（2）根据2NH3（g）+CO2（g）CO（NH2）2（s）+H2O（g），设平衡时c（H2O）＝xmol·L−1，则平衡时c（NH3）＝（1.5－2x）mol·L−1、c（CO2）＝（0.5－x）mol·L−1，则（1.5－2x+0.5－x+x）÷（1.5+0.5）＝
，解得x＝0.25，平衡常数K＝
＝1。
若保持条件不变，再向该容器中加入0.5molCO2和1molH2O，此时浓度商Qc＝
＝1.5>K，反应向逆反应方向进行，故NH3的转化率将减小。
（3）由氢气与甲醇的燃烧热可得：
①H2（g）+
O2（g）===H2O（l） ΔH＝－285.8kJ·mol−1、②CH3OH（l）+
O2（g）===CO2（g）+
2H2O（l） ΔH＝－726.5kJ·mol−1，根据盖斯定律，由①×3－②，可得：
CO2（g）+3H2（g）===CH3OH（l）+H2O（l） ΔH＝（－285.8kJ·mol−1）×3－（－726.5kJ·mol−1）＝－130.9kJ·mol−1。
（4）根据题图知，左侧通入甲醇，则电极a为负极，负极上甲醇发生氧化反应转化为CO2，电极反应式为CH3OH－6e−+H2O===CO2↑+6H+，根据电极a的电极反应，有1mole−发生转移时，左侧溶液减少
g＝2g，且有1molH+通过质子交换膜进入右侧溶液，左侧溶液质量共减少3g。
电极b为正极，正极上O2发生还原反应转化为H2O，电极反应式为O2+4H++4e−===2H2O，根据电极b的电极反应，有1mole−发生转移时，右侧溶液增加的质量为
×1mol＝8g，因有1molH+转移到右侧溶液，故右侧溶液质量共增加9g，左右两侧溶液的质量之差为12g。
3．（14分）乙酸是生物油的主要成分之一，乙酸制氢具有重要意义：
热裂解反应CH3COOH（g）→2CO（g）+2H2（g）△H=+2l3.7KJ·mol－1
脱酸基反应CH3COOH（g）→CH4（g）+CO2（g）△H=－33.5KJ·mol－1
（1）请写出CO与H2甲烷化的热化学方程式_________________________________。
（2）在密闭容器中，利用乙酸制氢，选择的压强为___________（填“较大”或“常压”）。
其中温度与气体产率的关系如图：
①约650℃之前，脱酸基反应活化能低速率快，故氢气产率低于甲烷；650℃之后氢气产率高于甲烷，理由是随着温度升高后，热裂解反应速率加快，同时______________________。
②保持其他条件不变，在乙酸气中掺杂一定量水，氢气产率显著提高而CO的产率下降，请用化学方程式表示：
_________________________________。
（3）若利用合适的催化剂控制其他的副反应，温度为TK时达到平衡，总压强为PkPa，热裂解反应消耗乙酸20%，脱酸基反应消耗乙酸60%，乙酸体积分数为___________（计算结果保留l位小数）；脱酸基反应的平衡常数Kp为___________kPa（Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数）。
3【答案】
（1）2CO（g）+2H2（g）→CH4（g）+CO2（g）∆H=−247.2KJ·mol−1
（2）常压热裂解反应正向移动，而脱酸基反应逆向移动，故氢气产率高于甲烷CO（g）+H2O（g）=H2（g）+CO2（g）
（3）9.1%0.8P
【解析】
（1）由盖斯定律计算：
①热裂解反应CH3COOH（g）→2CO（g）+2H2（g）△H=+2l3.7KJ·mol−1，②脱酸基反应CH3COOH（g）→CH4（g）+CO2（g）△H=－33.5KJ·mol−1，②-①得：
CO与H2甲烷化的热化学方程式2CO（g）+2H2（g）→CH4（g）+CO2（g）∆H=−247.2KJ·mol−1；
（2）在密闭容器中，利用乙酸制氢，CH3COOH（g）→2CO（g）+2H2（g），反应为气体体积增大的反应，选择的压强为常压。
①热裂解反应CH3COOH（g）→2CO（g）+2H2（g）是吸热反应，热裂解反应正向移动，脱酸基反应CH3COOH（g）
→CH4（g）+CO2（g）是放热反应，而脱酸基反应逆向移动。
650℃之后氢气产率高于甲烷，理由是随着温度升高后，热裂解反应速率加快，同时①热裂解反应正向移动，而脱酸基反应逆向移动，故氢气产率高于甲烷。
②CO能与水蒸反应生成二氧化碳和氢气，在乙酸气中掺杂一定量水，氢气产率显著提高而CO的产率下降，CO（g）+H2O（g）=H2（g）+CO2（g）。
（3）热裂解反应CH3COOH（g）→2CO（g）+2H2（g）△H=+2l3.7KJ·mol－1
0.20.40.4
脱酸基反应CH3COOH（g）→CH4（g）+CO2（g）△H=－33.5KJ·mol－1
0.60.60.6
乙酸体积分数为0.2/（0.4+0.4+0.6+0.6+0.2）100%=9.1%
Kp=p（CH4）p（CO2）/p（CH3COOH）=
=0.8P。
4．（14分）消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。
（1）已知：
N2（g）+O2（g）=2NO（g） ΔH＝akJ·mol−1
2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）ΔH＝bkJ·mol−1
4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（l） ΔH＝ckJ·mol−1
反应8NH3（g）+6NO2（g）=7N2（g）+12H2O（l）ΔH＝____kJ·mol−1。
（2）水体中过量氨氮（以NH3表示）会导致水体富营养化。
①用次氯酸钠除去氨氮的原理如图1所示。
写出该图示的总反应化学方程式：
______________
________。
该反应需控制温度，温度过高时氨氮去除率降低的原因是__________________________
___________________________________________________。
②取一定量的含氨氮废水，改变加入次氯酸钠的用量，反应一段时间后，溶液中氨氮去除率、总氮（溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素的总量）去除率以及剩余次氯酸钠的含量随m（NaClO）
∶m（NH3）的变化情况如图2所示。
点B剩余NaClO含量低于点A的原因是____。
当m（NaClO）∶m（NH3）>7.6时，水体中总氮去除率反而下降，可能的原因是____。
（3）电极生物膜电解脱硝是电化学和微生物工艺的组合。
某微生物膜能利用电解产生的NO3-活性原子将还原为N2，工作原理如图3所示。
①写出该活性原子H与NO
反应的离子方程式：
________________。
②若阳极生成标准状况下2.24L气体，理论上可除去NO
的物质的量为____mol。
4.【答案】
（1）2c－7a－3b
（2）2NH3+3NaClO=N2+3NaCl+3H2O温度过高，HClO发生分解，氨氮去除率随之降低
增加NaClO的量，反应速率加快，相同时间内NaClO消耗多有部分NH3被氧化成NO
或NO
（3）2NO
+10H=N2↑+2OH−+4H2O0.08
【解析】
（1）已知：
①N2（g）+O2（g）=2NO（g）ΔH1＝akJ·mol−1
②2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）ΔH2＝bkJ·mol−1
③4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（l）ΔH3＝ckJ·mol−1
根据盖斯定律，由③2-②3-①7得反应8NH3（g）+6NO2（g）=7N2（g）+12H2O（l）ΔH＝2ΔH3-3ΔH2-7ΔH1=（2c－7a－3b）kJ·mol−1；
（2）①用次氯酸钠除去氨氮的原理如题20图 1所示。
次氯酸钠、氨气为反应物，次氯酸、盐酸、氢氧化钠均为中间产物，氯化钠、氮气和水为生成物，故该图示的总反应化学方程式为：
2NH3+3NaClO=N2+3NaCl+3H2O；该反应需控制温度，温度过高时氨氮去除率降低的原因是温度过高，HClO发生分解，氨氮去除率随之降低；②点B和点A相比较，m（NaClO）∶m（NH3）增大，增加NaClO的量，反应速率加快，相同时间内NaClO消耗多，故点B剩余NaClO含量低于点A；当m（NaClO）∶m（NH3）>7.6时，有部分NH3被氧化成NO
或NO
，水体中总氮去除率反而下降；（3）电极生物膜电解脱硝是电化学和微生物工艺的组合。
某微生物膜能利用电解产生的NO
活性原子将还原为N2，工作原理如题20图 3所示。
①该活性原子H与NO
反应生成氮气，反应的离子方程式为：
2NO
+10H=N2↑+2OH−+4H2O；②若阳极生成标准状况下2.24L气体，为氧气，转移电子的物质的量为
，根据电荷守恒，根据NO
转化为N2，理论上可除去NO
的物质的量为
mol。
5．Ⅰ．硫和氮的氧化物直接排放会引发严重的环境问题，请回答下列问题：
（1）下列环境问题主要由硫氧化物和氮氧化物的排放引发的是___________。
A.全球变暖B.酸雨C.水体富营养化（水华）D.白色污染
（2）SO2的排放主要来自于煤的燃烧。
常用石灰石脱硫，其产物可以做建筑材料。
已知：
CaCO3（s）=CO2（g）+CaO（s）ΔH=+178.2kJ/mol
SO2（g）+CaO（s）=CaSO3（s）ΔH=－402kJ/mol
2CaSO3（s）+O2（g）=2CaSO4（s）ΔH=－234.2kJ/mol
写出石灰石脱硫的热化学反应方程式___________________________。
Ⅱ．NOx的排放主要来自于汽车尾气，包含NO2和NO，有人提出用活性炭对NOx进行吸附，发生反应如下：
反应a：
C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g）ΔH=－34.0kJ/mol
反应b：
2C（s）+2NO2（g）N2（g）+2CO2（g）ΔH=－64.2kJ/mol
（3）对于反应a，在T1℃时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下：
①0~10min内，NO的平均反应速率v（NO）=___________，当升高反应温度，该反应的平衡常数K___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡；根据上表中的数据判断改变的条件可能是___________（填字母）。
A．加入一定量的活性炭B．通入一定量的NO
C．适当缩小容器的体积D．加入合适的催化剂
（4）某实验室模拟反应b，在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO2气体，维持温度为T2℃，如图为不同压强下反应b经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图。
请从动力学角度分析，1050kPa前，反应b中NO2转化率随着压强增大而增大的原因_____________；在1100kPa时，NO2的体积分数为___________。
（5）用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数（记作Kp）；在T2℃、1.1106Pa时，该反应的化学平衡常数Kp=___________（计算表达式表示）；已知：
气体分压（P分）=气体总压（P总）体积分数。
5.【答案】
（1）B
（2）2CaCO3（s）+2SO2（g）+O2（g）=2CaSO4（s）+2CO2（g）ΔH=-681.8kJ/mol
（3）0.042mol/（L·min）减小BC
（4）1050kPa前反应未达平衡状态，随着压强增大，反应速率加快，NO2转化率提高50%
（5）
或
【解析】
（1）硫氧化物和氮氧化物的排放引发酸雨、光化学烟雾等；A．全球变暖是二氧化碳，A错误；B．硫氧化物和氮氧化物的排放引发硫酸型酸雨和硝酸型酸雨，B正确；C．水体富营养化（水华）是磷元素过量排放，C错误；D．白色污染是聚乙烯、聚氯乙烯等塑料制品造成，D错误；故合理选项是B；
（1）已知：
①CaCO3（s）=CO2（g）+CaO（s）ΔH=+178.2kJ/mol；②SO2（g）+
CaO（s）=CaSO3（s）ΔH=-402kJ/mol；③2CaSO3（s）+O2（g）=2CaSO4（s）ΔH=-234.2kJ/mol；根据盖斯定律，将（①+②）2+③，整理可得：
得到石灰石脱硫的热化学反应方程式：
2CaCO3（s）+2SO2（g）+O2（g）
=2CaSO4（s）+2CO2（g）ΔH=-681.8kJ/mol；（3）①C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g）ΔH=-34.0kJ/mol
，图表数据得到0～10min内，NO的平均反应速率v（NO）=
=0.042mol/（L·min），由于该反应的正反应为放热反应，所以升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，故化学平衡常数减小；②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g），依据图表数据分析，平衡状态物质浓度增大，依据平衡常数计算K=
=
，平衡常数会随温度变化，而平衡常数不变说明改变的条件一定不是温度；依据数据分析，氮气浓度增大，二氧化碳和一氧化氮浓度增大，反应前后气体体积不变，所以可能是减小容器体积后加入一定量一氧化氮；A．加入一定量的活性炭，炭是固体物质，对化学平衡无影响，平衡不移动，A错误；B．通入一定量的NO，新平衡状态下物质平衡浓度增大，B正确；C.适当缩小容器的体积，反应前后体积不变，平衡状态物质浓度增大，C正确；D．加入合适的催化剂，催化剂只改变化学反应速率，不能使化学平衡移动，D错误；故合理选项是BC；（4）1050KPa前反应未达平衡状态，增大压强，物质的浓度增大，反应速率加快，NO转化率提高，在1100kPa时二氧化氮转化率40%，结合三行计算列式得到；设通入二氧化氮2mol，
2C（s）+2NO2（g）
N2（g）+2CO2（g）
起始量200
变化量240%=0.80.40.8
平衡量1.20.40.8
NO2的体积分数=
100%=50%；（5）在1100kPa时二氧化氮转化率40%，结合三行计算列式得到；设通入二氧化氮1mol，
2C（s）+2NO2（g）
N2（g）+2CO2（g）
起始量100
变化量140%=0.40.20.4
平衡量0.60.20.4
气体总物质的量=1.2mol，Kp=
=
Pa。
6．（14分）NO2与SO2能发生反应：
NO2+SO2SO3+NO，某研究小组对此进行相关实验探究。
（1）硝酸厂向大气中排放NO2造成的环境问题是________________________________________。
（2）为了减少SO2的排放，将含SO2的烟气通过洗涤剂X，充分吸收后再向吸收后的溶液中加入稀硫酸，既可以回收SO2，同时又可得到化肥。
上述洗涤剂X可以是________（填序号）。
a．Ca（OH）2b．K2CO3c．Na2SO3d．NH3·H2O
（3）实验中，尾气可以用碱溶液吸收。
NaOH溶液吸收NO2时，发生的反应为2NO2+2OH−===NO
+NO
+H2O，反应中形成的化学键是________（填化学键的类型）。
用NaOH溶液吸收少量SO2的离子方程式为______________________________________。
（4）已知：
2NO（g）+O2（g）2NO2（g） ΔH＝－113.0kJ·mol−1
2SO2（g）+O2（g）2SO3（g） ΔH＝－196.6kJ·mol−1
则NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+N
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