工业废气和汽车尾气含有多种氮氧化物，以NOx表示，NOx能破坏臭氧层，产生光化学烟雾，是造...

工业废气和汽车尾气含有多种氮氧化物，以NOx表示，NOx能破坏臭氧层，产生光化学烟雾，是造成大气污染的来源之一。按要求回答下列问题：

（1）NO2与N2O4存在以下转化关系：2NO2(g)N2O4(g)。

①已知：标准状况(25℃、101kPa)下，由最稳定的单质生成1mol化合物的焓变(或反应热)，称为该化合物的标准摩尔生成焓。几种氧化物的标准摩尔生成焓如表所示：

则NO2转化成N2O4的热化学方程式为__。

②将一定量N2O4投入固定容积的恒温容器中，下述现象能说明反应达到平衡状态的是__(填标号)。

A．v(N2O4)=2v(NO2)　　　　　　 B．气体的密度不变

C．不变　　　　　　　　 D．气体的平均相对分子质量不变

③达到平衡后，保持温度不变，将气体体积压缩到原来的一半，再次达到平衡时，混合气体颜色____填“变深”“变浅”或“不变”)，判断理由是___。

（2）在容积均为2L的甲、乙两个恒容密闭容器中，分别充入等量NO2，发生反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)。保持温度分别为T1、T2，测得n(NO2)与n(O2)随时间的变化如图所示：

①T1时，反应从开始到第2min，平均速率v(O2)=__，该温度下平衡常数K=__。

②实验测得：v正=k正c2(NO2)，v逆=k逆c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响，下列有关说法正确的是__(填标号)。

A．反应正向放热

B．a点处，v逆(甲)<v逆(乙)

C．k正(T2)>k正(T1)

D．温度改变，k正与k逆的比值不变

（3）硫代硫酸钠(Na2S2O3)在碱性溶液中是较强的还原剂，可用于净化氧化度较高的NOx废气，使之转化为无毒、无污染的N2。请写出NO2与硫代硫酸钠碱性溶液反应的离子方程式：__。

高三化学综合题简单题查看答案及解析

在工业废气和汽车尾气中含有多种氮氧化物，氮氧化物能破坏臭氧层，产生光化学烟雾，是造成大气污染的来源之一。

（1）处理 NO 尾气通常是将 NO 与 O2 混合通入碱液中吸收。已知一定条件下有下列反应：

Ⅰ：2N2O5（g） 4NO2（g）+O2（g）　　　　　 △H1

Ⅱ：2NO2（g）2NO（g）+O2（g）　　 △H2

Ⅲ：2NaOH（aq）+N2O5（g）=2NaNO3（aq）+H2O（1） △H3

写出 NO 和O2 的混合物溶于NaOH 溶液生成硝酸盐的热化学方程式______。

（2）常温下，NO 极易被 O2 氧化为 NO2，温度高于 423K 时，NO2 发生分解:2NO2（g） 2NO（g）+O2（g）△H=114kJ·mol -1，实验测得：

υ正=υ（NO2）消耗=k 正C2（NO2）, υ逆=υ（NO）消耗=2υ（O2） 消耗=k 逆c2（NO）·c（ O2），k 正、k 逆 为速率常数，受温度影响。不同温度下，将 NO2 置于体积为 VL 的密闭容器中，NO2 的物质的量的浓度与反应时间的关系如图所示：

①T1 温度下 0-10s 内，O2 的反应速率υ（O2）=______、平衡常数 KT1=___________。

②T1 温度下，要减少 NO2 的分解率，并缩短达到平衡的时间，可采取的单一措施有______

③平衡常数KT1 ______ KT2 填“大于”“小于”或“等于”，下同）；反应速率υa_______υb。

④计算 c 处υ正/υ逆=______。

（3）NO 也 可 通 过 如 下 反 应 处 理 :6NO（g）+4NH3（g） =5N2（g） +6H2O（g）；一定条件下，平衡时 N2 的体积分数与压强的关系如图所示。N2 的体积分数先减小后增大的原因是______。

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建设“美丽中国”首先要做好环境保护与治理。氮氧化物(NOx)是严重的大气污染物，其主要来源有汽车尾气和硝酸工厂等。氮氧化物(NOX)能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题。某科研机构设计了如下转化氮氧化物的几种方案。请回答下列问题：

(1)方案Ⅰ：利用甲烷在催化剂条件下还原NOx，相关反应如下：

①N2(g)+O2(g)=2NO(g)　　 ∆H1=+180.5kJ/mol

②CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)　　 ∆H2=-574kJ/mol

③CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+2H2O(l)　　 ∆H3=-1160kJ/mol

则表示甲烷燃烧热的热化学反应方程式是 ___ 。

(2)方案Ⅱ：利用CO在催化剂条件下还原NOx：2NOx(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)　 ∆H。向容积均为2L的甲(温度为T1)、乙(温度为T2)两个恒容密闭容器中分别充入2 mol NO2(g)和3 mol CO(g)。反应过程中两容器内CO2的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示：

①甲容器中，平衡时NO2的转化率为____；

②T1___T2(填“>”或“<”)；△H___0(填“>”或“<”)，判定的依据是____；

③T2温度时，该反应的平衡常数K=____；

④乙容器达到平衡后，再充入3 mol NO2和2 molCO2，此时v(正)___v(逆)(填“>”“<”或“=”)。

(3)方案3：可以利用原电池原理处理氮氧化合物，原理如图。则其正极的电极反应式为____。

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氮氧化物（NOx）造成酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏等危害，不仅破坏自然生态环境，而且严重危害人类健康。采用合适的还原剂能够实现烟气的高效脱硝。

（1）活性炭还原脱硝可防止氮氧化物污染，已知：

①N2（g）+O2（g）═2NO（g）　　 △H1=+180.5kJ•mol-1

②2C（s）+O2（g）═2CO（g）　　 △H2=-221.0kJ•mol-1

③2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）　　 △H3=-556.0kJ•mol-1

则反应C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g）△H=__kJ•mol-1

（2）用活性炭对NO进行还原，采用相同质量不同粒径的同种催化剂M和N，测量相同时间内烟气的脱氮率，结果如图所示。

①在M、N两种不同粒径催化剂作用下，出现M和N两条不同的脱氮率与温度的变化曲线的原因是___。

②判断M曲线上最高点A点对应的脱氮率__（填“是“或“不是”）该温度下的平衡脱氮率。

③25℃下，用NaOH溶液作捕提剂吸收产生的CO2，不仅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工产品。某次捕捉后得到pH=12的溶液，已知：25℃下Ka2（H2CO3）=5.6×10-11，试通过计算溶液中c（CO32-）：c（HCO3-）=__。

（3）在一恒容密闭容器中，使用某种催化剂对反应NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）△H＜0进行相关实验探究。改变投料比（n0（SO2）：n0（NO2）]进行多组实验（各次实验的温度可能相同，也可能不同），测定SO2的平衡转化率[α（SO2）]。已知：KR=16，KZ=1，部分实验结果如图所示。

①如果要将图中R点的平衡状态改变为X点的平衡状态，应采取的措施是__。

②图中R、X、Y、Z四点对应的实验温度分别为TR、TX、TY，TZ通过计算选择下列选项中两个温度相等是__（填标号）。

A．TR和TY　　　 B．TR和TZ　　　 C．TX和TZ　　　 D．TY和TZ

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（14分）工业废气、汽车尾气排放出的SO2、NOx等，是形成雾霾的重要因素。霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子形成的烟雾。

（1）大气中的SO2在烟尘的催化下形成硫酸的反应方程式是____________________。

（2）已知2SO2 （g）+ O2 （g） 2SO3（g）　 △H＝－196kJ/mol，提高反应中SO2的转化率，是减少SO2排放的有效措施。

①T温度时，在2L容积固定不变的密闭容器中加入2．0 mol SO2和1．0 mol O2，5 min后反应达到平衡，二氧化硫的转化率为50%，则υ（O2）＝____________。

②在①的条件下，判断该反应达到平衡状态的标志是_______（填字母）。

a．SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2　　

b．容器内气体的压强不变

c．容器内混合气体的密度保持不变　　　　　　　　

d．SO3的物质的量不再变化

e．SO2 的生成速率和SO3的生成速率相等

③若反应初始时，在容器中加入1．5 mol SO2和0．8 mol O2，则平衡后二氧化硫的转化率　　　　　 氧气的转化率（填大于、小于或等于）。

（3）烟气中的SO2可以用NaOH溶液吸收，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示。（电极材料为石墨）

①图中a极要连接电源的（填“正”或“负”）_______极，C口流出的物质是_______。

②SO32－放电的电极反应式为_____________________________________。

③电解过程中若消耗12．6gNa2SO3，则阴极区变化的质量为_______g（假设该过程中所有液体进出口密闭）。

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（14分）工业废气、汽车尾气排放出的SO2、NOx等，是形成雾霾的重要因素。霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子形成的烟雾。

（1）大气中的SO2在烟尘的催化下形成硫酸的反应方程式是____________________。

（2）已知2SO2 (g)+ O2 (g) 2SO3(g)　 △H＝－196kJ/mol，提高反应中SO2的转化率，是减少SO2排放的有效措施。

①T温度时，在2L容积固定不变的密闭容器中加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2，5 min后反应达到平衡，二氧化硫的转化率为50%，则υ(O2)＝____________。

②在①的条件下，判断该反应达到平衡状态的标志是_______(填字母)。

A．SO2 、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2　　 B．容器内气体的压强不变

C．容器内混合气体的密度保持不变　　　　　　　　 D．SO3的物质的量不再变化

E．SO2 的生成速率和SO3的生成速率相等

③若反应初始时，在容器中加入1.5 mol SO2和0.8 mol O2，则平衡后二氧化硫的转化率　　　　　 氧气的转化率（填大于、小于或等于）。

（3）烟气中的SO2可以用NaOH溶液吸收，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示。（电极材料为石墨）

①图中a极要连接电源的（填“正”或“负”）_______极，C口流出的物质是_______。

②SO32－放电的电极反应式为_____________________________________。

③电解过程中若消耗12.6gNa2SO3，则阴极区变化的质量为_______g(假设该过程中所有液体进出口密闭)。

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燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一，雾疆天气肆虐给人类健康带来了严重影响，化学在解决雾霾污染中发挥了重要作用。

(1)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。

己知：

CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　　 △H=-867 kJ·mol-1

2NO2(g) N2O4(g)　　　 △H=-56.9kJ·mol-1

H2O(g)=H2O(l)　　 △H=-44.0kJ·mol-1

①写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式________________。

②反应CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)在恒温恒容容器中达到平衡，下列叙述不能作为判断该反应达到平衡状态标志的是___________。

A.容器中的压强不变　　　　 B.混合气体的密度不变

C.2v正(NO2)= v 逆(N2)　　　　 D.c(CH4)= c(N2)

(2)CO、CO2 是火力发电厂及汽车尾气的主要成分，为减少对环境造成的影响，采用以下方法将其资源化利用。

①以CO 为电极燃料，以熔融K2CO3为电解质，和O2组成燃料电池。请写出该电池的负极电极反应式_____________________。

②在铝矾土作催化剂、773K条件下，3molCO与1.5molSO2反应生成3molCO2和0.75mol硫蒸气，该反应可用于从烟道气中回收硫，写出该反应的化学方程式_______________。

③在汽车的排气管上增加一个补燃器，并不断补充O2使其浓度保持为4.0×10-4mol·L-1，发生反应2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)。某温度下测得汽车尾气中CO、CO2 气体的浓度分别为2.0×10-6 mol·L-1、4.0×10-4 mol·L-1，则该条件下反应的平衡常数K=___________。

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硝酸工业尾气中的NO、NO2进入大气后，会形成光化学烟雾、破坏臭氧层等。可用氢氧化钠溶液对含氮氧化物的尾气进行处理，反应的化学方程式如下：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O；2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O。氨气也可以用来处理氮氧化物。例如，氨气与一氧化氮可发生如下反应：4NH3+6NO=5N2+6H2O。将一定量NO和NO2的混合气体通入300mL5mol/LNaOH溶液中，恰好被完全吸收。下列说法不正确的是

A.在用氨气处理氮氧化物时，氮氧化物发生还原反应

B.所得溶液中NaNO3和NaNO2的物质的量之比可能为2：1

C.若用氨气处理，所需氨气在标准状况下的体积可能为39.2L

D.原混合气体中NO在标准状况下的体积可能为16.8L

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工业废气中氮氧化物是造成污染的主要来源之一．为了防治污染，工业上常通入氨气与氮氧化物反应：NO_x＋NH₃→N₂＋H₂O．现有NO、NO₂的混合气体3L，可用同温同压下的NH₃ 3.5L恰好与它完全反应生成N₂．则原混合气体中NO和NO₂的物质的量之比为

A.1∶1          B.1∶2           C.1∶3          D.1∶4

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氮氧化物NOx（主要指NO和NO2）会形成酸雨、光化学烟雾，破坏臭氧层，是大气主要污染物之一，有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。

(1)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应:

2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)　K1　ΔH1<0　(Ⅰ)

2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)　K2　ΔH2<0　(Ⅱ)

①4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=____(用K1、K2表示)。

②为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响，在恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2，10 min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10 min内υ(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1，则平衡后NO的转化率α1=____。其他条件保持不变，反应(Ⅱ)在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α2____α1(填“>”“<”或“=”)，平衡常数K2____(填“增大”“减小”或“不变”)。

(2)NO能与N2O反应生成N2和NO2，反应的能量变化如下图所示，若生成1 mol N2，其ΔH=____kJ·mol-1。

(3)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图甲所示。

①由图甲可知，SCR技术中的氧化剂为_____________。当NO2与NO的物质的量之比为1:1时，与足量氨气在一定条件下发生脱氮反应。该反应的化学方程式为______________。

②图乙是不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氮率，由图可知工业选取的最佳催化剂为________。

(4)利用电化学装置可消除氮氧化物污染，变废为宝。图丙装置实现的能量转化形式是_______。图丁为电解NO制备NH4NO3的装置，该装置中阳极的电极反应式为___________________。

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