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        1. 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)對燃煤廢氣進行脫硝處理時,常利用甲烷催化還原氮氧化物,如:
          CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574 kJ·mol-1
          CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H=-1160 kJ·mol-1
          則CH4(g)將NO2(g)還原為N2(g)等的熱化學方程式為              
          (2)將燃煤廢氣中的CO2轉化為甲醚的反應原理為:
          2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g)
          已知一定壓強下,該反應在不同溫度、不同投料比時,CO2的轉化率見下表:
          投料比[n(H2) / n(CO2)]
          500 K
          600 K
          700 K
          800 K
          1.5
          45%
          33%
          20%
          12%
          2.0
          60%
          43%
          28%
          15%
          3.0
          83%
          62%
          37%
          22%
          ①若溫度升高,則反應的平衡常數(shù)K將             (填“增大”、“減小”或“不變”。下同);若溫度不變,提高投料比[n(H2) / n(CO2)],則K將             
          ②若用甲醚作為燃料電池的原料,請寫出在堿性介質中電池負極的電極反應式
                                                。若通入甲醚(沸點為-24.9 ℃)的速率為1.12 L·min-1(標準狀況),并以該電池作為電源電解2 mol·L-1 CuSO4溶液500 mL,則通電30 s后理論上在陰極可析出金屬銅     g。
          (12分)(1)CH4(g) +2NO2(g)=N2(g) +CO2(g) +2H2O(g)  △H=-867 kJ·mol-1(3分)
          (2)①減。2分) 不變(2分) ②CH3OCH3 -12e+16OH=2CO32+11H2O(3分) ③9.6(2分)

          試題分析:(1)因蓋斯定律,不管化學反應是一步完成還是分幾步完成,其反應熱是相同的。則兩式相加,可得反應2CH4(g)+4NO2(g)=2N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g),所以反應熱△H=-574 kJ/mol--1160 kJ/mol=-1734 kJ/mol 。
          (2)①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,隨著溫度的升高,CO2的轉化率是減小的,這說明升高溫度平衡向逆反應方向移動,所以正方應是放熱反應。升高溫度平衡常數(shù)減小。溫度不變,提高投料比[n(H2) / n(CO2)],CO2的轉化率增大。但平衡常數(shù)只與溫度有關系,因此平衡常數(shù)是不變的。
          ②原電池中負極失去電子,所以甲醚在負極通入。由于電解質是堿性的,則負極的電極反應式是CH3OCH3 -12e+16OH=2CO32+11H2O。通電30s后成反應的甲醚是1.12 L·min-1×0.5min=0.56L,物質的量是0.56L÷22.4L/mol=0.025mol,因此根據(jù)電極反應式可知轉移電子的物質的量是0.025mol×12=0.3mol。陰極是銅離子得到電子,電極反應式是Cu2+2e=Cu,所以生成的銅是0.3mol÷2=0.15mol,質量是0.15mol×64g/mol=9.6g。
          點評:該題是中等難度的試題,也是高考中的常見題型。試題貼近高考,難易適中,基礎性強,有利于調動學生的學習興趣和學習積極性,提高學生的應試能力和學習效率。也有利于培養(yǎng)學生的邏輯推理能力和抽象思維能力。
          練習冊系列答案
          相關習題

          科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

          硫單質有兩種常見的同素異形體:單斜硫和正交硫。已知常溫常壓下:
          ① S (s,單斜)+O2 (g)→SO2 (g)+297.16kJ;
          ② S (s,正交)+O2 (g)→SO2 (g)+296.83kJ
          下列說法正確的是
          A.常溫常壓下單斜硫比正交硫穩(wěn)定
          B.單斜硫轉變?yōu)檎涣虻哪芰孔兓捎孟聢D表示
          C.S(g)+O2(g)→SO2(g)+Q3 Q3>296.83kJ
          D.反應①中生成1 L SO2 (g)放出297.16kJ熱量

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:計算題

          一定條件下,通過下列反應可實現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收:
          2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l)   △H
          (1)已知2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g)   △H1=—566kJ?mol—1
          S(l) +O2(g)= SO2(g)   △H2=—296kJ?mol—1
          則反應熱ΔH=          kJ?mol1。
          (2)其他條件相同、催化劑不同時,SO2的轉化率隨反應溫度的變化如圖a。260℃時       (填Fe2O3、NiO或Cr2O3)作催化劑反應速率最快。Fe2O3和NiO作催化劑均能使SO2的轉化率達到最高,不考慮價格因素,選擇Fe2O3的主要優(yōu)點是              。

          (3)科研小組在380℃、Fe2O3作催化劑時,研究了不同投料比[n(CO)∶n(SO2)]對SO2轉化率的影響,結果如圖b。請在答題卡坐標圖中畫出n(CO)∶n(SO2)="2∶1" 時,SO2轉化率的預期變化曲線。
          (4)工業(yè)上還可用Na2SO3溶液吸收煙氣中的SO2:Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3。某溫度下用1.0mol?L1 Na2SO3溶液吸收純凈的SO2,當溶液中c(SO32)降至0.2mol?L1時,吸收能力顯著下降,應更換吸收劑。
          ①此時溶液中c(HSO3)約為______mol?L1;
          ②此時溶液pH=______。(已知該溫度下SO32—+H+HSO3的平衡常數(shù)K="8.0" × 106 L?mol1,計算時SO2、H2SO3的濃度忽略不計)

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

          工業(yè)上以NH3為原料經(jīng)過一系列反應可以得到HNO3。
          (1)工業(yè)上NH3的催化氧化反應方程式為       ;為了盡可能多地實現(xiàn)的轉化,請你提出一條可行性建議      
          (2)將工業(yè)廢氣NO與CO混合,經(jīng)三元催化劑轉化器處理如下:2CO+2NO2CO2+N2。
          已知:
          CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H=-283.0kJ·mol-1
          N2(g)+O2(g)=2NO(g)  △H=+180.0kJ·mol-1
          三元催化劑轉化器中發(fā)生反應的熱化學方程式為         ;
          為了測定在某種催化劑作用下的反應速率,在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度部分數(shù)據(jù)記錄如下:
          時間/s
          0
          2
          3
          4
          c(NO)/mol·L-1
          1.00×10-3
          1.50×10-4
          1.00×10-4
          1.00×10-4
          C(CO)/mol·L-1
           

          2.70×10-3
           
             
          ①前2s內的平均反應速率v(CO)=     ;
          ②在該溫度下,反應的平衡常數(shù)K=       
          ③假設在密閉容器中發(fā)生上述反應,達到平衡時下列措施能提高CO轉化率的是    
          A.選用更有效的催化劑   B.恒容下充入Ar
          C.適當降低反應體系的溫度   D.縮小容器的體積

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

          在CO跟O2的反應中,破壞1molCO中的化學鍵消耗的能量為A,破壞1molO=O鍵消耗的能量為B,形成1molC=O鍵釋放的能量為C。則下列關系正確的是
          A.2A+B>2C       B.2A+B>4C     C.2A + B < 2C      D.2A + B < 4C

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

          已知下列熱化學方程式:
          Zn(s)+O2(g)=ZnO(s) △H =-351.1kJ·mol-1
          Hg(l)+O2(g)=HgO(s) △H =-90.7 kJ·mol-1
          由此可知反應Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)的焓變?yōu)椋?nbsp;  )
          A.-260.4 kJ·mol-1B.-441.8 kJ·mol-1
          C.260.4 kJ·mol-1D.441.8 kJ·mol-1

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

          在25℃、101kPa下,1g甲醇(CH3OH)燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ,下列熱化學方程式正確的是
          A.CH3OH(l)+ 3/2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(l);△H="+725.8" kJ·mol-1
          B.2CH3OH(l)+ 3O2(g)= 2CO2(g)+ 4H2O(l);△H="-1452" kJ·mol-1
          C.2CH3OH(l)+ 3O2(g)= 2CO2(g)+ 4H2O(l);△H="-725.8" kJ·mol-1
          D.2CH3OH(l)+ 3O2(g)= 2CO2(g)+ 4H2O(l);△H="+1452" kJ·mol-1

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

          由氫氣和氧氣反應生成1mol水蒸氣放熱241.8kJ,寫出該反應的熱化學方程式:
                                            。若1g水蒸氣轉化為液態(tài)水放熱2.44kJ,則反應2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) 的△H=         kJ?mol-1

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

          (6分,每空3分)完成下列填空:
          (1)2g碳與適量水蒸氣反應生成CO和H2,需吸收21.80kJ熱量,此反應的熱化學方程式為________________________________________。
          (2)已知     CH4(g)+2O2(g)="=" CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-Q1kJ·mol1 ,
          2H2(g)+ O2(g) =2H2O(g);△H2=-Q2 kJ·mol1,
          2H2(g)+ O2(g) =2H2O(l);△H2=-Q3 kJ·mol1。
          常溫下,取體積比3∶2的甲烷和氫氣的混合氣體22.4L(標準狀況下),經(jīng)完全燃燒后恢復至室溫,則放出的熱量為_________________。

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