2023届高考化学二轮复习《化学反应原理》大题专练07(解析版)

这是一份2023届高考化学二轮复习《化学反应原理》大题专练07(解析版)，共28页。试卷主要包含了肼和氨均为重要的化工原料等内容，欢迎下载使用。
已知：Ⅰ.N2H4(l)＋O2(g)N2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－624.0 kJ·ml－1
Ⅱ.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·ml－1
Ⅲ.2NH3(g)N2H4(l)＋H2(g) ΔH＝＋144.8 kJ·ml－1
回答下列问题：
(1)H2的燃烧热ΔH＝________。
(2)T1 ℃时，向恒容的密闭容器中加入1 ml N2H4和1 ml O2，发生反应Ⅰ。达到平衡后，只改变下列条件，能使N2的平衡体积分数增大的是________(填选项字母)。
A．增大压强 B．再通入一定量O2
C．分离出部分水D．降低温度
(3)在恒压绝热的密闭容器中通入一定量的N2和H2，发生反应Ⅱ和反应Ⅲ。反应Ⅲ对N2的平衡转化率的影响为________(填“增大”“减小”或“无影响”)，理由为 。
(4)t2 ℃时，向刚性容器中充入NH3，发生反应Ⅲ。NH3和H2的分压(p)与时间(t)的关系如图所示。
①0～t1 min内，反应的平均速率v(NH3)＝________ kPa·min－1。
②反应的平衡常数Kp＝________kPa－1(Kp为用分压表示的平衡常数)。
③反应物分子的有效碰撞几率：M________N(填“>”“ ) ④温度升高，体积不变，分压增大；该反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，分压增大
解析：(1)根据盖斯定律eq \f(1,2)(Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ)可求ΔH。
(2)增大压强，化学平衡不移动，N2的平衡体积分数不变，A错误；再通入一定量O2，化学平衡正向移动，产生N2，但平衡移动的趋势是微弱的，由于方程式两边都是只有一种气体，通入O2，平衡常数不变，则N2的平衡体积分数不变，B错误；分离出部分水，由于水是液态物质，移出不能改变平衡，故对平衡移动无影响，所以N2的平衡体积分数不变，C错误；降低温度，化学平衡正向移动，N2的平衡体积分数增大，D正确。
(4)①由图可知：NH3的起始分压为p0 kPa，t1 min时假设H2的分压变化为x，此时NH3、H2的分压相等，根据方程式2NH3(g)N2H4(l)＋H2(g)可知此时x＝p0－2x，所以x＝eq \f(p0,3) kPa，则在0～t1 min内，反应的平均速率v(NH3)＝eq \f(2p0,3t1) kPa·min－1；
②根据图像可知平衡时H2的平衡分压为p1 kPa，则NH3的平衡分压为(p0－2p1)kPa，所以该反应用平衡分压表示的化学平衡常数Kp＝eq \f(p1kPa,[p0－2p1kPa]2)＝eq \f(p1,p0－2p12) kPa－1。
③M点到N点，反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率，所以反应物分子的有效碰撞几率：M>N。
2．Ⅰ.据报道，我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰(甲烷的水合物)试采获得成功。甲烷是一种重要的化工原料。
(1)甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式，除部分氧化外还有以下两种：
水蒸气重整：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH1＝＋205.9 kJ·ml－1 ①
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝－41.2 kJ·ml－1 ②
二氧化碳重整：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH3 ③
则反应①自发进行的条件是________，ΔH3＝________kJ·ml－1。
Ⅱ.氮的化合物以及氮的固定一直是科学家研究的重要课题，合成氨则是人工固氮比较成熟的技术，其原理为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。
(2)在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始N2、H2分别为0.1 ml、0.3 ml时，平衡后混合物中氨的体积分数(φ)如图所示。
①其中，p1、p2和p3由大到小的顺序是________________，该反应ΔH________0(填“>”“”“p2>p3 < < 8.3×103
(3)正极 NO2－e－＋NOeq \\al(－,3)===N2O5
解析：Ⅰ.(1)反应①方程式CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH1＝＋205.9 kJ·ml－1，可知该反应的正反应ΔH>0，ΔS>0，满足ΔH－TΔSp2>p3，因此压强关系是p1>p2>p3；在压强相同时，升高温度，NH3的含量降低，说明升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，根据平衡移动原理，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应，故反应热小于零，该反应ΔHp2，由图可知，B对应的温度高、压强大，所以反应速率B>A，即vA(N2)”“
(4)①3×10－3 ml·L－1·min－1 80% ②a
解析：(1)可以从催化剂的选择性和温度影响考虑。
(2)①根据盖斯定律a＋b可知ΔH＝－102 kJ·ml－1。
②可以考虑温度对b反应的影响考虑原因。
(3)②Qc＝eq \f(0.4×0.4,0.2×0.23)＝100v逆。
(4)①2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)
n(始)/ml 0.1 0.3 0 0
Δn/ml x x eq \f(x,2) x
n(平)/ml 0.1－x 0.3－x eq \f(x,2) x
eq \f(0.1－x＋0.3－x＋\f(x,2)＋x,0.1＋0.3)＝0.925，x＝0.06
v(N2)＝eq \f(0.06×\f(1,2) ml,2 L×5 min)＝3×10－3 ml·L－1·min－1
平衡时，eq \f(0.1－x＋0.3－x＋\f(x,2)＋x,0.1＋0.3)＝0.9，x＝0.08
α(平)＝eq \f(0.08,0.1)×100%＝80%。
②原平衡：n(平)＝0.36 ml，再充入0.06 ml CO2，eq \f(p,p0)＝eq \f(0.36＋0.06,0.4)＝1.05。
4．随着科技进步和人类环保意识的增强，如何利用CO2已经成为世界各国特别关注的问题。
已知：CO2与CH4经催化重整制得合成气：CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g) ΔH
(1)降低温度，该反应速率会________(填“增大”或“减小”)；一定压强下，由最稳定单质生成1 ml化合物的焓变称为该物质的摩尔生成焓。已知CO2(g)、CH4(g)、CO(g)的摩尔生成焓分别为－395 kJ·ml－1、－74.9 kJ·ml－1、－110.4 kJ·ml－1。则上述重整反应的ΔH＝________ kJ·ml－1。
(2)T1 ℃时，在两个相同刚性密闭容器中充入CH4和CO2分压均为20 kPa，加入催化剂Ni/α­Al2O3并分别在T1 ℃和T2 ℃进行反应，测得CH4转化率随时间变化如图Ⅰ所示。
图Ⅰ
①A点处v正________B点处v逆(填“>”“ 1.872 (3)C
(4)一定未 催化剂不会改变平衡转化率，乙催化剂c点未与甲催化剂同样温度的点相交，转化率不相等，说明c点不是平衡转化率
b和a两点反应都未达到平衡状态，b点温度高，反应速率快，相同时间内转化率高(或其他合理答案)
解析：(1)根据题意知①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－395 kJ·ml－1
②C(s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝－74.9 kJ·ml－1，
③2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－220.8 kJ·ml－1，根据盖斯定律③－①－②可得ΔH＝＋249.1 kJ·ml－1。
(2)①A点处于平衡状态前，v正>v逆。
② CH4(g) ＋ CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)
开始P/kPa 20 20 0 0
变化P/kPa 20×40% 20×40% 2×20×40% 2×20×40%
平衡P/kPa 12 12 16 16
v生成(CO)＝1.3×10－2×12×12 ml·g－1·s－1＝1.872 ml·g－1·s－1。
5．甲醇是基本的有机合成原料之一，甲醇的制取及应用是有机工业研究的热点。
(1)以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：
反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－49.5 kJ·ml－1
反应Ⅱ：CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH2＝－90.4 kJ·ml－1
反应Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O (g) ΔH3
①反应Ⅲ能够自发进行的原因是__________________________________________。
②不同压强下，按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，测得CO2的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。压强 p1______p2（填“＞”或“0，根据复合判据，要能够自发进行，ΔG0；
②根据图像可知，在相同温度下，p1、p2、p3对应的CO2的平衡转化率依次减小，而增大压强，平衡向气体体积减小方向移动，即正反应方向移动，CO2的平衡转化率增大，故p1 >p2 >p3；
根据曲线变化趋势T1 K后，温度对平衡的影响比压强大得多，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，而反应Ⅲ为吸热反应，故反应主要以反应Ⅲ主；T2 K后，反应还是主要以反应Ⅲ主，反应Ⅲ前后气体分子数相等，改变压强对平衡没有影响；
(2) ①根据工作原理图可知，该装置为电解池，阳极上CH3OH和CO失去电子变成(CH3O)2CO，其电极反应式为2CH3OH＋CO－2e－=(CH3O)2CO＋2H＋；
②根据工作原理图可知，A是电源的正极，B是电源的负极，铅蓄电池负极上Pb放电，故B应与铅蓄电池的Pb相连。
6．煤炭燃烧时产生大量SO2、NO对环境影响极大。
(1)使用清洁能源可有效减少SO2等的排放。煤的液化是现代能源工业中重点推广的能源综合利用方案，最常见的液化方法为用煤生产CH3OH。已知制备甲醇的有关化学反应及平衡常数如下：
i：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－90.8 kJ/ml
ii：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝－41.2 kJ/ml
iii：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH3
850 ℃时，三个反应的平衡常数分别为K1＝160、K2＝243、K3＝160。甲醇还可以与乙酸反应制香料，反应为：CH3OH(l)＋CH3COOH(l)CH3COOCH3(l)＋H2O(l)
①ΔH3＝________，制香料反应的平衡常数K的表达式为______________________。
②850 ℃，在密闭容器中进行反应i，开始时只加入CO2、H2，反应10 min后测得各组分的浓度如下表。比较正、逆反应的速率的大小：v正________v逆(填“>”、“
(2)①3×10－3 ml/(L·min) 80% ②下方
(3)2SOeq \\al(2－,3)＋4H＋＋2e－===S2Oeq \\al(2－,4)＋2H2O ②1 344
解析：①反应iii＝反应i＋反应ii，所以ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝－90.8＋(－41.2)＝－132.0(kJ/ml)。该反应的平衡常数表达式为K＝eq \f(c（CH3COOCH3）·c（H2O）,c（CH3OH）·c（CH3COOH）)。注意这里的水不是溶剂所以应该有浓度，不能视为1。②10 min时反应i的浓度熵Qc＝eq \f(0.4×0.4,0.2×0.23)＝100v逆。
(2)①同温同体积下，压强的比等于气体的物质的量的比，5分钟的时候压强是初始压强的0.925倍，所以气体的物质的量是初始物质的量的0.925倍，即5分钟的时候物质的量为(0.1＋0.3)×0.925＝0.37(ml)，减少了0.03 ml气体。反应为2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，每反应2 ml NO和2 ml CO生成1 ml N2和2 ml CO2，气体的物质的量会减少1 ml，所以可以认为每生成1 ml N2会减少1 ml气体。上面计算出来气体减少了0.03 ml，所以生成0.03 ml N2，则v(N2)＝eq \f(0.03 ml,2 L×5 min)＝0.003 ml·L－1·min－1。达平衡时的压强是初始压强的0.9倍，所以平衡时的总物质的量为(0.1＋0.3)×0.9＝0.36(ml)，气体的物质的量一共减少0.04 ml，由上所述可以得到：生成0.04 ml N2，所以反应的NO为0.08 ml，其转化率为0.08 ml÷0.1 ml×100%＝80%。
②根据①中计算的数据，第一次达平衡时，总物质的量为0.36 ml，加入0.06 ml CO瞬间总物质的量变为0.42 ml，此时p/p1＝0.42/0.4＝1.05(就是A点的纵坐标)。因为加入CO，所以反应的平衡向正反应方向移动，气体的物质的量还会减少，所以p/p0的数值会减小，达到新平衡时，p/p0的数值一定在A点下方。
(3)①阴极应该是将SOeq \\al(2－,3)得电子转化为S2Oeq \\al(2－,4)，即将＋4价S转化为＋3价的S，所以2个SOeq \\al(2－,3)得2个电子转化为1个S2Oeq \\al(2－,4)，反应物中再补充氢离子，生成物补充水分子，根据原子个数守恒和电荷守恒配平得到：2SOeq \\al(2－,3)＋4H＋＋2e－===S2Oeq \\al(2－,4)＋2H2O。②NO吸收转化后的主要产物为NHeq \\al(＋,4)，即N的化合价由＋2降低为－3，所以1个NO得到5个电子，即NO的物质的量是转移电子的物质的量的eq \f(1,5)，当转移0.3 ml e－时反应的NO为0.06 ml，体积为1 344 mL。
7．天然气可制备合成气，进而制备甲醇等化工原料。
(1)如图是以甲烷、氧气和水蒸气为原料制备合成气的能量图，某工厂为实现能量的零排放和零补充，则进料气中氧气与水蒸气的体积比应为________。
(2)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，正极的电极反应式为__________________________________。
②设装置中盛有100.0 mL 3.0 ml·L－1 KOH溶液，放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为8.96 L，假设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顺序为_______________________________。
(3)以H2、CO为原料合成甲醇：2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g) ΔHc(HCOeq \\al(－,3))>c(COeq \\al(2－,3))>c(OH－)>c(H＋)
(3)①eq \f(aβ,5) ml·L－1·min－1 ②eq \f(β,4a2（1－β）3) ③降低温度 ④eq \f(β,3－2β)
(4)2c(Na＋)＝3c(H2CO3)＋3c(HCOeq \\al(－,3))＋3c(COeq \\al(2－,3))
解析：(1)由题图知，①aCH4(g)＋eq \f(a,2)O2(g)===xCO(g)＋H2(g) ΔH＝－18 kJ·ml－1，根据碳原子守恒，a＝x，根据氢原子守恒，4a＝2，a＝eq \f(1,2)＝x，则①为eq \f(1,2)CH4(g)＋eq \f(1,4)O2(g)===eq \f(1,2)CO(g)＋H2(g) ΔH＝－18 kJ·ml－1；
②bCH4(g)＋bH2O(g)===yCO(g)＋H2(g) ΔH＝＋72 kJ·ml－1，根据碳原子守恒，y＝b，根据氢原子守恒，6b＝2，b＝eq \f(1,3)＝y，则②为eq \f(1,3)CH4(g)＋eq \f(1,3)H2O(g)===eq \f(1,3)CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋72 kJ·ml－1，为实现能量的零排放和零补充，则根据盖斯定律，由①×12＋②×3得7CH4(g)＋3O2(g)＋H2O(g)===15H2(g)＋7CO(g) ΔH＝0，所以进料气中氧气与水蒸气的体积比应为3∶1。
(2)①正极上发生还原反应，氧气在正极放电生成氢氧根离子，正极的电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
②参与反应的氧气在标准状况下的体积为8.96 L，物质的量为eq \f(8.96 L,22.4 L·ml－1)＝0.4 ml，根据得失电子守恒可知，生成二氧化碳的物质的量为eq \f(0.4 ml×4,8)＝0.2 ml，n(KOH)＝0.1 L×3.0 ml·L－1＝0.3 ml，n(KOH)∶n(CO2)＝0.3 ml∶0.2 ml＝3∶2，发生反应2CO2＋3KOH===K2CO3＋KHCO3＋H2O，溶液中碳酸根离子水解，碳酸氢根离子的水解程度大于电离程度，则溶液呈碱性，故c(OH－)>c(H＋)，碳酸根离子的水解程度大于碳酸氢根离子，故c(HCOeq \\al(－,3))>c(COeq \\al(2－,3))，由于水解是微弱的，则碳酸根离子的浓度远大于氢氧根离子的浓度，故c(K＋)>c(HCOeq \\al(－,3))>c(COeq \\al(2－,3))>c(OH－)>c(H＋)。
(3)根据三段式法进行计算：2H2 (g) ＋ CO (g) CH3OH (g) △H＜0
n(起始/ml) 2α α 0
n(转化/ml) 2αβ αβ αβ
n(平衡/ml) 2α(1－β) α(1－β) αβ
①v(H2)＝eq \f(2aβ ml,10 min×1 L)＝eq \f(aβ,5) ml·L－1·min－1。
②平衡时，c(H2)＝2a(1－β)ml·L－1，c(CO)＝a(1－β)ml·L－1，c(CH3OH)＝aβ ml·L－1，则K＝eq \f(c（CH3OH）,c（CO）·c2（H2）)＝eq \f(aβ,a（1－β）·[2a（1－β）]2)＝eq \f(β,4a2（1－β）3)。
③CO的平衡转化率增大，说明平衡向右移动，若增大压强，平衡向右移动，但反应速率增大；若降低温度，平衡向右移动，反应速率减慢，故改变的一个条件是降低温度。
④反应达到平衡时，甲醇的体积分数φ(CH3OH)＝eq \f(aβ,aβ＋3a－3aβ)＝eq \f(β,3－2β)。(4)c(NaHCO3)＝c(Na2CO3)，M中的物料守恒式为eq \f(c（Na＋）,c（H2CO3）＋c（HCOeq \\al(－,3)）＋c（COeq \\al(2－,3)）)＝eq \f(1＋2×1,1＋1)＝eq \f(3,2)。
8．H2S是石油化工行业广泛存在的污染性气体，但同时也是重要的氢源和硫源，工业上可以采取多种方式处理。
Ⅰ．干法脱硫
(1)已知H2S的燃烧热为a J∙ml−1，S的燃烧热为b J∙ml−1，则常温下空气直接氧化脱除H2S的反应：2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) △H＝______kJ∙ml−1 。
(2)常用脱硫剂的脱硫效果及反应条件如下表，最佳脱硫剂为_________。
Ⅱ．热分解法脱硫
在密闭容器中，充入一定量的H2S气体，发生热分解反应H2S(g)控制不同的温度和压强进行实验，结果如图(a)。
(3)图(a)中压强关系p1、p2、p3由大到小的顺序为______，该反应为____（填“吸热”或“放热”）反应，若要进一步提高H2S的平衡转化率，除了改变温度和压强外，还可以采取的措施有_______。
(4)若压强为p、温度为975℃时，H2S(g)的平衡常数K=0.04，则起始浓度c=______ml∙Lˉ1，若向容器中再加入1ml H2S气体，相同温度下再次达到平衡时，K_____0.04（填“>”、“p2>p1 吸热 移出产物H2或S2
(4)0.018 = (5)2Fe3++2H+ eq \(=====,\s\up7(电解)) 2Fe2++H2↑
(6)气液比减小，通入H2S的总量减少，参加反应的H2S的量减少，吸收速率减小；吸收液的量增大，气液接触更充分，使硫化氢的吸收率增大。
解析：(1)已知H2S的燃烧热为a kJ∙ml−1，S的燃烧热为b kJ∙ml−1，则有H2S(g)+O2(g)=
SO2(g)+H2O(l) ΔH=-akJ∙ml−1①，S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-bkJ∙ml−1②，根据盖斯定律则方程式2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) ΔH＝2×①-2×②=-2a+2bkJ∙ml−1，答案为：-2a+2b；
(2)结合表中信息，活性炭的出口硫小，温度为常温，操作压力较小，且可再生，故最佳脱硫剂为活性炭，答案为：活性炭；
(3)该反应的正反应方向为气体分子数增大，增大压强平衡逆向移动，H2S的平衡转化率减小，即压强越大，H2S的平衡转化率越小，则有p3>p2>p1；由图可知升高温度，H2S的平衡转化率增大，说明升高温度平衡正向移动，则正反应为吸热反应；若要进一步提高H2S的平衡转化率，除了改变温度和压强外，还可以通过减少生成物的浓度使平衡正向移动，即移出产物H2或S2；答案为：p3>p2>p1；吸热；移出产物H2或S2；
(4)已知压强为p、温度为975℃时H2S的平衡转化率为40%，且平衡常数K=0.04，设始浓度为x ml∕L，“三段式”表示为： H2S(g)
，
已知平衡常数K，则有，解得x=0.018；若向容器中再加入1ml H2S气体，相同温度下再次达到平衡时，平衡常数不变，因为平衡常数只与温度有关，温度不变，所以平衡常数不变；答案为：0.018；＝；
(5)间接电解法是通过FeCl3溶液吸收并氧化H2S气体，FeCl3溶液被还原为FeCl2，反应后溶液通过电解再生即将FeCl2氧化为FeCl3，所以电解反应器总反应的离子方程式为2Fe3++2H+ eq \(=====,\s\up7(电解))2Fe2++H2↑；答案为：2Fe3++2H+ eq \(=====,\s\up7(电解)) 2Fe2++H2↑；
(6)结合反应原理和图象分析，气液比减小，通入H2S的总量减少，参加反应的H2S的量减少，吸收速率减小；吸收液的量增大，气液接触更充分，使硫化氢的吸收率增大。答案为：气液比减小，通入H2S的总量减少，参加反应的H2S的量减少，吸收速率减小；吸收液的量增大，气液接触更充分，使硫化氢的吸收率增大。
9．N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为____________。
(2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为
NO+NO2+2OH−＝2NO2-+H2O
2NO2+2OH-＝ NO2-+ NO3-+H2O
①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有____________（填字母）。
A．加快通入尾气的速率 B．采用气、液逆流的方式吸收尾气
C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中的主要杂质是____________（填化学式）；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是____________（填化学式）。
(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同，NO转化为NO3-的转化率随NaClO溶液初始pH（用稀盐酸调节）的变化如图所示。
①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl−和NO3-，其离子方程式为____________。
②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是____________。
答案：(1)2NH3+2O2eq \(=======,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))N2O+3H2O
(2)①BC②NaNO3NO
(3)①3HClO+2NO+H2O＝3Cl−+2NO3—+5H+
②溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强
解析：(1)NH3与O2在加热和催化剂作用下发生氧化还原反应生成N2O，根据得失电子守恒和原子守恒可知反应有水生成，配平化学方程式为：2NH3+2O2eq \(=======,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))N2O+3H2O；
(2)①A.加快通入尾气的速率，不能提高尾气中NO和NO2的去除率，不选A；B.采用气、液逆流的方式吸收尾气，可使气液充分接触，能提高尾气中NO和NO2的去除率，选B；C.定期补充适量的NaOH溶液可增大反应物浓度，能提高尾气中NO和NO2的去除率，选C。故答案为BC；
②由吸收反应：NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O，2NO2+2OH-=NO2-+ NO3-+H2O可知，反应后得到NaNO2和NaNO3混合溶液，经浓缩、结晶、过滤得到NaNO2和NaNO3晶体，因此得到的NaNO2混有NaNO3；由吸收反应可知，若NO和NO2的物质的量之比大于1：1，NO不能被吸收，因此，吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO，故答案为NaNO3；NO；
(3)①在酸性的NaClO溶液中，次氯酸根离子和氢离子结合生成HClO，HClO和NO发生氧化还原反应生成NO3-和Cl-，根据得失电子守恒及电荷守恒、原子守恒，配平离子方程式为2NO+3HClO+H2O＝2 NO3-+3 Cl-+5H+；
②在相同条件下，氧化剂的浓度越大，氧化能力越强，由反应2NO+3HClO+H2O=2NO3-+3 Cl-+5H+可知，溶液pH越小，溶液中HClO浓度越大，氧化NO的能力越强。
10．乙二醇是一种重要的有机化工原料，在478 K利用草酸二甲酯催化加氢合成乙二醇的反应历程如下：
①CH3OOCCOOCH3(g)＋2H2(g)HOCH2COOCH3(g)＋CH3OH(g) ΔH1＝a kJ·ml－1
②HOCH2COOCH3(g)＋2H2(g)HOCH2CH2OH(g)＋CH3OH(g) ΔH2＝b kJ·ml－1
③HOCH2CH2OH(g)＋H2(g)C2H5OH(g)＋H2O(g) ΔH3＝c kJ·ml－1
(1)写出478 K时草酸二甲酯催化加氢合成乙二醇的热化学方程式： 。
(2)下表是各反应在不同温度下的平衡常数：
①反应③的平衡常数表达式K＝________________，ΔH3____________0(选填“＞”“＝”或“＜”)。
②下列有关反应②的说法中正确的是____________(填标号)。
A．较低温度有利于反应②自发进行
B．恒容条件下，当反应混合气体的平均摩尔质量不再改变时，反应达到了平衡
C．升高温度，有利于提高乙二醇的产率
D．增加氢气的浓度，一定既能加快反应的速率，又能提高乙二醇的百分含量
(3)分析图1、图2，选择工业上合成乙二醇的最佳压强及 n(H2)∶n(草酸二甲酯)比例为_______________________________________(填标号)。
A．0～1 MPa，n(H2)∶n(草酸二甲酯)＝40 B．1～2 MPa，n(H2)∶n(草酸二甲酯)＝20
C．2～3 MPa，n(H2)∶n(草酸二甲酯)＝40 D．2～3 MPa，n(H2)∶n(草酸二甲酯)＝20
(4)图3表示温度对反应的影响，试分析工业上合成乙二醇时，实际温度不高也不低，选择在473 K的理由：________________________________________________________________。
(5)对反应①，在478 K、恒压条件下，充入草酸二甲酯和H2各2 ml，一段时间后达平衡，若在t1时刻再充入各1 ml 的反应物(其他条件不变)，t2时重新达到平衡，请在图4中画出正逆反应速率随时间变化的示意图。
答案：(1)CH3OOCCOOCH3(g)＋4H2(g)HOCH2CH2OH(g)＋2CH3OH(g) ΔH＝(a＋b)kJ·ml－1
(2)①eq \f(c(CH3CH2OH)·c(H2O),c(HOCH2CH2OH)·c(H2)) ＜ ②AB (3)C
(4)此反应的催化剂在473 K时催化活性最好
(5)
解析：(1)由盖斯定律，①＋②可得CH3OOCCOOCH3(g)＋4H2(g)HOCH2CH2OH(g)＋2CH3OH(g) ΔH＝(a＋b)kJ·ml－1。
(2)①HOCH2CH2OH(g)＋H2(g)C2H5OH(g)＋H2O(g)，K＝eq \f(c(CH3CH2OH)·c(H2O),c(HOCH2CH2OH)·c(H2))，温度升高，K减小，说明逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，ΔH3＜0。
②HOCH2COOCH3(g)＋2H2(g)HOCH2CH2OH(g)＋CH3OH(g) ΔS＜0，K随温度的升高而减小，因此ΔH2＜0，则ΔG＝ΔH－TΔS在低温时小于0，自发进行，故A正确；反应物和生成物都是气体，m恒定，反应前后相比，气体的物质的量n减小，由M＝可知，M为变量，因此恒容条件下，当反应混合气体的平均摩尔质量不再改变时，反应达到了平衡，故B正确；升高温度，平衡逆向移动，不利于提高乙二醇的产率，故C错误；增加氢气的浓度，反应①②③化学反应速率增大，平衡正向移动，但①②生成乙二醇，反应③消耗乙二醇，因此不能确定乙二醇的百分含量的变化趋势，故D错误。
(3)由图1可知，增大压强有利于合成乙二醇，因此选择2～3 Mpa，由图2可知 n(H2)∶n(草酸二甲酯)越大，有利于合成乙二醇，因此选择n(H2)∶n(草酸二甲酯)＝40。
(4)由图3可知温度对草酸二甲酯的转化率和乙二醇的选择性影响不大，选择在473 K在于催化剂的活性最好。
(5)在478 K、恒压条件下，在t1时刻再充入各1 ml的反应物，反应物浓度增大，生成物浓度减小，其平衡与之前的平衡为等效平衡。
物质
H2
CO2
CH3OH
H2O
浓度/(ml·L－1)
0.2
0.2
0.4
0.4
物质
H2
CO2
CH3OH
H2O
浓度/ml/L
0.2
0.2
0.4
0.4
脱硫剂
出口硫（mg·m−3）
脱硫温度（℃）
操作压力（MPa）
再生条件
一氧化碳
＜1.33
300～400
0～3.0
蒸气再生
活性炭
＜1.33
常温
0～3.0
蒸气再生
氧化锌
＜1.33
350～400
0～5.0
不再生
锰矿
＜3.99
400
0～2.0
不再生
温度
反应
458 K
478 K
488 K
①
1.78×104
1.43×104
1.29×104
②
1.91×107
1.58×107
1.45×107
③
8.11×108
3.12×108
2.00×108