火力发电厂释放出大量氮氧化物（NOx）、SO2和CO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
（1）脱硝。利用甲烷催化还原NOx：
CH4(g) ＋ 4NO2(g) ＝4NO(g) ＋ CO2(g) ＋ 2H2O(g) △H1＝－574 kJ·mol－1
CH4(g) ＋ 4NO(g) ＝2N2(g) ＋ CO2(g) ＋ 2H2O(g) △H2＝－1160 kJ·mol－1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。
（2）脱碳。将CO2转化为甲醇：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) △H3
①在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示。回答：0~10 min内，氢气的平均反应速率为 mol/(L·min)；第10 min后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g)，则平衡 （填“正向”、“逆向”或“不”）移动。
②取五份等体积的CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH）与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3 0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）脱硫。利用Na2SO3溶液可脱除烟气中的SO2。Na2SO3可由NaOH溶液吸收SO2制得。NaOH溶液吸收SO2的过程中，pH随n(SO32-)︰n(HSO3﹣)变化关系如下表：
| n(SO32﹣)︰n(HSO3﹣) |
91︰9 |
1︰1 |
9︰91 |
| pH |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
① 由上表判断，NaHSO3溶液显 性，用化学平衡原理解释： 。
② 当溶液呈中性时，离子浓度关系正确的是（选填字母）： 。
a．c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)
b．c(Na+) > c(HSO3-) > c(SO32-) > c(H+) = c(OH-)
c．c(Na+) + c(H+) = c(SO32-) + c(HSO3-) + c(OH-)
焦炭与CO、H2均是重要的能源，也是重要的化工原料。
（1）已知C、H2、CO的燃烧热（△H）分别为－393.5 kJ·mol－1、－285.8kJ·mol－1、－283 kJ·mol－1，又知水的气化热为＋44 kJ／mol。
①焦炭与水蒸气反应生成CO、H2的热化学方程式为___________________。
②若将足量焦炭与2mol水蒸气充分反应，当吸收能量为191．7 kJ时，则此时H2O（g）的转化率为_________________。
（2）将焦炭与水蒸气置于容积为2L的密闭容器中发生反应：C（s）＋H2O（g）
CO（g）＋H2（g），其中H2O、CO的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
①第一个平衡时段的平衡常数是______________，若反应进行到2 min时，改变了温度，使曲线发生如图所示的变化，则温度变化为___________（填“升温”或“降温”）。
②反应至5 min时，若也只改变了某一个条件，使曲线发生如图所示的变化，该条件可能是下述中的____。
a．增加了C
b．增加了水蒸气
c．降低了温度
d．增加了压强
（3）假设（2）中反应在第2min时，将容器容积压缩至1 L，请在上图中绘制出能反映H2O、CO物质的量变化趋势的图像。
（4）若以CO、O2、K2CO3等构成的熔融盐电池为动力，电解400 mL饱和食盐水，则负极上的电极反应式为______________________，当有5·6g燃料被消耗时，电解池中溶液的pH＝__________（忽略溶液的体积变化，不考虑能量的其它损耗）。
【化学——选修2：化学与技术】工业上以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三个阶段进行，即煅烧、催化氧化、吸收。请回答下列问题：
（1）煅烧黄铁矿形成的炉气必须经除尘、洗涤、干燥后进入 （填设备名称），其主要目的是 。
（2）催化氧化所使用的催化剂钒触媒（V2O5）能加快二氧化硫氧化速率，此过程中产生了一连串的中间体（如图），其中a、c二步反应的化学方程式可表示为： 、 。
（3）550℃时，SO2转化为SO3的平衡转化率（α）与体系总压强（P）的关系如图所示，则：将2．0mol SO2和1．0mol O2置于5L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0．10M Pa，A与B表示不同压强下的SO2转化率，通常情况下工业生产中采用常压的原因是： 。
（4）为循环利用催化剂，科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，回收率达91．7%以上。已知废钒催化剂中含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣，查阅资料知：VOSO4可溶于水，V2O5难溶于水，NH4VO3难溶于水。该工艺的流程如图如下：
则反应①②③④中属于氧化还原反应的是 （填数字序号），反应①的离子方程式为 ，该工艺中反应③的沉淀率（又称沉钒率）是回收钒的关键之一，沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比）和温度。根据下图试建议控制氯化铵系数和度： 、 。
CO和H2的混合气体俗称合成气，是一种重要的工业原料气，工业上利用天然气（主要成分为CH4）与水进行高温重整制备合成气。
（1）已知：CH4、H2和CO的燃烧热（△H）分别为－890．3kJ/mol、－285．8kJ/mol和－283．0kJ/mol，且1mol液态水汽化时的能量变化为44．0kJ。用1 m3（标准状况）的甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气所需的热量为 （保留整数）。
（2）在一定温度下，向体积为2L的密闭容器中充入0．40mol CH4和0．60mol H2O（g），测得CH4（g）和H2（g）的物质的量浓度随时间变化如下表所示：
| 物质浓度 时间/min |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
| CH4 |
0.2mol·L－1 |
0.13 mol·L－1 |
0.1 mol·L－1 |
0.1 mol·L－1 |
0.09 mol·L－1 |
| H2 |
0 mol·L－1 |
0.2 mol·L－1 |
0.3 mol·L－1 |
0.3 mol·L－1 |
0.33 mol·L－1 |
①计算该反应第一次达平衡时的平衡常数K 。
②3min时改变的反应条件是 （只填一种条件的改变即可）。
（3）已知温度、压强、投料比X[n（CH4）/n（H2O）]对该反应的影响如图所示。
①图1中的两条曲线所示投料比的关系X1 X2（填“=”、“>”或“<”下同）。
②图2中两条曲线所示的压强比的关系：P1 P2。
（4）以天然气（设杂质不参与反应）、KOH溶液为原料可设计成燃料电池：
①放电时，负极的电极反应式为 。
②设装置中盛有100．0mL 3．0mol/L KOH溶液，放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为8.96L，放电过程中没有气体逸出，则放电完毕后，所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为 。
铵盐是一种重要的水体污染物。某课题组利用电解法，在含Cl-的水样中，探究将NH4+转化为N2而脱氮的影响因素和反应机理。
（1）电解法脱氮的原理可能如下：
①直接电氧化
在碱性条件下，发生2NH3 + 6OH- - 6e- = N2 + 6H2O反应的电极为 （填“阴”、“阳”）极；
②-OH(自由羟基)电氧化
在电流作用下，利用产生的强氧化性中间产物OH脱氮，-OH中O元素的化合价 ；
③间接电氧化
利用电解产生的Cl2，与H2O作用生成HClO进行脱氮。请写出HClO在酸性条件下氧化NH4+的离子方程式 。
（2）探究适宜的实验条件
下图为不同电流强度下脱氮的效果，综合考虑能耗因素，电流强度应选择 A。
（3）该课题组进一步探究脱氮过程中的强氧化性的活性中间产物，提出了如下假设，请你完成假设三：
假设一：只有·OH；
假设二：只有HClO；
假设三： 。
（4）请你设计实验探究脱氮过程中是否有·OH产生，完成下表内容。
| 实验方案 |
预期实验结果和结论 |
| 配制一定pH、NH4+和Cl-浓度的溶液，用最佳电流强度，电解样品90min后，采用电子自旋共振法检测样品中·OH |
|
（5）研究得知，脱氮过程主要以原理③为主，弱酸性溶液中比强酸溶液中更利于使NH4+转化为N2而脱氮，请从化学平衡移动的角度解释其原因 。
下图是部分短周期元素原子（用字母表示）最外层电子数与原子序数的关系。请回答下列问题：
（1）Y在元素周期表中位于第____周期、第 族；P的基态原子核外电子排布式为________。
（2）Y、P、R第一电离能大小的顺序为 （用化学符号表示，下同），X、R、W的气态氢化物水溶液酸性大小顺序为 。
（3）X、Z的单质按物质的量比1：2反应生成的化合物中化学键类型有 ；计算2mol该化合物与标准状况下33. 6LCO2和l0mol水蒸气混合物充分反应后转移电子的物质的量是 。
（4）Q单质与Z的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应，化学方程式为 。
（5）已知：反应I CaSO4( s)＋CO(g)
CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g) △H＝＋218.4kJ/mol
反应Ⅱ CaSO4(s)＋4CO(g)CaS(s)＋4CO2(g) △H＝-175.6kJ/mol
假设某温度下，反应I的速率(v1)大于反应II的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是 
粤公网安备 44130202000953号