燃煤廢氣中的氮氧化物(NOx)、二氧化碳等氣體，常用下列方法處理，以實現(xiàn)節(jié)能減排、廢物利用等。

（1）對燃煤廢氣進(jìn)行脫硝處理時，常利用甲烷催化還原氮氧化物：
①CH4 (g)＋4NO2(g)==4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－570 kJ·mol－1
②CH4(g)＋4NO(g)="=2" N2(g) ＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－1160 kJ·mol－1
則CH4 (g)＋2NO2(g)="=" N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)  ΔH＝___________。
（2）將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為甲醚的反應(yīng)原理為：2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)
已知在壓強(qiáng)為a MPa下，該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時，CO2的轉(zhuǎn)化率見下圖：
①此反應(yīng)為         (填“放熱”、“吸熱”)；若溫度不變，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，則K將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
②若用甲醚作為燃料電池的原料，請寫出在堿性介質(zhì)中電池正極的電極反應(yīng)式_______________________。
③在a MPa和一定溫度下，將6 mol H2和2 mol CO2在2 L密閉容器中混合，當(dāng)該反應(yīng)達(dá)到平衡時，測得平衡混合氣中CH3OCH3的體積分?jǐn)?shù)約為16.7%(即1/6)，此時CO2的轉(zhuǎn)化率是多少？（計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
④在a MPa和500K下，將10mol H2和5 mol CO2在2 L密閉容器中混合，5min達(dá)到平衡，請在答題卡的坐標(biāo)圖中畫出H2濃度變化圖。(請標(biāo)出相應(yīng)的數(shù)據(jù))

（1）－865 kJ/mol  （2） ① 放熱；不變；  ② O2 ＋4e－＋2H2O ==4OH－ 
③設(shè)平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為x。
2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)
開始　 1　　　 3　　　　　 　0　　　　　0
轉(zhuǎn)化　 x　　　 3x　　　　　  x/2　　　3x/2
平衡　(1－x)　(3－3x)　      x/2　　  3x/2
×100%＝16.7%
解得：x＝0.80即CO2的轉(zhuǎn)化率為80%。
④

解析試題分析：（1）①+②整理可得CH4 (g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)  ΔH＝－865 kJ/mol。（2）①由CO2的轉(zhuǎn)化率圖可知：升高溫度，CO2的轉(zhuǎn)化率降低；在相同的溫度時，n(H2):n(CO2)越高，CO2的轉(zhuǎn)化率越大。升高溫度，CO2的轉(zhuǎn)化率降低，說明升高溫度，化學(xué)平衡逆向移動。根據(jù)平衡移動原理，升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，因此正反應(yīng)為放熱反應(yīng)�；瘜W(xué)平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)，溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)就不變。③在反應(yīng)開始時c(CO2)=1mol/L,c(H2)="3mol/L;" c(CH3OCH3)="0," c(H2O)=0.假設(shè)CO2轉(zhuǎn)化濃度為x,則Δc(H2)="2xmol/L;" Δc(CH3OCH3)="x/2mol/L;" Δc(H2O)= 3x/2mol/L。平衡時各種物質(zhì)的濃度分別是c(CO2)="(1-x)mol/L;" c(H2)=(3－2x)mol/L; c(CH3OCH3)="x/2mol/L;" c(H2O)= 3x/2mol/L。平衡混合氣中CH3OCH3的體積分?jǐn)?shù)約為16.7%(即1/6)所以×100%＝16.7%；解得x= x＝0.80即CO2的轉(zhuǎn)化率為80%。④在反應(yīng)開始時c(H2)=5mol/L，c(CO2)=" 2.5" mol/L; [n(H2)/n(CO2)]=2，假設(shè)反應(yīng)過程中Δc(CO2)="amol/L;" Δc(H2)="3amol/L;" Δc(CH3OCH3)="a/2mol/L;" Δc(H2O)= 3a/2mol/L則當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時由于CO2的轉(zhuǎn)化率為60%，所以60%，所以a=1.5mol/L.因此平衡時c(H2)= (5-3a)mol/L=0.5mol/L.可畫圖如上述答案。略。
考點：考查化學(xué)平衡常數(shù)、外界條件對化學(xué)平衡的影響、反應(yīng)熱的計算的知識。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

催化劑是化工技術(shù)的核心，絕大多數(shù)的化工生產(chǎn)均需采用催化工藝。
（1）人們常用催化劑來選擇反應(yīng)進(jìn)行的方向。下左圖所示為一定條件下1mol CH3OH與O2發(fā)生反應(yīng)時，生成CO、CO2或HCHO的能量變化圖[反應(yīng)物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。
    
①在有催化劑作用下，CH3OH與O2 反應(yīng)主要生成          （填“CO、CO2、HCHO”）；
②2HCHO(g)＋O2(g)＝2CO(g)＋2H2O(g)  △H＝                         。
（2）一種以銅作催化劑脫硫有如下兩個過程：
①在銅的作用下完成工業(yè)尾氣中SO2的部分催化氧化，所發(fā)生反應(yīng)為：
2SO2＋2n Cu＋(n＋1)O2＋(2－2 n) H2O＝2n CuSO4＋(2－2n) H2SO4
從環(huán)境保護(hù)的角度看，催化脫硫的意義為                                      ；每吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L SO2，被SO2還原的O2的質(zhì)量為                   g。
②利用下圖所示電化學(xué)裝置吸收另一部分SO2，并完成Cu的再生。寫出裝置內(nèi)所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式                                                       。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

（16分）汽車尾氣中的CO、NOX已經(jīng)成為大氣的主要污染物，使用稀土等催化劑能將CO、NOX、碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化成無毒物質(zhì)，從而減少汽車尾氣污染。
（1）已知：N2(g)＋O2(g)＝2NO(g)  △H1           ①
2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)  △H2     ②
C(s)＋O2(g)＝CO2(g)   △H3    ③
寫出NO與CO催化轉(zhuǎn)化成N2和CO2的熱化學(xué)方程式（反應(yīng)熱用△H1、△H2、△H3表示）：                                                                    。
（2）在容積相同的兩個密閉容器內(nèi)（裝有等量的某種催化劑），分別充入同量的NOx及C3H6，在不同溫度下，同時發(fā)生以下反應(yīng)：
18NO(g)＋2C3H6(g)9N2(g)＋6CO2(g)＋6H2O(g)；
18NO2(g)＋4C3H6(g)9N2(g)＋12CO2(g)＋12H2O(g)；
并分別在t秒時測定其中NOX的轉(zhuǎn)化率，繪得圖像如下圖所示：

① 從圖中可以得出的結(jié)論是
結(jié)論一：相同溫度下，                      。
結(jié)論二：                                 。
② 上述NO2和C3H6反應(yīng)達(dá)平衡后，可提高NO2
轉(zhuǎn)化率的措施有          。（填編號）

A．加入催化劑B．降低溫度
C．分離出H2O(g)D．增大壓強(qiáng)
（3）CO的中毒是由于CO與血液中血紅蛋白的血紅素
部分反應(yīng)生成碳氧血紅蛋白（Hb·CO），在37℃時：CO＋Hb·O2O2＋Hb·CO   K＝220
實驗表明，Hb·CO的濃度即使只有Hb·O2濃度的2%，也可造成人的智力損傷。抽煙后，測得平衡時人體肺部的空氣中CO和O2的濃度分別為10－6 mol·L－1和10－2 mol·L－1。請問，抽煙會造成人的智力損傷嗎？（寫出計算過程）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

(3分)氫氣是未來最理想的能源，科學(xué)家最近研制出利用太陽能產(chǎn)生激光，并在二氧化鈦(TiO2)表面作用使海水分解得到氫氣的新技術(shù)2H2O激光TiO22H2↑＋O2↑。制得的氫氣可用于燃料電池。則太陽光分解海水時，實現(xiàn)了從太陽能轉(zhuǎn)化為_______能，水分解時，斷裂的化學(xué)鍵有________，斷裂該鍵     能量。（填“吸收”或“放出”）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

（14分）合成氨是人類研究的重要課題，目前工業(yè)合成氨的原理為：
合成氨是人類研究的重要課題，目前工業(yè)合成氨的原理為：
N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=-93.0kJ?mol-1，在3個2L的密閉容器中，使用相同的催化劑，按不同方式投入反應(yīng)物，分別進(jìn)行反應(yīng)：
相持恒溫、恒容，測的反應(yīng)達(dá)到平衡時關(guān)系數(shù)據(jù)如下：

容器
甲
乙
丙
反應(yīng)物投入量
3molH2、2molN2
6molH2、4molN2
2mol NH3
達(dá)到平衡的時間/min
 
6
8
平衡時 N2的體積密度
C1
1.5
 
混合氣體密度/g·L-1


 
平衡常數(shù)/ L2·mol-2
K甲
K乙
K丙
（1）下列各項能說明該反應(yīng)已到達(dá)平衡狀態(tài)的是            （填寫序號字母）
a.容器內(nèi)H2、N2、NH3的濃度只比為1：3：2    b.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
c.                          d.混合氣體的密度保持不變
e.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
（2）容器乙中反應(yīng)從開始到達(dá)平衡的反應(yīng)速度為=             
（3）在該溫度下甲容器中反應(yīng)的平衡常數(shù)K           （用含C1的代數(shù)式表示）
（4）分析上表數(shù)據(jù)，下列關(guān)系正確的是       （填序號）：
a.     b.氮氣的轉(zhuǎn)化率：          c.     d.
（5）另據(jù)報道，常溫、常壓下，N2在摻有少量氧化鐵的二氧化鈦催化劑表面能與水發(fā)生反應(yīng)，生成NH3和O2。已知：H2的燃燒熱△H=-286KJ/mol，則由次原理制NH3反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為   
（6）希臘阿里斯多德大學(xué)的George Mamellos和Michacl Stoukides,發(fā)明了一種合成氨的新方法，在常壓下，把氫氣和用氨氣稀釋的氮氣分別通入一個加熱到的電解池，李勇能通過的氫離子的多孔陶瓷固體作電解質(zhì)，氫氣和氮氣在電極上合成了氨，轉(zhuǎn)化率達(dá)到78%，在電解法合成氨的過程中，應(yīng)將N2不斷地通入  極，該電極反應(yīng)式為                 。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化成生成物，必然發(fā)生能量的變化。
（1）下列說法正確的是       。

A．化學(xué)變化中的能量變化主要由化學(xué)鍵變化引起的
B．放熱反應(yīng)發(fā)生時不一定要加熱，但吸熱反應(yīng)必須要加熱才能發(fā)生
C．鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕的負(fù)極反應(yīng)都為Fe—2e一= Fe2+
D．CaCO3(s) =" CaO(s)" + CO2(g) ΔH=" +" 178.5 KJ·mol-1的意義是表示1mol CaCO3完全分解生成1mol CaO和1mol CO2氣體要放出178.5 KJ的熱量
（2）101 kPa條件下，氮氣和氫氣反應(yīng)生成氨氣的能量變化示意圖如下：

已知：①a=1127；②b=1219
則：1molN2和3molH2參與反應(yīng)生成2molNH3        （填“吸收”或“放出”）熱量         KJ。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

Ⅰ．通常人們把拆開1 mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。下表為一些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)

化學(xué)鍵
Si－Si
O=O
Si－O
鍵能/kJ·mol－1
a
b
c
 
寫出硅高溫燃燒的熱化學(xué)方程式          。
Ⅱ．利用太陽光分解水制氫是未來解決能源危機(jī)的理想方法之一。某研究小組設(shè)計了如右圖所示的循環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)光分解水制氫。反應(yīng)過程中所需的電能由太陽能光電池提供，反應(yīng)體系中I2和Fe3+等可循環(huán)使用。寫出下列電解池中總反應(yīng)的離子方程式：

電解池A                                 。
電解池B                                 。
（2）若電解池A中生成3．36 L H2（標(biāo)準(zhǔn)狀況），計算電解池B中生成Fe2+的物質(zhì)的量為     mol。
Ⅲ．在一定的溫度下，把2體積N2和6體積H2分別通入一個帶活塞的體積可變的容器中，活塞的一端與大氣相通容器中發(fā)生如下反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g） 2NH3(g)；△H＜0，反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得混合氣體為7體積。

請據(jù)此回答下列問題：
（1）保持上述反應(yīng)溫度不變，設(shè)a、b、c分別表示加入的N2、H2 和NH3的體積，如果反應(yīng)達(dá)到平衡后混合氣體中各物質(zhì)的量仍與上述平衡時完全相同。
①a＝1，c＝2，則b＝      。在此情況下，反應(yīng)起始時將向      反應(yīng)方向（填“正”或“逆”）進(jìn)行。
②若需規(guī)定起始時反應(yīng)向逆方向進(jìn)行，則c的取值范圍是               。
（2）在上述恒壓裝置中，若需控制平衡后混合氣體為6．5體積，則可采取的措施是            ，原因是                             。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

面對目前世界范圍內(nèi)的能源危機(jī)，甲醇作為一種較好的可再生能源，具有廣泛的應(yīng)用前景。
(1)已知在常溫常壓下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：
①CO(g)＋2H2(g)  CH3OH(g)　ΔH1＝－90 kJ·mol－1
②CO(g)＋H2O(g)  CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41 kJ·mol－1
寫出由二氧化碳、氫氣制備甲醇的熱化學(xué)方程式：_______________________。
(2)在容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H2，在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇，平衡時的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。

①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”)；
②在其他條件不變的情況下，再增加a mol CO與2a mol H2，達(dá)到新平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，平衡常數(shù)________。
(3)已知在T ℃時，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)K＝0.32，在該溫度下，已知c始(CO)＝1 mol·L－1，c始(H2O)＝1 mol·L－1，某時刻經(jīng)測定CO的轉(zhuǎn)化率為10%，則該反應(yīng)________(填“已經(jīng)”或“沒有”)達(dá)到平衡，原因是_________________________________________________
此時刻v正________v逆(填“>”或“<”)。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進(jìn)行高溫重整制備CO,已知CH4、H2和CO的燃燒熱(ΔH)分別為-890.3 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1和-283.0 kJ·mol-1,則生成1 m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CO所需熱量為　　　　。 

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同步練習(xí)冊答案