工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体，严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
I. 脱硝： 已知：H2的燃烧热为
；
； 
(1)催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为_______ 。
II.脱碳：
(2)向2L密闭容器中加入
和
，在适当的催化剂作用下，发生反应：CO2(g)+3H2(g) 
CH3OH(1)+H2O(l) △H<0
①该反应自发进行的条件是_______ (填“低温”“高温”或“任意温度”)。
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是_______ (填字母)。
a.混合气体的平均相对分子质量保持不变 b.
和H2的体积分数保持不变
c.和H2的转化率相等 d.混合气体的密度保持不变
e.
生成的同时有
键断裂
③的浓度随时间(
)变化如图所示，在t2时将容器容积缩小一倍，t3时达到平衡，t4时降低温度，t5时达到平衡，请画出
时间段浓度随时间的变化。_______
(3)改变温度，使反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H<0中的所有物质都为气态。起始温度、体积相同(T1℃、2L密闭容器)。反应过程中部分数据见下表：
①达到平衡时，反应I、II对比：平衡常数K(I)_______ K(II)(填“>”“＜”或“=”，下同)；平衡时
的浓度c(I)_______ c(II)。
②对反应I，前10min内的平均反应速率
=_______ ；在其他条件不变的情况下，若30min时只向容器中再充入
和
，则平衡__ (填“正向”“逆向”或“不”)移动。
I. 脱硝： 已知：H2的燃烧热为
；； (1)催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为
II.脱碳：
(2)向2L密闭容器中加入
和，在适当的催化剂作用下，发生反应：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(1)+H2O(l) △H<0①该反应自发进行的条件是
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是
a.混合气体的平均相对分子质量保持不变 b.
和H2的体积分数保持不变c.
和H2的转化率相等 d.混合气体的密度保持不变e.
生成的同时有键断裂③
的浓度随时间()变化如图所示，在t2时将容器容积缩小一倍，t3时达到平衡，t4时降低温度，t5时达到平衡，请画出时间段浓度随时间的变化。(3)改变温度，使反应CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H<0中的所有物质都为气态。起始温度、体积相同(T1℃、2L密闭容器)。反应过程中部分数据见下表：| 反应时间(min) | (mol) |  (mol) | (mol) |  (mol) | |
| 反应I：恒温恒容 | 0 | 2 | 6 | 0 | 0 |
| 10 | 4.5 | ||||
| 20 | 1 | ||||
| 30 | 1 | ||||
| 反应II：绝热恒容 | 0 | 0 | 0 | 2 | 2 |
的浓度c(I)②对反应I，前10min内的平均反应速率
=和，则平衡
更新时间：2022-10-15 22:05:55
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】汽车尾气是造成雾霾天气的重要原因之一，尾气中的主要污染物为
及固体颗粒物等。研究汽车尾气的成分及其发生的反应，可以为更好地治理汽车尾气提供技术支持。请回答下列问题：
（1）治理尾气中
和
的一种方法是：在汽车排气管上装一个催化转化装置，使二者发生反应转化成无毒无污染气体，该反应的化学方程式是____________ 。
（2）活性炭也可用于处理汽车尾气中的NO，在1 L恒容密闭容器中加入
和
固体活性炭，生成A、B两种气体，在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强如下表：
根据表格数据，写出容器中发生反应的化学方程式：_______________ ，并判断p________ 3.93 MPa（填“>”“<”或“＝”）。计算反应体系在200 ℃时的平衡常数
________ （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×体积分数）。
（3）汽车尾气中的
可用石灰水来吸收，生成亚硫酸钙浊液。常温下，测得某纯
与水形成的浊液pH为9，已知
，忽略
的第二步水解，则
________ 。
（4）尾气中的碳氢化合物含有甲烷，其在排气管的催化转化器中可发生如下反应：
。已知
的燃烧热依次为
，请写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式： __________ 。
以CH4（g）为燃料可以设计甲烷燃料电池，该电池以稀H2SO4作电解质溶液，其负极电极反应式为________ ，已知该电池的能量转化效率为86.4%，则该电池的比能量为________ 
[结果保留1位小数，比能量
，
]
及固体颗粒物等。研究汽车尾气的成分及其发生的反应，可以为更好地治理汽车尾气提供技术支持。请回答下列问题：（1）治理尾气中
和的一种方法是：在汽车排气管上装一个催化转化装置，使二者发生反应转化成无毒无污染气体，该反应的化学方程式是（2）活性炭也可用于处理汽车尾气中的NO，在1 L恒容密闭容器中加入
和固体活性炭，生成A、B两种气体，在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强如下表：| n（活性 炭）/mol |  |  |  |  | |
| 200 ℃ | 2.000 | 0.040 0 | 0.030 0 | 0.030 0 | 3.93 |
| 335 ℃ | 2.005 | 0.050 0 | 0.025 0 | 0.025 0 | p |
根据表格数据，写出容器中发生反应的化学方程式：
（3）汽车尾气中的
可用石灰水来吸收，生成亚硫酸钙浊液。常温下，测得某纯与水形成的浊液pH为9，已知，忽略的第二步水解，则（4）尾气中的碳氢化合物含有甲烷，其在排气管的催化转化器中可发生如下反应：
。已知的燃烧热依次为，请写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式： 以CH4（g）为燃料可以设计甲烷燃料电池，该电池以稀H2SO4作电解质溶液，其负极电极反应式为
[结果保留1位小数，比能量，]
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【推荐2】化学变化中的能量转换对于生产具有重大意义和研究价值。回答下列问题：
（l）中科院大连化学物理研究所的科研人员在新型纳米催化剂Na-Fe3O4和HMCM-22的表面将CO2转化为烷烃，其过程如图。
①过程Ⅰ能量__ （填“释放”或“吸收”。
②已知：CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g) △H═+41kJ•mol-1：
2CO2(g)+6H2(g)═C2H4(g)+4H2O(g) △H═-128kJ•mol-1：
3CO2(g)+9H2(g)═C3H6(g)+6H2O(g) △H═+157.5kJ•mol-l
C2H4(g)+C3H6(g)+H2(g)═C5H12(异戊烷，g) △H=+267.6kJ•mol-1。
则5CO(g)+11H2(g)═C5H12(异戊烷，g)+5H2O(g)△H=__ kJ•mol-1。
（2）一种铜版画雕刻用的酸性蚀刻液的有效成份是CuCl2，蚀刻反应为：Cu2++Cu+6Cl-═2CuCl32-。工业上用电解法将CuCl32-转化为Cu2+，使蚀刻液再生并回收金属Cu。装置如图（电极不参与反应）。
①再生的CuCl2蚀刻液为流出液__ （填“a”或“b”）。
②写出N极的电极反应：__ 。
③装置中使用___ 离子交换膜（填“阳”或“阴”）。若电解池工作前，阴极室和阳极室中电解液质量相等，当转移0.1mol电子，流出液未流出时，两侧电解液的质量差为__ g。
（l）中科院大连化学物理研究所的科研人员在新型纳米催化剂Na-Fe3O4和HMCM-22的表面将CO2转化为烷烃，其过程如图。
①过程Ⅰ能量
②已知：CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g) △H═+41kJ•mol-1：
2CO2(g)+6H2(g)═C2H4(g)+4H2O(g) △H═-128kJ•mol-1：
3CO2(g)+9H2(g)═C3H6(g)+6H2O(g) △H═+157.5kJ•mol-l
C2H4(g)+C3H6(g)+H2(g)═C5H12(异戊烷，g) △H=+267.6kJ•mol-1。
则5CO(g)+11H2(g)═C5H12(异戊烷，g)+5H2O(g)△H=
（2）一种铜版画雕刻用的酸性蚀刻液的有效成份是CuCl2，蚀刻反应为：Cu2++Cu+6Cl-═2CuCl32-。工业上用电解法将CuCl32-转化为Cu2+，使蚀刻液再生并回收金属Cu。装置如图（电极不参与反应）。
①再生的CuCl2蚀刻液为流出液
②写出N极的电极反应：
③装置中使用
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解答题-原理综合题
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(0.65)
解题方法
【推荐3】C、CO是常见的还原剂，碳与氧气的反应涉及以下三个：
Ⅰ：
Ⅱ：
Ⅲ：
请回答：
(1)
___________ 
，
___________ (用
表示)。
(2)①碳与氧气反应的
与T的关系如下图，反应Ⅱ对应的曲线是___________ 。
A．a B．b C．c D．无法确定
②下列说法不正确 的是___________ 。
A．熵增有利于反应的进厅，工业生产中可将BaCO3与碳混合煅烧以制取BaO
B．反应的自发性由
共同决定
C．随着反应温度的升高，碳被氧化为CO的倾向明显的增强
D．冶金生产中，都可以用碳作还原剂
(3)水煤气反应：
，工业生产水煤气时，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是___________ 。
(4)在
作催化剂的条件下合成甲醇：
，向恒容密闭容器中通入
和
，反应过程中转化率
与时间
、温度的关系如下图所示。
①若初始压强为
下该反应平衡常数
___________ (
为以分压表示的平衡常数)
②在500℃恒压条件下，请画出反应体系中a(CO)与时间(t)变化趋势图。______
Ⅰ：
Ⅱ：
Ⅲ：
请回答：
(1)
，表示)。(2)①碳与氧气反应的
与T的关系如下图，反应Ⅱ对应的曲线是 A．a B．b C．c D．无法确定
②下列说法
A．熵增有利于反应的进厅，工业生产中可将BaCO3与碳混合煅烧以制取BaO
B．反应的自发性由
共同决定C．随着反应温度的升高，碳被氧化为CO的倾向明显的增强
D．冶金生产中，都可以用碳作还原剂
(3)水煤气反应：
，工业生产水煤气时，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是(4)在
作催化剂的条件下合成甲醇：，向恒容密闭容器中通入和，反应过程中转化率与时间、温度的关系如下图所示。①若初始压强为
下该反应平衡常数为以分压表示的平衡常数)②在500℃恒压条件下，请画出反应体系中a(CO)与时间(t)变化趋势图。
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(0.65)
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【推荐1】甲醇(CH3OH)常温下为无色液体，是应用广泛的化工原料和前景乐观的燃料。
(1)已知： CO、H2、CH3OH的燃烧热(ΔH)分别为-283.0kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1、 -726.8 kJ·mol-1， 则CO和H2反应生成CH3OH的热化学方程式是___________ 。
(2)一定温度下反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)在容积为2L的密闭容器中进行，其相关数据见如图。
①从反应开始至平衡时，用H2表示化学反应速率为___________ 。
②能判断该反应达到平衡状态的是___________ (填字母)。
A．生成CH3OH与消耗H2的速率比为1:2
B．容器内气体密度保持不变
C．容器内气体的平均相对分子质量保持不变
D．容器内各种成分的浓度保持不变
③该温度下此反应的平衡常数为是___________ ，5min后速率变化加剧的原因可能是___________ 。
(1)已知： CO、H2、CH3OH的燃烧热(ΔH)分别为-283.0kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1、 -726.8 kJ·mol-1， 则CO和H2反应生成CH3OH的热化学方程式是
(2)一定温度下反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)在容积为2L的密闭容器中进行，其相关数据见如图。①从反应开始至平衡时，用H2表示化学反应速率为
②能判断该反应达到平衡状态的是
A．生成CH3OH与消耗H2的速率比为1:2
B．容器内气体密度保持不变
C．容器内气体的平均相对分子质量保持不变
D．容器内各种成分的浓度保持不变
③该温度下此反应的平衡常数为是
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(0.65)
解题方法
【推荐2】在一个容积不变的密闭容器中发生如下反应：
，其平衡常数
和温度
的关系如下表所示。
请填写下列空白。
(1)该反应的平衡常数表达式为
____ ；该反应为______ 反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)在
时，向容器中充入
，保持温度不变，反应达到平衡后，其平衡常数_________ 1.67(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)
时，某时刻反应混合物中
的浓度分别为
、
．此时上述反应平衡移动方向为____________________ 。(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)
(4)若题(3)的体系达平衡状态时，的物质的浓度为____________________ 
。
(5)为提高平衡时
的转化率，可采取的措施有____________________ (任写一条)。
，其平衡常数和温度的关系如下表所示。 | 700 | 800 | 1000 | 1200 |
| K | 1.67 | 1.0 | 0.58 | 0.35 |
(1)该反应的平衡常数表达式为
(2)在
时，向容器中充入，保持温度不变，反应达到平衡后，其平衡常数(3)
时，某时刻反应混合物中的浓度分别为、．此时上述反应平衡移动方向为(4)若题(3)的体系达平衡状态时，
的物质的浓度为。(5)为提高平衡时
的转化率，可采取的措施有
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【推荐3】二氧化碳的高值化利用，不但可以防止造成温室效应，还可以实现资源化利用。以二氧化碳、氢气为原料合成乙烯涉及的主要反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
(1)反应
_______ 
。
(2)对于反应Ⅰ：，
，
，其中
、
分别为正、逆反应速率常数，
为气体的分压(分压=总压×物质的量分数)。
①降低温度
_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②在
、
条件下，按照
投料，
转化率为50%时，
，用气体分压表示的平衡常数
_______ 。
(3)
时，
的平衡转化率、投料比
与压强的关系如图所示，则
、
、
由大到小的顺序为_______ 。
(4)对于反应Ⅱ：，理论计算表明，当原料初始组成
，在体系压强为
，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。图中表示
、变化的曲线分别是_______ 、_______ 。
(5)为同时提高的平衡转化率和的平衡产率，应选择的反应条件为_______(填标号)。
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
(1)反应
。(2)对于反应Ⅰ：
，，，其中、分别为正、逆反应速率常数，为气体的分压(分压=总压×物质的量分数)。①降低温度
②在
、条件下，按照投料，转化率为50%时，，用气体分压表示的平衡常数(3)
时，的平衡转化率、投料比与压强的关系如图所示，则、、由大到小的顺序为(4)对于反应Ⅱ：
，理论计算表明，当原料初始组成，在体系压强为，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。图中表示、变化的曲线分别是(5)为同时提高
的平衡转化率和的平衡产率，应选择的反应条件为_______(填标号)。| A．低温、高压 | B．高温、低压 | C．低温、低压 | D．高温、高压 |
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【推荐1】
(1)在一定温度下，容积为0.5L的密闭容器中，将一定量的二氧化氮和二氧化硫气体混合后发生反应：SO2(g)＋NO2(g)
NO(g) ＋SO3(g)
在上述平衡体系中通入少量O2，平衡_________ 移动（填“向右”、“向左”或“不”）； NO的浓度将_______ （填“增大”、“减少”或“不变”），c（NO）与c（NO2）之和 _________ （填“增大”、“减少”或“不变”）。
(2)高温时空气中的N2和O2会反应生成NO而污染大气：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)。估算自发进行的最低温度是___________ ℃。[已知该反应：ΔH＝＋180.50kJ/mol，ΔS＝＋247.7 J/(mol·K)]
(3)25 ℃时，将a mol·L－1氨水与0.01 mol·L－1盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH
)＝c(Cl－)，则溶液显_________ (填“酸”、“碱”或“中”)性。用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb＝_________ 。
(4)用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L氧气(标准状况)，从而可知M的相对原子质量为_________________ （用a、b、x表示）。
(1)在一定温度下，容积为0.5L的密闭容器中，将一定量的二氧化氮和二氧化硫气体混合后发生反应：SO2(g)＋NO2(g)
NO(g) ＋SO3(g)在上述平衡体系中通入少量O2，平衡
(2)高温时空气中的N2和O2会反应生成NO而污染大气：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)。估算自发进行的最低温度是
(3)25 ℃时，将a mol·L－1氨水与0.01 mol·L－1盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH
)＝c(Cl－)，则溶液显(4)用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L氧气(标准状况)，从而可知M的相对原子质量为
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解题方法
【推荐2】江西稀土资源丰富。硫酸铵作为一种重要的化工原料，可用于稀土的提取。初始投料比
的混合物，其热分解过程如图所示：
已知该过程主要分为三个阶段，其中：
阶段Ⅱ反应：
阶段Ⅲ反应：
回答下列问题：
(1)
中，
的空间结构为_______ ，
中心原子的杂化类型为______ 。
(2)阶段Ⅰ不发生氧化还原反应，对应的化学方程式为_________ ；图中阶段Ⅰ多次重复实验的实际失重均比理论值偏大，此误差属于______ (填“偶然误差”或“系统误差”)。
(3)阶段Ⅱ和Ⅲ都是吸热过程，且Ⅱ反应速率更快，下列示意图中能体现上述两反应能量变化的是______ (填标号)，判断的理由是______ 。
A．
B． 
C． 
D．
(4)该热分解过程中，
的作用为_______ 。
(5)一定温度下，在真空刚性容器中，
的分解过程会发生下列反应：
主反应
副反应
两个反应的平衡常数比值
随反应温度升高而______ (填“增大”，“减小”或“不变”)；若平衡时总压为
的体积分数为0.4，主反应的平衡常数
_____ 
。
(6)在高温下可以自发分解，原因是______ 。
的混合物，其热分解过程如图所示：已知该过程主要分为三个阶段，其中：
阶段Ⅱ反应：
阶段Ⅲ反应：
回答下列问题：
(1)
中，的空间结构为中心原子的杂化类型为(2)阶段Ⅰ不发生氧化还原反应，对应的化学方程式为
(3)阶段Ⅱ和Ⅲ都是吸热过程，且Ⅱ反应速率更快，下列示意图中能体现上述两反应能量变化的是
A．
B． C． D．(4)该热分解过程中，
的作用为(5)一定温度下，在真空刚性容器中，
的分解过程会发生下列反应：主反应
副反应
两个反应的平衡常数比值
随反应温度升高而的体积分数为0.4，主反应的平衡常数。(6)
在高温下可以自发分解，原因是
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【推荐3】Ⅰ．研究
、
、等气体的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。
(1)处理含、烟道气的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知：
①
②
此反应的热化学方程式是___________ 。
(2)在一绝热体系且容积固定的密闭容器中，用
催化还原也可以消除氮氧化物的污染，其中发生化学反应之一为：
，能说明上述反应达到平衡状态的是___________ 。
a．平均摩尔质量不变 b．
和的体积比保持不变
c．体系压强保持不变 d．每生成
同时生成
Ⅱ．运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。
(3)生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气：
，
，该反应在(填“高温”或“低温”或“任何温度”)___________ 下，才能自发进行。
(4)工业合成氨过程中，已知在400℃时，
的
。
①当化学反应达到平衡后，若将该容积缩小到原来的一半时，则此时上述反应的平衡移动方向为___________ (填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不移动”)。
②在该温度下的容器为0.5L的密闭容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得、、
的物质的量分别为
、
、，则此时反应
___________ 
(填“>”“<”“=”或“不能确定”)。
、、等气体的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。(1)处理含
、烟道气的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知：①
②
此反应的热化学方程式是
(2)在一绝热体系且容积固定的密闭容器中，用
催化还原也可以消除氮氧化物的污染，其中发生化学反应之一为： ，能说明上述反应达到平衡状态的是a．平均摩尔质量不变 b．
和的体积比保持不变c．体系压强保持不变 d．每生成
同时生成Ⅱ．运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。
(3)生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气：
，，该反应在(填“高温”或“低温”或“任何温度”)(4)工业合成氨过程中，已知在400℃时，
的。①当化学反应达到平衡后，若将该容积缩小到原来的一半时，则此时上述反应的平衡移动方向为
②在该温度下的容器为0.5L的密闭容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得
、、的物质的量分别为、、，则此时反应(填“>”“<”“=”或“不能确定”)。
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