题目
题型:不详难度:来源:
(1)对燃煤废气进行脱硝处理时,常利用甲烷催化还原氮氧化物,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
则CH4(g)将NO2(g)还原为N2(g)等的热化学方程式为 。
(2)将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为:
2CO2(g) + 6H2(g)
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已知一定压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率见下表:
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% |
②若用甲醚作为燃料电池的原料,请写出在碱性介质中电池负极的电极反应式
。若通入甲醚(沸点为-24.9 ℃)的速率为1.12 L·min-1(标准状况),并以该电池作为电源电解2 mol·L-1 CuSO4溶液500 mL,则通电30 s后理论上在阴极可析出金属铜 g。
答案
(2)①减小(2分) 不变(2分) ②CH3OCH3 -12e- +16OH-=2CO32- +11H2O(3分) ③9.6(2分)
解析
试题分析:(1)因盖斯定律,不管化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。则两式相加,可得反应2CH4(g)+4NO2(g)=2N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g),所以反应热△H=-574 kJ/mol--1160 kJ/mol=-1734 kJ/mol 。
(2)①根据表中数据可知,随着温度的升高,CO2的转化率是减小的,这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,所以正方应是放热反应。升高温度平衡常数减小。温度不变,提高投料比[n(H2) / n(CO2)],CO2的转化率增大。但平衡常数只与温度有关系,因此平衡常数是不变的。
②原电池中负极失去电子,所以甲醚在负极通入。由于电解质是碱性的,则负极的电极反应式是CH3OCH3 -12e- +16OH-=2CO32- +11H2O。通电30s后成反应的甲醚是1.12 L·min-1×0.5min=0.56L,物质的量是0.56L÷22.4L/mol=0.025mol,因此根据电极反应式可知转移电子的物质的量是0.025mol×12=0.3mol。阴极是铜离子得到电子,电极反应式是Cu2++2e-=Cu,所以生成的铜是0.3mol÷2=0.15mol,质量是0.15mol×64g/mol=9.6g。
点评:该题是中等难度的试题,也是高考中的常见题型。试题贴近高考,难易适中,基础性强,有利于调动学生的学习兴趣和学习积极性,提高学生的应试能力和学习效率。也有利于培养学生的逻辑推理能力和抽象思维能力。
核心考点
试题【燃煤废气中的氮氧化物(NOx)、二氧化碳等气体,常用下列方法处理,以实现节能减排、废物利用等。(1)对燃煤废气进行脱硝处理时,常利用甲烷催化还原氮氧化物,如:C】;主要考察你对焓变、反应热等知识点的理解。[详细]
举一反三
A.3c–a-b | B.a+b-3c | C.a+3b-2c | D.a+3b-6c |
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a b
(1)写出NO2和CO反应的热化学方程式 。
(2)从反应开始到平衡,用NO2浓度变化表示平均反应速率v(NO2)= 。
(3)此温度下该反应的平衡常数K= ;温度降低,K (填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)若在温度和容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:
容 器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反应物投入量 | 1 mol NO2 1 mol CO | 2 mol NO 2 mol CO2 | 1 mol NO2、1 mol CO 1 mol NO、1 mol CO2 |
平衡时c(NO) /mol·L-1 | 1.5 | 3 | m |
能量变化 | 放出a kJ | 吸收b kJ | 放出c kJ |
CO或NO的转化率 | α1 | α2 | α3 |
A.若A2和B2的总能量之和大于生成的2AB的总能量,则反应放热 |
B.若A2和B2的总能量之和小于生成的2AB的总能量,则反应放热 |
C.若该反应为放热反应,则Q1+Q2 < Q3 |
D.若该反应为吸热反应,则Q1+Q2 < Q3 |
A.172.5kJ | B.1149kJ | C.517.5kJ | D.283kJ |
A.2A+B>2C B.2A+B>4C C.2A + B < 2C D.2A + B < 4C
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