1、填空题 (14分)已知CO2、SO2、NOx是对环境影响较大的气体,请你运用所学知识参与环境治理,使我们周围的空气更好。
(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3,反应混合体系
中SO3的百分含量和温度的关系如右图所示(曲线上
点均为平衡状态)。由图可知:

①2SO2(g) + O2(g)
2SO3(g)的△H____0(填“>”或“<”),若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡 移动(填“向左”、“向右”或“不移动”);
②若温度为T1时,反应进行到状态D时,v(正)_______v(逆)(填“>”、“<”或“=”);
③硫酸厂的SO2尾气用过量的氨水吸收,对SO2可进行回收及重新利用,反应的化学方程式为 、 ;
④新型氨法烟气脱硫技术是采用氨水吸收烟气中的SO2,再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应。其优点除了能回收利用SO2外,还能得到一种复合肥料,该复合肥料可能的化学式为:________(只要求写一种);
(2)汽车尾气(含有烃类、CO、NOx等物质)是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂)。其前半部反应方程式为:
2CO+2NO
2CO2+N2。它的优点是 ;
(3)有人设想用图所示装置,运用电化学原理将CO2、SO2转
化为重要化工原料。

①若A为CO2,B为H2,C为CH3OH,则正极电极反应式为
;
②若A为SO2,B为O2,C为H2SO4。科研人员希望每分钟
从C处获得100 mL 10 mol/L H2SO4,则A处通入烟气(SO2
的体积分数为1%)的速率为 L/min(标准状况)。
参考答案:(14分)
(1)① < ;(1分) 向左;(1分) ② > ;(2分)
③ SO2+H2O+2NH3 =(NH4)2SO3 、
(NH4)2SO3+H2SO4 =(NH4)2SO4+SO2↑+H2O ;(2分)
④(NH4)3PO4(或(NH4)2HPO4 、NH4H2PO4);(2分)
(2)使CO与NO反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒气体;(2分)
(3) ① CO2+6H++6e-= CH3OH+H2O ;(2分) ② 2240 。(2分)
本题解析:(1)①根据图可判断随温度升高,三氧化硫的百分含量减小,说明升温平衡逆向移动,所以正向是放热反应,△H<0;在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,使容器体积增大,各物质浓度均减小,相当于体系减小压强,平衡向左移动;
②若温度为T1时,反应进行到状态D时,三氧化硫的转化率未达平衡状态的转化率,所以反应正向进行,v(正)>v(逆);
③SO2尾气用过量的氨水吸收,先生成亚硫酸铵,再与硫酸反应又生成二氧化硫,化学方程式为SO2+H2O+2NH3 =(NH4)2SO3 、(NH4)2SO3+H2SO4 =(NH4)2SO4+SO2↑+H2O ;
(2)它的优点是使有毒气体转化为无毒气体;
(3)①若A为CO2,B为H2,C为CH3OH,则正极发生还原反应,元素化合价降低,所以是CO2发生还原反应生成甲醇,电极反应式为CO2+6H++6e-= CH3OH+H2O;
②A为SO2,则SO2+2H2O-2e-=H2SO4+2H+,每分钟从C处获得1mol H2SO4,则需要二氧化硫是22.4L(标准状况),SO2的体积分数为1%,所以A处通入烟气的速率是22.4L/min÷1%=2240L/min。
考点:考查化学平衡理论的应用,二氧化硫的吸收,电化学原理的应用及计算
本题难度:困难
2、选择题 据报道,氢氧燃料电池公交汽车已经驶上北京街头,下列说法中,正确的是
A.电解水制取氢气是理想而经济的制氢方法
B.发展氢氧燃料电池汽车不需要安全高效的储氢技术
C.氢氧燃料电池汽车的使用可以有效减少城市空气污染
D.氢氧燃料电池是把氢气和氧气内部的热能转化为电能
参考答案:C
本题解析:A.电解水制取氢气是理想而经济的制氢方法,说法错误,电解水会消耗大量的电能,故不经济。B.发展氢氧燃料电池汽车不需要安全高效的储氢技术,说法错误。D.氢氧燃料电池是把氢气和氧气内部的热能转化为电能,说法错误,正确是化学能转化为电能。正确答案选C。
点评:考查氢氧燃料电池的原理及其技术,属于基础题,解答时注意抓住氢氧燃料电池是把化学能转化为电能的原理,即可解答。
本题难度:简单
3、选择题 目前,科学家正在研究开发一种高能电池——钠硫电池,它以熔融的钠、硫为两极,以Na+导电的β-Al2O3陶瓷作固体电解质,反应式如下:2Na+xS
Na2Sx,下列说法中正确的是
A.放电时Na作正极,S极发生还原反应
B.充电时,钠极与外电源的正极相连
C.充电时阳极反应为:xS2--2e-=xS
D.若放电时转移0.2 mol 电子,则用去的钠为4.6g
参考答案:D
本题解析:
正确答案:D
A.不正确,放电时Na是还原剂作负极,S极发生还原反应
B.不正确,充电时,钠极与外电源的负极相连,钠离子得电子被还原
C.不正确,充电时阳极反应应为:SX2--2e-=xS?
D、正确,根据方程式每1molNa反应转移1mol电子。
本题难度:简单
4、选择题 燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟O2(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置,电解质溶液是强碱溶液,下列关于甲烷燃料电池的说法正确的是( )
A.负极反应式:O2+2H2O+4e-═4OH-
B.负极反应式:CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O
C.随着放电的进行,溶液的pH不变
D.放电时溶液中的阴离子向正极移动
参考答案:A.C元素的化合价升高,甲醇为原电池的负极,负极反应式:CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O,故A错误;
B.C元素的化合价升高,甲醇为原电池的负极,负极反应式:CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O,故B正确;
C.甲烷燃料电池的电池反应为CH4+2O2+2OH-═2CO32-+3H2O,则随着放电的进行,溶液的pH减小,故C错误;
D.放电时溶液中的阴离子向负极移动,故D错误;
故选B.
本题解析:
本题难度:一般
5、填空题 (10分)(1)处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。
(已知:①CO(g)+ 1/2O2(g)=CO2(g)?△H=-283.0KJ·mol-1?
②S(s)+ O2(g)=SO2(g)?△H=-296.0KJ·mol-1 )
此反应的热化学方程式是?。
(2)硫—碘循环分解水制氢,主要涉及下列反应:
I? SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HI? II? 2HI
H2+I2
III 2H2SO4====2SO2+O2+2H2O
分析上述反应,下列判断正确的是?。、
a.反应III易在常温下进行? b.反应I中SO2氧化性比HI强
c.循环过程中需补充H2O? d.循环过程中产生1molO2的同时产生1 molH2
(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2,若加入少量下列试剂中的?,产生H2的速率将增大。
a.NaNO3? b.CuSO4? c.Na2SO4? d.NaHSO3
(4)以丙烷(C3H8)为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通人O2和CO2,负极通人丙烷.电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为?。
(5)冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O2=8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2
上述冶炼过程产生大量SO2。下列处理SO2的方案中合理的是?(填代号)。
a.高空排放? b.用于制备硫酸? c.用纯碱溶液吸收制Na2SO3?d.用浓硫酸吸收
参考答案:(10分,每空2分)
(1)2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g) △H1=-270KJ·mol-1
(2)c?(3)b?(4)C3H8+5O2=3CO2+4H2O?(5)b,c
本题解析:(1)CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S的化学方程式为:2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g),所以,其反应的热化学方程式的反应热为:①×2+②=-270,即热化学方程式为:2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g) △H1=-270KJ·mol-1
(2)I、II、III的总方程式为:2H2O ===== 2H2 + O2;所以正确答案只有c;
(3)正确答案为b,Zn与CuSO4溶液反应置换出Cu从而形成原电池加快反应速率。而a.NaNO3相当于溶液中存在HNO3,则无H2生成;加入c.Na2SO4不影响反应速率;加入d.NaHSO3会与H2SO4反应使溶液中H+浓度降低反应速率减小。
(4)燃料电池的总反应方程式相当于燃料的直接燃烧
(5)高空排放明显会污染环境不可行;二氧化硫不能与浓硫酸反应
本题难度:一般