(2009?徐州三模)控制、治理氮氧化物對大氣的污染是改善大氣質(zhì)量的重要方面.

(1)光化學(xué)煙霧白天生成,傍晚消失,其主要成分為RH(烴)、NO、NO2、O3、PAN(CH3COOONO2),某地早上至中午這些物質(zhì)的相對濃度變化如圖1所示,則下列敘述合理的是
a.b
a.b
.(填字母)
a.早上8時交通繁忙期,光化學(xué)煙霧的主要成分為RH、NO
b.14時,光化學(xué)煙霧的主要成分為O3、PAN
c.PAN、O3由RH和NO直接反應(yīng)生成
d.PAN直接由O3轉(zhuǎn)化生成
(2)火力發(fā)電廠的燃煤排煙中含大量的氮氧化物(NOx),可利用甲烷和NOx在一定條件下反應(yīng)消除其污染,則CH4與NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為
CH4+2NO2=N2+CO2+2H2O
CH4+2NO2=N2+CO2+2H2O

(3)在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2NO2 ?2NO+O2,反應(yīng)過程中NO2的濃度隨時間變化的情況如圖2所示.請回答:
①依曲線A,反應(yīng)在前3min內(nèi)氧氣的平均反應(yīng)速率為
0.0117mol/(L?min)
0.0117mol/(L?min)

②若曲線A、B分別表示的是該反應(yīng)在某不同條件下的反應(yīng)情況,則此條件是
溫度
溫度
(填“濃度”、“壓強”、“溫度”或“催化劑”).
③曲線A、B分剮對應(yīng)的反應(yīng)平衡常數(shù)的大小關(guān)系是KA
KB.(填“>”、“<”或“=”)
(4)一定溫度下,在一密閉容器中N2O5可發(fā)生下列反應(yīng):
2N2O5(g)?4NO2(g)+O2(g)I
2NO2(g)?2NO(g)+O2(g)II
則反應(yīng)I的平衡常數(shù)表達式為
C4(NO2)C(O2)
C2(N2O5)
C4(NO2)C(O2)
C2(N2O5)
.若達平衡時,c(NO2)=0.4mol?L-1,c(O2)=1.3mol?L-1,則反應(yīng)II中NO2的轉(zhuǎn)化率為
80%
80%
,N2O5(g)的起始濃度應(yīng)不低于
1
1
mol?L-1
分析:(1)a.由圖1可知早上8時光化學(xué)煙霧的主要成分為RH、NO;
b.由圖1可知14時,光化學(xué)煙霧的主要成分為O3、PAN;
c.根據(jù)質(zhì)量守恒判斷;
d.O3的濃度一直在減少不可能是反應(yīng)物;
(2)甲烷和NOx在一定條件下反應(yīng)消除其污染,生成N2和CO2
(3)①根據(jù)變化的濃度之比等于化學(xué)計量數(shù)之比以及反應(yīng)速率公式v=
 △c 
△t
來計算;
②由圖象曲線A、B的變化可知,曲線B到達平衡時間較曲線A短,反應(yīng)速率快,平衡時CD2濃度較曲線A低,轉(zhuǎn)化率高;
③由②分析可知,曲線B的溫度比曲線A的溫度高,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向正反應(yīng)移動,平衡常數(shù)增大;
(4)平衡常數(shù)表達式K=
C4(NO2)C(O2)
C2(N2O5)
;
設(shè)出反應(yīng)I和反應(yīng)II產(chǎn)生的氧氣的濃度分別為Xmol?L-1,Y mol?L-1,然后依據(jù)方程組建立關(guān)系求解,得出反應(yīng)II中NO2的轉(zhuǎn)化率和N2O5(g)的起始濃度.
解答:解:(1)a.由圖1早上8時光化學(xué)煙霧的主要成分為RH、NO,故a正確;
b.由圖1可知14時,光化學(xué)煙霧的主要成分為O3、PAN,故b正確;
c.根據(jù)質(zhì)量守恒可知,氧元素質(zhì)量不守恒,故c錯誤;
d.O3的濃度一直在減少不可能是反應(yīng)物,故d錯誤;
故選:a.b;
(2)甲烷和NOx在一定條件下反應(yīng)消除其污染,生成無毒物質(zhì)N2和CO2、水,反應(yīng)方程式為2NO2+CH4═N2+CO2+2H2O,故答案為:2NO2+CH4═N2+CO2+2H2O;      
(3)①由圖曲線A可知,3min內(nèi)濃度NO2變化為0.2mol/L-0.13mol/L=0.07mol/L,由方程式可知△c(D2)=
1
2
×0.07mol/L=0.035mol/L,所以3min內(nèi)v(D2)=
0.035mol /L
3min
=0.0117mol/(L?min),故答案為:0.0117mol/(L?min);
②該反應(yīng)為體積減小的吸熱反應(yīng),增大NO2濃度,反應(yīng)加快,但NO2轉(zhuǎn)化率降低;增大壓強,反應(yīng)加快,但NO2轉(zhuǎn)化率降低;使用催化劑,反應(yīng)加快,轉(zhuǎn)化率不變;升高溫度,反應(yīng)加快,平衡向正反應(yīng)方向移動,NO2轉(zhuǎn)化率增大.故為升高溫度,故答案為:溫度;
③由②分析可知,曲線B的溫度比曲線A的溫度高,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向正反應(yīng)移動,平衡常數(shù)增大,即KA<KB,故答案為:<;
(4)平衡常數(shù)表達式K=
C4(NO2)C(O2)
C2(N2O5)
,故答案為:
C4(NO2)C(O2)
C2(N2O5)

    2N2O5(g)?4NO2(g)+O2(g)
    2X          4Xmol?L-1    Xmol?L-1
   2NO2(g)?2NO(g)+O2(g)
    2Ymol?L-1             Ymol?L-1
則建立關(guān)系:X+Y=1.3;4X-2Y=0.4;解得:X=0.5;Y=0.8;
反應(yīng)II中NO2的轉(zhuǎn)化率為
1.6mo1?L -1
2mo1?L -1
×100%=80%,N2O5(g)的起始濃度應(yīng)不低于1mol?L-1,故答案為:
C4(NO2)C(O2)
C2(N2O5)
;80%;1.
點評:本題主要考查了化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡等知識點,平時還考查了學(xué)生的審題能力,培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力.
練習(xí)冊系列答案
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(2009?徐州二模)煤化工是以煤為原料,經(jīng)過化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產(chǎn)品的工業(yè)過程.
(1)將水蒸氣通過紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣.反應(yīng)為:
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ?mol-1,△S=+133.7J?(K?mol)-1
①該反應(yīng)能否自發(fā)進行與
溫度
溫度
 有關(guān);
②一定溫度下,在一個容積可變的密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),下列能判斷該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是
b、c
b、c
  (填字母,下同).
a.容器中的壓強不變    b.1mol H-H鍵斷裂的同時斷裂2molH-O鍵
c.v(CO)=v(H2O)    d.c(CO)=c(H2
(2)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,進行反應(yīng)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):
實驗組 溫度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 達到平衡所需時間/min
H2O CO H2 CO
1 650 2 4 1.6 2.4 5
2 900 1 2 0.4 1.6 3
3 900 a b c d t
①實驗1中以v(CO2) 表示的反應(yīng)速率為
0.16mol?(L?min)-1
0.16mol?(L?min)-1

②該反應(yīng)的逆反應(yīng)為
(填“吸”或“放”)熱反應(yīng)
③若實驗3要達到與實驗2相同的平衡狀態(tài)(即各物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)分別相等),且t<3min,則a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是
b=2a,a>1
b=2a,a>1
 (用含a、b的數(shù)學(xué)式表示).
(3)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)甲醇.一定條件下發(fā)生反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),圖表示該反應(yīng)進行過程中能量(單位為kJ?mol-1)的變化.在體積為1L的恒容密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2,下列措施中能使c (CH3OH)增大的是
c、d
c、d

a.升高溫度      b.充入He(g),使體系壓強增大
c.將H2O(g)從體系中分離出來     d.再充入1mol CO2和3mol H2

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