H2=2△H3-△H1=2×（－867kJ/mol）+574kJ/mol=-1160KJ/mol；Ⅱ.（1）①反應(yīng)為C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) 的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為：；②800℃時(shí)，將1molCO、3mol H2O、1mol H2充入容積為1L的容器中，發(fā)生反應(yīng)：[ CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)，一定時(shí)間后達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得容器中CO2濃度為0.5mol·L－1，則CO的轉(zhuǎn)化率為50%，則平衡時(shí)各種物質(zhì)的濃度分別是：c(CO)= 0.5mol/L ；c(H2O)=2. 5mol/L ；c(CO2)= 0.5mol/L ；c(H2)= 1.5mol/L ；所以800℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為;（2）①在反應(yīng)器中SO2、I2、H2O發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生硫酸和氫碘酸，用離子方程式表示反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)是SO2+2H2O+I2=4H++SO42-+2I-；②碘化氫分解反應(yīng)是可逆反應(yīng)；當(dāng)從反應(yīng)體系分離出H2,實(shí)質(zhì)是降低了生成物的濃度，根據(jù)平衡移動(dòng)原理：降低生成物的濃度，平衡正向移動(dòng)，可以使反應(yīng)得到的I2再回到反應(yīng)器中促進(jìn)SO2的轉(zhuǎn)化吸收；Ⅲ．根據(jù)圖像可知其它條件不變時(shí)，100—250℃之間，溫度升高，催化劑的催化效率升高；其它條件不變時(shí)，100—250℃之間，溫度升高，乙酸的生成速率加快；其它條件不變時(shí)，250℃—300℃之間，溫度升高，催化劑的催化效率降低；250℃—300℃之間，溫度升高，乙酸的生成速率減慢；300℃—400℃之間，溫度升高，催化劑的催化效率變化不大；300℃—400℃之間，溫度升高，乙酸的生成速率加快；

考點(diǎn)：考查蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡常數(shù)和物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算、外界條件對(duì)平衡的影響、圖像法在化學(xué)反應(yīng)平衡移動(dòng)中的作用、離子方程式的書(shū)寫(xiě)的知識(shí)。