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题目
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(14分)加大对煤燃烧产生的废气、废渣的处理已刻不容缓。
(1) 对燃煤的废气进行脱硝处理时,可利用甲烷催化还原氮氧化物,如:
CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH=a kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH=b kJ·mol-1
则反应CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的ΔH=________ kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。
(2) 将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:

2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g);ΔH
① 该反应平衡常数表达式为K=________。
② 已知在某压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如右图所示。该反应的ΔH________(填“>”“<”或“=”)0。若温度不变,减小反应投料比[n(H2) /n(CO2)],则K将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③ 二甲醚燃料电池具有启动快,效率高等优点,若电解质为酸性,二甲醚燃料电池的负极反应为____________________________。

(3) 以CO2为原料合成的碳酸酯(仅含碳、氢、氧三种元素)是用途广泛的化学品,某种碳酸酯(DPC)水解产物之一遇氯化铁溶液显紫色,右图为它的核磁共振氢谱图,请写出DPC的结构简式:____________。
(4) 某电厂的粉煤灰含莫来石(主要成分为Al6Si2O13、SiO2)。将其和纯碱在高温下烧结,可制取NaAlSiO4(霞石)、Na2SiO3和NaAlO2,有关化学方程式(反应条件均为高温)为:
Al6Si2O13+3Na2CO3===2NaAlSiO4+4NaAlO2+3CO2
Al6Si2O13+5Na2CO3===2Na2SiO3+6NaAlO2+5CO2
SiO2+Na2CO3===Na2SiO3+CO2
则用1 mol Al6Si2O13和4 mol SiO2通过以上反应制得5 mol NaAlO2,共消耗Na2CO3为________mol。
答案

(1) (a+b)/2
(2) ① [c(CH3OCH3)×c3(H2O)]/[c2(CO2)×c6(H2)] ② < 不变
③ CH3OCH3-12e+3H2O===2CO2+12H
(3)  
(4) 8
解析

试题分析:(1)方程式(1+2)÷2得到对应方程式,焓变同方程式,ΔH=(a+b)/2 kJ·mol-1(2)由图可知,温度高CO2转化率低,平衡逆向移动,反应放热;平衡常数只与温度有关,温度不变,k不变;负极是二甲醚失去电子,转移电子数可以根据化合价确定;(3)根据信息确定形成酯的酸为碳酸,提共羟基的为酚,产物只有3中不同化学环境的氢且比值为2:2:1,由此确定为;(4)反应中SiO2消耗Na2CO3,Al6Si2O13与Na2CO3发生两个反应,根据 反应物和产物列方程组解题,
设第1、2反应分别消耗Al6Si2O13的物质的量为x、y,则有
X+y=1
4x+6y=5
解得x=y=0.5mol
故共消耗Na2CO3为0.5×3+0.5×5+4=8mol
核心考点
试题【 (14分)加大对煤燃烧产生的废气、废渣的处理已刻不容缓。(1) 对燃煤的废气进行脱硝处理时,可利用甲烷催化还原氮氧化物,如:CH4(g)+4NO2(g)===】;主要考察你对反应速率与平衡的有关计算等知识点的理解。[详细]
举一反三
对于可逆反应4NH3+5O24NO+6H2O(g),下列叙述不正确的是 (    )   
A.达到平衡时,4v(O2=5v(NO)
B.达到平衡状态后,NH3、O2、NO 、H2O(g)的物质的量保持不变。
C.达到平衡状态时,若增加容器体积,则反应速率增大
D.若单位时间生成xmolNO的同时,生成xmolNH3,则反应达到平衡状态

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化学平衡状态I、II、III的相关数据如下表:
编号
化学方程式
平衡常数
温度
979K
1173K
I
Fe(s)+CO2(g) 2 FeO(s)+CO(g)
K1
1.47
2.15
II
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
K2
1.62
b
III
Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)
K3
a
1.68
根据以上信息判断,下列结论错误的是
A.a>b                                       B.增大压强,平衡状态II不移动
C.升高温度平衡状态III向正反应方向移动       D.反应II、III均为放热反应
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(16分)碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是理想,更是一种值得期待的新的生活方式,请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
(1)近年来,我国储氢纳米碳管研究取得重大进展,用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒(杂质),这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应化学方程式为:
____C+____K2Cr2O7 +               ====___CO2↑+ ____K2SO4 + ____Cr2(SO43+ ____H2O  
请完成并配平上述化学方程式。
其中氧化剂是________________,氧化产物是_________________
(2)甲醇是一种新型燃料,甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:
CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)△H1=-116 kJ·mol-1
①已知: △H2=-283 kJ·mol-1
     △H3=-242 kJ·mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程为                     
②在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。请回答:

ⅰ)在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是                
ⅱ)利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K=                    
③在某温度下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中,5min时达到平衡,各物质的物质的浓度(mol•L-1)变化如下表所示:
 
0min
5min
10min
CO
0.1
 
0.05
H2
0.2
 
0.2
CH3OH
0
0.04
0.05
   若5min~10min只改变了某一条件,所改变的条件是                        ;且该条件所改变的量是              
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下列实验过程中曲线变化不正确的是
A.①表示Na2CO3溶液中滴入稀盐酸
B.②表示溴水中滴入Na2SO3溶液
C.③表示HCl和MgCl2溶液中滴入氨水
D.④表示一定条件下反应:2SO2+O22SO3 ΔH< 0 ,达平衡后,增大压强

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(14分)氢是一种重要的非金属元素。氢的单质及其化合物在科学研究和工业生产中有着广泛而重要的作用。
(1)某硝酸厂处理尾气中NO的方法是:催化剂存在时用H2将NO还原为N2
已知:

则H2还原NO生成氮气和水蒸气的热化学方程式是:
                                                  
(2)在一定条件下,用H2将二氧化碳转化为甲烷的反应如下:
CO2(g)+4H2 (g) CH4 (g)+2H2O(g)
向一容积为2 L的恒容密闭容器中充人一定量的CO2和H2,在300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为CO2 0.2mol·L1,H2 0.8mol·L1,CH40.8mol·L1,H2O1.6mol·L1。则CO2的平衡转化率为   。上述反应的平衡常数表达式K=     。200℃时该反应的平衡常数K=64.8,则该反应的△H   0(填“>’’或“<”)。
(3)某研究小组以H2与CaCl2制备某种钙的化合物。已知反应只生成甲、乙两种化合物。对产物分析发现:化合物甲的组成中钙、氯元素的质量分数分别为52.29%、46.41%,化合物乙的水溶液显酸性。请回答下列问题:
①乙的化学式为            
②甲与水反应可得H2,其化学方程式是:
                                
(4)H2的获得途径很多,由哈工大研究小组设计的微生物电解有机废水法,既可以清除废水中的有机杂质,同时可以获得氢气。下图为一种处理含甲醇工业废水的微生物电解池,写出电解过程中,阳极发生的电极反应式:                 

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