(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
(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)

(16分)
(1)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)    △H=2△H3△H2△H1
(4分;方程式、反應(yīng)熱各2分,配平正確但狀態(tài)無寫或標(biāo)注錯誤扣1分)
(2)① 結(jié)論一: NO轉(zhuǎn)化率比NO2的低 (2分)
結(jié)論二:在250°C~450°C時,NOX轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大,450°C~600°C時NOX轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減小 (2分;其他合理答案也給分)
② BC (3分;只答對一個得1分,錯選不給分)
(3)(5分) 肺部CO和O2的濃度分別為10-6 mol·L-1和10-2 mol·L-1,
                 (2分)
>2%                                      (2分)
故:抽煙會造成人的智力損傷。                                  (1分)

解析試題分析:(1)根據(jù)蓋斯定律,目標(biāo)方程式=③×2-①-②,所以所求熱化學(xué)方程式為
2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)    △H=2△H3△H2△H1
(2)① 從圖中可以看到,二氧化氮的轉(zhuǎn)化率曲線在NO轉(zhuǎn)化率曲線的上方,所以得出的結(jié)論是,相同溫度時,NO轉(zhuǎn)化率比NO2的低;結(jié)論二:從曲線的變化情況可知,在250°C~450°C時,NOX轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大,450°C~600°C時NOX轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減。煌瑫r也可以說明,溫度升高NOX轉(zhuǎn)化率降低,則NOX轉(zhuǎn)化反應(yīng)是放熱反應(yīng);
②A、加入催化劑,只能加快反應(yīng)速率,不能改變平衡,所以二氧化氮的轉(zhuǎn)化率不會提高,錯誤;B、有①的分析知該反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度,平衡正向移動,二氧化氮的轉(zhuǎn)化率提高,正確;C、分離出水蒸氣,使生成物濃度降低,平衡正向移動,提高二氧化氮的轉(zhuǎn)化率,正確;D、增大壓強,平衡逆向移動,二氧化氮的轉(zhuǎn)化率降低,錯誤,答案選BC;
(3)由K=220可知,220=c(O2)c(Hb·CO)/ c(Hb·O2) c(CO),CO和O2的濃度分別為10-6 mol·L-1和10-2 mol·L-1。所以c(Hb·CO)/ c(Hb·O2)=220×10-6 mol·L-1/10-2 mol·L-1=2.2%>2%,所以抽煙會造成人的智力損傷。
考點:考查蓋斯定律的應(yīng)用,對圖像的分析,平衡常數(shù)的應(yīng)用,轉(zhuǎn)化率的判斷

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:單選題

下列熱化學(xué)方程式中,ΔH的絕對值能表示可燃物的燃燒熱的是(  )

A.C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-802.3 kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
D.CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(14分)圖a是1 mol NO2和1 mol CO反應(yīng)生成CO2和NO過程中能量變化示意圖,圖b是反應(yīng)中的CO和NO的濃度隨時間變化的示意圖。根據(jù)題意回答下列問題

(1)寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                           
(2)從反應(yīng)開始到平衡,用NO2濃度變化表示平均反應(yīng)速率v(NO2)=   
(3)此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=   ;溫度降低,K   (填“變大”、“變小”或“不變”)
(4)若在溫度和容積相同的三個密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,測得反應(yīng)達(dá)到平衡吋的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:

容 器



反應(yīng)物投入量
1 mol NO2
1 mol CO
2 mol NO
2 mol CO2
1 mol NO2、1 mol CO
1 mol NO、1 mol CO2
平衡時c(NO) /mol·L-1
1.5
3
m
能量變化
放出a kJ
吸收b kJ
放出c kJ
CO或NO的轉(zhuǎn)化率
α1
α2
α3
 
則:α12=   , a+b/2=    ,m=   

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

已知:稀溶液中,強酸與強堿反應(yīng)中和熱的數(shù)值為57.3kJ/mol。
(1)用0.1molBa(OH)2配成的稀溶液跟足量的稀硝酸反應(yīng),放出______kJ的熱量
(2)1L0.1mol/LNaOH溶液分別與①醋酸溶液②濃硫酸③稀硝酸恰好反應(yīng)時,放出的熱量分別為Q1、Q2、Q3(單位:kJ),則它們由大到小的順序是_________________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

已知1molCaCO3分解需要吸收178kJ 熱量,1mol焦炭完全燃燒放出393.5kJ ,試回答下列問題
(1)寫出碳酸鈣分解的熱化學(xué)反應(yīng)方程式                                    
(2)試計算如果0.5t CaCO3煅燒成CaO(s),在理論上要用焦炭多少千克。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

【化學(xué)——選修2:化學(xué)與技術(shù)】(15分)
第五主族的磷單質(zhì)及其化合物在工業(yè)上有廣泛應(yīng)用。
(1)同磷灰石在高溫下制備黃磷的熱化學(xué)方程式為:
4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g) H
已知相同條件下:
4Ca3(PO4)2F(s)+3SiO2(s)=6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g) △H1
2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g) △H2
SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s) △H3
用△H1、△H2和△H3表示H,則H=                   ;
(2)三聚磷酸可視為三個磷酸分子(磷酸結(jié)構(gòu)式如圖)之間脫去兩
個水分子產(chǎn)物,其結(jié)構(gòu)式為                               ,三聚
磷酸鈉(俗稱“五鈉”)是常用的水處理劑,其化學(xué)式為           ;

(3)次磷酸鈉(NaH2PO2)可用于工業(yè)上的化學(xué)鍍鎳。
①化學(xué)鍍鎳的溶液中含有Ni2+和H2PO2,在酸性等條件下發(fā)生下述反應(yīng):
(a)      Ni2+ +      H2PO2+       →    Ni++      H2PO3+     
(b)6H2PO-2 +2H+ =2P+4H2PO3+3H2     請在答題卡上寫出并配平反應(yīng)式(a);
②利用①中反應(yīng)可在塑料鍍件表面沉積鎳—磷合金,從而達(dá)到化學(xué)鍍鎳的目的,這是一種常見的化學(xué)鍍。請從以下方面比較化學(xué)鍍與電鍍。
方法上的不同點:                                                     
原理上的不同點:                                                     ;
化學(xué)鍍的優(yōu)點:                                                       。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(17分)CO和H2的混合氣體俗稱合成氣,是一種重要的工業(yè)原料氣,可以在一定條件下制備甲醇,二甲醚等多種有機物。工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與水進(jìn)行高溫重整制備合成氣。
(1) 已知:CH4、H2和CO的燃燒熱分別為890.3kJ/mol、285.8kJ/mol和283.0kJ/mol,且1mol液態(tài)水汽化時的能量變化為44.0kJ。寫出甲烷與水蒸氣在高溫下反應(yīng)制取合成氣的熱化學(xué)方程式                  。
(2)在一定條件下,向體積為2L的密閉容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g),測得CH4(g)和H2(g)的物質(zhì)的量濃度隨時間變化如下表所示:

    時間/min
物質(zhì) 濃度
 
0
 
1
 
2
 
3
 
4
 
CH4
 
0.2mol·L—1
 
0.13 mol·L—1
 
0.1 mol·L—1
 
0.1 mol·L—1
 
0.09 mol·L—1
 
H2
 
0 mol·L—1
 
0.2 mol·L—1
 
0.3 mol·L—1
 
0.3 mol·L—1
 
0.33 mol·L—1
 
①3—4min之間,化學(xué)平衡向___   ____反應(yīng)方向移動(填“正”或“逆”)。
②3min時改變的反應(yīng)條件是____________________(只填一種條件的改變)
(3)已知溫度、壓強、投料比X〔n(CH4)/n(H2O)〕對該反應(yīng)的影響如圖所示。

①圖1中的兩條曲線所示投料比的關(guān)系X1____X2(填“=”“>”或“<”下同)
②圖2中兩條曲線所示的壓強比的關(guān)系:p1_______p2
(4)以天然氣(設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng))、KOH溶液為原料可設(shè)計成燃料電池
①放電時,正極的電極反應(yīng)式_______________________________________
②設(shè)裝置中盛有100.0mL 3.0mol/L KOH溶液,放電時參與反應(yīng)的氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為8.96L,放電過程中沒有氣體逸出,則放電完畢后,所得溶液中各離子濃度由大到小的關(guān)系為                     ____。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

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))

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(16分)工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn),流程如下:

(1)工業(yè)生產(chǎn)時,制取氫氣的一個反應(yīng)為:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。t℃時,往10L密閉容器中充入2mol CO和3mol水蒸氣。反應(yīng)建立平衡后,體系中c(H2)=0.12mol·L-1。則該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=    (填計算結(jié)果)。
(2)合成塔中發(fā)生反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。下表為不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)。由此可推知,表中T1   300℃(填“>”、“<”或“=”)。

T/℃
T1
300
T2
K
1.00×107
2.45×105
1.88×103
 
(3)氨氣在純氧中燃燒生成一種單質(zhì)和水,科學(xué)家利用此原理,設(shè)計成“氨氣-氧氣”燃料電池,則通入氨氣的電極是         (填“正極”或“負(fù)極”);堿性條件下,該電極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為                      。
(4)用氨氣氧化可以生產(chǎn)硝酸,但尾氣中的NOx會污染空氣。目前科學(xué)家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮的氧化物還原為氮氣和水,反應(yīng)機理為:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H= -574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)   △H= -1160kJ·mol-1
則甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為                                       。
(5)某研究小組在實驗室以“Ag-ZSM-5”為催化劑,測得將NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如圖。據(jù)圖分析,若不使用CO,溫度超過775K,發(fā)現(xiàn)NO的轉(zhuǎn)化率降低,其可能的原因為                                   ;在n(NO)/n(CO)=1的條件下,應(yīng)控制的最佳溫度在      左右。

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