热门试卷

反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为l mol SO3(g)的△H= -99 kJ/mol

请回答下列问题：

（1）图中A、C分别表示__________、____________，E的大小对该反应的反应热有无影响？________ 该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？_______，理由是_________________；

（2）图中△H=____kJ/mol；

（3）V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式________________________

（4）如果反应速率v(SO2)为0.05 mol·L-1·min-1，则v(O2)=_________mol·L-1·min-1、v(SO3)=__________

mol·L-1·min-1；

（5）已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol-1，计算由S(s)生成3 mol SO3(g)的△H （要求计算过程）。

现已确认，SO2和NOx的排放是造成酸沉降的两大罪魁祸首。下图表示了某地区在1940~2002年间，空气中SO2和NOx含量因燃料燃烧、工业生产、交通运输以及其他因素的影响而发生变化的基本统计数据。

(1)结合上图数据，判断下列说法正确的是______。

A．在交通运输中排放的NOx与燃料的不充分燃烧有关

B．在上世纪60年代以前，在交通运输中排放的SO2主要是使用燃煤的内燃机所致

C．近年来在工业生产中SO2排放量下降，主要是减少了燃烧的煤的量

D．随着汽车工业的发展，在形成酸雨的因素中，NOx所占比重在逐渐增大

(2)在上图表示的历史进程中，由工业生产所导致的SO2的排放量明显地在逐年减少。请用化学方程式说明人类在为解决SO2污染问题中所进行的一个反应过程：____________________。

(3)汽车排放的尾气中含有未燃烧充分的碳氢化合物以及N2、CO2、NO、CO等。有人设计利用反应

2NO+2CON2+2CO2将有害的污染物转化为可参与大气循环的N2和CO2。在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表

在上述条件下反应能够自发进行，则反应的△H_____0（“>”、“<”或“=”）。前2h内的平均反应速率v(N2)=______。据此你认为将该反应从理论转化为现实的最重要的研究方向是______________。

(4)某次降雨过程收集到10 L的雨水，向雨水中滴加1 mL 6 mol/L的H2O2，充分反应后测得溶液的pH=3.62[c(H+)=2.4×10-4 mol/L，再向溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液，经过滤、晾干、称重，得沉淀的质量为

0. 1864g。若假设雨水的酸性仅由NOx和SO2的排放所致。请写出将H2O2加入到雨水中与含硫化合物反应的离子方程式______________，并计算排放到空气中的NOx和SO2的物质的量之比接近于_______。

2SO2(g)+O2(g) == 2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的ΔH=

-99kJ·mol-1．请回答下列问题

（1）图中A、C分别表示__________、___________，E的大小对该反应的反应热有无影响？_______。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？__________，理由是______________；

（2）图中△H=____________kJ·mol-1；

（3）V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式________________________；

（4）如果反应速率υ（SO2）为0．05 mol·L-1·min-1，则υ（O2）=________mol·L-1·min-1、υ(SO3)=

________mol·L-1·min-1；

（5）已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol-1，计算由S(s)生成3molSO3(g)的△H （要求计算过程）。

__________________________

随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫(SO2)排放量减少8%，氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前，消除大气污染有多种方法。

（1）处理NOx的一种方法是利用氨气非催化还原法将NOx还原为N2。已知还原1molNO约放出451.7kJ的热量（同时生成气态水），则该反应的热化学方程式为_______________ 。

（2）全钒氧化还原液流电池，是目前发展势头强劲的优秀绿色环保储能电池。其电池总反应为： V3++VO2++H2OVO2++ 2H++V2+。充电过程中，H+向 ___________ 迁移（填“阴极区”或“阳极区”）。充电时阴极反应式为_____________。

（3）降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：

2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)；△H＜0。    

① 该反应的化学平衡常数表达式为K=___________ 。

②若在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L 固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示。

若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol，平衡将________移动（填“向左”、“向右”或“不”）。                    

③20min时，若改变反应条件，导致N2浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能是 _____________（填序号）。

A．加入催化剂　       B．降低温度　   C．缩小容器体积　     D．增加CO2的量

（4）利用Fe2+、Fe3+的催化作用，常温下将SO2转化为SO42-而实现SO2的处理（总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4）。已知，含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O，则另一反应的离子方程式为______________ 。

W、X、Z是原子序数依次增大的同一短周期元素，W、X是金属元素，Y、Z是非金属元素。

（1）W、X各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水，该反应的离子方程式为

______________________。

（2）W与Y可形成化合物W2Y，该化合物的电子式为____________________。

（3）X的硝酸盐水溶液显_________性，用离子方程式解释原因：___________________。

（4）Y的低价氧化物通入Z单质的水溶液中，发生反应的化学方程式为_______________

（5）比较Y、Z气态氢化物的稳定性：_____________＞____________（用分子式表示）。

（6）W、X、Y、Z因种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序是 ________＞ _______＞ _______ ＞ ________。

（7）Z的最高价氧化物为无色液体，0.25 mol 该物质与一定量水混合得到一种稀溶液，并放出Q kJ 的热量。写出该反应的热化学方程式： ______________________________。

A、B、C、D是原子序数依次增大的同一短同期元素，A、B是金属元素，C、D是非金属元素。

(1)A、B各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水，该反应的离子方程式为____________________。

(2)A与C 可形成化合物A2C，该化合物的电子式为______________。

(3)C的低价氧化物通入D单质的水溶液中，发生反应的化学方程式为____________________________。  

(4)A、B、C、D四种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序是（用离子符号表示）：_____＞_____＞______＞______。

(5)四种元素中金属性最强的(填元素符号)____________;非金属性最强的_______________

烟气的脱硫（除SO2）技术和脱硝（除NOx）技术都是环境科学研究的热点。

（1）烟气脱硫、脱硝的环境意义是___________________；

（2）一种选择性催化脱硝（NO2）的原理为：6NO2＋8NH37N2＋12H2O

① 上述反应中被还原的元素是_________（填元素符号），反应中每转移3mol电子，生成标准状况下

N2的体积为___________，

② 超音速飞机排放的尾气是平流层中NOx的主要来源。它们破坏臭氧层的主要机理为：

Ⅰ、O3O＋O2  Ⅱ、NO＋O3→NO2＋O2  Ⅲ、NO2＋O→NO＋O2

上述反应中NOx所起的作用是____________；

（3）下表列出了2种燃煤烟气脱硫方法的原理。

①方法Ⅰ中用氨水吸收燃煤烟气中的SO2转化为NH4HSO3，是利用了SO2的_______性质（选填字母编号）

A．漂白性 B．氧化性 C．还原性 D．酸性氧化物

②方法Ⅱ主要发生了下列反应：

2CO(g)+SO2(g)=== S(g)+2CO2(g) ΔH1＝8．0kJ·mol-1 2H2(g) +SO2(g)=== S(g)+2H2O(g) ΔH2＝90．4 kJ·mol-1

2CO(g)+O2(g) === 2CO2(g) ΔH3＝－566．0 kJ·mol-1

试写出S(g)与O2反应生成SO2的热化学方程式__________________________

随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫(SO2)排放量减少8%，氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前，消除大气污染有多种方法。

（1）处理NOx的一种方法是利用氨气非催化还原法将NOx还原为N2。已知还原1molNO约放出451.7kJ的热量（同时生成气态水），则该反应的热化学方程式为_______________ 。

（2）全钒氧化还原液流电池，是目前发展势头强劲的优秀绿色环保储能电池。其电池总反应为： V3++VO2++H2OVO2++ 2H++V2+。充电过程中，H+向 ___________ 迁移（填“阴极区”或“阳极区”）。充电时阴极反应式为_____________。

（3）降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：

2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)；△H＜0。    

① 该反应的化学平衡常数表达式为K=___________ 。

②若在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L 固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示。

若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol，平衡将________移动（填“向左”、“向右”或“不”）。                    

③20min时，若改变反应条件，导致N2浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能是 _____________（填序号）。

A．加入催化剂　       B．降低温度　   C．缩小容器体积　     D．增加CO2的量

（4）利用Fe2+、Fe3+的催化作用，常温下将SO2转化为SO42-而实现SO2的处理（总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4）。已知，含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O，则另一反应的离子方程式为______________ 。

SO2随意排放会造成严重的大气污染。下列是某小组同学设计处理烟气（主要含SO2、N2、O2、粉尘）中SO2的方法。

（1）方法一：利用氯碱工业产品处理含SO2的烟气，流程如下

①“吸收装置”中发生反应的离子方程式是____________________；

②上述流程中循环利用的一种物质是__________________。

（2）方法二：利用FeCl3溶液的氧化性吸收烟气中的SO2。

① 该反应的离子方程式是___________________（反应a）。为验证该反应，同学们将SO2通入0.05 mol·L-1 FeCl3溶液中，溶液很快由黄色变为红褐色；将溶液长时间放置后，最终变为浅绿色。关于红褐色液体，以下是同学们的分析推测与实验。

② 利用胶体的__________（填性质）可以检验步骤ⅰ中是否得到了Fe(OH)3胶体；

③ 根据反应b，说明步骤ⅱ中液体颜色变化的原因是_____________________（用离子方程式及必要的文字说明）。

④ 经讨论后得出结论：FeCl3溶液和SO2反应过程中，反应a、b在体系中共存。原因是由于化学反应速率：b＞a，化学反应限度：a＞b，所以产生上述现象。 

开发氢能是实现社会可持续发展的需要。硫铁矿（FeS2）燃烧产生的SO2通过下列碘循环工艺过程既能制H2SO4，又能制H2。

请回答下列问题：

(1) 已知1 g FeS2完全燃烧放出7.1 kJ热量，FeS2燃烧反应的热化学方程式为____________________________________________________。

(2) 该循环工艺过程的总反应方程式为______________________________________。

(3) 用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是___________________________________________________________________________。

(4) 用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料（用MH表示），NiO(OH)作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为： NiO(OH)+MHNi(OH)2+M

①电池放电时，负极的电极反应式为_________________________________。

②充电完成时，Ni(OH)2全部转化为NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生O2，O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为___________________________________。

火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。

（1）脱硝。利用甲烷催化还原NOx：

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

CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H2＝－1160 kJ/mol

甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为__________________________。

（2）脱碳。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H3

①取五份等体体积CO2和H2的的混合气体（物质的量之比均为1：3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线（上图(左)），则上述CO2转化为甲醇反应的△H3_____________0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如上图（右）所示。下列说法正确的是_________________（填字母代号）。

A．第10 min后，向该容器中再充入1mol CO2和3mol H2，则再次达到平衡时c(CH3OH)=1．5 mol/L

B．达到平衡时，氢气的转化率为0．75

C．0~10分钟内，氢气的平均反应速率为0．075mol/(L·min)

D．该温度下，反应的平衡常数的值为3/16

E．升高温度将使n(CH3OH)/n(CO2)增大

③直接甲醇燃料电池结构如下图所示。其工作时负极电极反应式可表示为______________________。

（3）脱硫。某种脱硫工艺中将废气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。设烟气中的SO2、NO2的物质的量之比为1：1，则该反应的化学方程式为

_____________________。

二氧化硫和氮的氧化物是常用的工业原料，但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。

（1）硫酸生产中，SO2催化氧化成SO3：2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)，某温度下，SO2的平衡转化率（α）与体系总压强（Ｐ）的关系如图所示。根据图示回答下列问题：

①将2．0molSO2和1．0mol O2置于10L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0．10MPa。该反应的平衡常数等于_______________。

②平衡状态由A变到B时，平衡常数Ｋ（A）________Ｋ（B）（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（2）用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：

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

CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔＨ＝－1160 kJ·mol-1

若用标准状况下4．48LCH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为________（阿伏加德罗常数用

NA表示），放出的热量为___________kJ。

（3）新型纳米材料氧缺位铁酸盐（MFe2Ox 3＜ｘ＜4， M＝Mn、Co、Zn或Ni）由铁酸盐（MFe2O4）经高温还原而得，常温下，它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去。转化流程如图所示：

请写出MFe2Ox分解SO2的化学方程式____________________（不必配平）。

 W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短周期元素，W、X是金属元素，Y、Z是非金属元素。

（1）W、X各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水，该反应的离子方程式为_____________。

（2）W与Y可形成化合物W2Y，该化合物的电子式为______________。

（3）X的硝酸盐水溶液显_________性，用离子方程式解释原因：______________。

（4）Y的低价氧化物通入Z单质的水溶液中，发生反应的化学方程式为______________ 。

（5）比较Y、Z气态氢化物的稳定性：_______> ________  （用分子式表示）。

（6）W、X、Y、Z四种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序是____> _____ >_______ >_______。

（7）Z的最高价氧化物为无色液体，0.25 mol该物质与一定量水混合得到一种稀溶液，并放出QkJ的热量。写出该反应的热化学方程式：________________________。