NO、NO2是常见的氧化物。用H2或CO催化还原NO可达到消除污染的目的。已知：2NO(g...

NO、NO2是常见的氧化物。用H2或CO催化还原NO可达到消除污染的目的。

已知：2NO(g)=N2(g)+O2(g)　　 △H= -180.5 kJ⋅mol−1，2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)　　 △H=+571.6 kJ⋅mol−1。

（1）则用H2催化还原NO消除污染的热化学方程式是_______________。

（2）苯乙烷(C8H10)可生产塑料单体苯乙烯(C8H8)，其反应原理是：C8H10 (g)C8H8(g)+H2(g)　　 △H=+120 kJ⋅mol−1，某温度下，将0.40mol苯乙烷，充入2L真空密闭容器中发生反应，测定不同时间该容器内气体物质的量，得到数据如表：

①当反应进行到20min时，该段时间内H2的平均反应速率是__________。

②该温度下，该反应的化学平衡常数是__________。

③若保持其他条件不变，用0.4molH2(g)和0.4molC8H8(g)合成C8H10(g)，当有12kJ热量放出时，该反应中H2的转化率是______.此时，该合成反应是否达到了平衡状态?______(填“是”或“否”)。

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汽车尾气是城市主要空气污染物，汽车内燃机工作时发生反应：N2(g) + O2(g)2NO(g)，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。

（1）已知H2或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的。N2(g) + O2(g) = 2NO(g) △H= +180.5 kJ·mol-1,2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)　 △H=－571.6 kJ·mol-1,则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是_________________________,判断该反应自发进行的条件：_______________（填“高温自发”或“低温自发”）。

（2）当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。下图表示在其他条件不变时，反应：2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g) + N2(g)中NO的浓度[c(NO)]随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线。

①则该反应的△H___0（填“＞”或“＜”）。

②若催化剂的表面积S1＞S2 ，在该图中画出c(NO)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线___。

（3）某小组往一恒温恒压容器充入9mol N2和23mol H2模拟合成氨反应，图C为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强（p）的关系图．若体系在T2、60MPa下达到平衡．

①能判断N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）达到平衡的是___（填序号）．

a．容器内压强不再发生变化　　　　 b．混合气体的密度不再发生变化

c．v正（N2）=3v逆（H2）　　　　　　 d．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化

②此时N2的平衡分压为_________MPa．（分压=总压×物质的量分数）。计算出此时的平衡常数Kp=__________（用平衡分压代替平衡浓度计算，结果保留2位有效数字）。

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H2或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的。已知一定温度下

①N2(g)+O2(g)=2NO(g)　　 ΔH1=+180.5kJ·mol-1

②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)　　 ΔH2=-571.6kJ·mol-1

③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)　　 ΔH3=-566kJ·mol-1

下列有关说法错误的是（　　 ）

A.H2催化还原NO生成氮气和液态水的热化学方程式为：2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(l)　　 ΔH=-752.1kJ·mol-1

B.汽车排气筒内安装尾气催化转化器可大大降低氮氧化物的排放

C.硝酸厂产生的尾气只要通入一定量氢气即可达到排放标准

D.CO催化还原NO生成无污染的气体33.6L（标准状况），放出热量为373.25kJ

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用NH3催化还原NxOy可以消除氮氧化物的污染。

已知：反应I： 4NH3(g)＋6NO(g) 5N2(g)＋6H2O(l)　　 ΔH1

反应II： 2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)　 ΔH2(且|ΔH1|＝2|ΔH2|)

反应III：4NH3(g)＋6NO2(g) 5N2(g)＋3O2(g)＋6H2O(l)　 ΔH3

反应I和反应II在不同温度时的平衡常数及其大小关系如下表

(1)ΔH3＝____________(用ΔH1、ΔH2的代数式表示)；推测反应III是________反应(填“吸热”或“放热”)。

(2)相同条件下，反应I在2 L密闭容器内，选用不同的催化剂，反应产生N2的量随时间变化如图所示。

①计算0～4分钟在A催化剂作用下，反应速率v(NO)＝______________。

②下列说法不正确的是_______。

A．单位时间内H－O键与N－H键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡

B．若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当K值不变时，说明反应已经达到平衡

C．该反应的活化能大小顺序是：Ea(A)>Ea(B)>Ea(C)

D．增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数

(3)电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如右。溶液中OH−向电极____移动(填a或b)，负极的电极反应式为________________。

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用NH3催化还原NxOy可以消除氮氧化物的污染。

已知：反应I：4NH3（g）＋6NO（g）5N2（g）＋6H2O（l）　 ΔH1

反应II：2NO（g）＋O2（g）2NO2（g） ΔH2（且|ΔH1|＝2|ΔH2|）

反应III：4NH3（g）＋6NO2（g）5N2（g）＋3O2（g）＋6H2O（l） ΔH3

反应I和反应II在不同温度时的平衡常数及其大小关系如下表

（1）ΔH3＝_________（用ΔH1、ΔH2的代数式表示）；推测反应III是________反应（填“吸热”或“放热”）。

（2）相同条件下，反应I在2 L密闭容器内，选用不同的催化剂，反应产生N2的量随时间变化如图所示。

①计算0～4分钟在A催化剂作用下，反应速率v（NO）＝______________。

②下列说法不正确的是__________。

A．单位时间内H－O键与N－H键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡

B．若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当K值不变时，说明反应已经达到平衡

C．该反应的活化能大小顺序是：Ea（A）>Ea（B）>Ea（C）

D．增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数

（3）电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如右。溶液中OH−向电极___________移动（填a或b），负极的电极反应式为________________。

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汽车尾气中含有一氧化氮和一氧化碳，消除这两种物质产生的大气污染的方法是安装催化转换器，使它们发生反应生成CO₂和N₂。反应方程式为：2CO＋2NO₂CO₂＋N₂，其中NO₂是

A．氧化剂                               B．还原剂

C．既是氧化剂又是还原剂                  D．既不是氧化剂又不是还原剂

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为保护环境，应减少二氧化硫、氮氧化物和二氧化碳等物质的排放量.

（1）用CH4催化还原煤燃烧产生的氮氧化物，可以消除污染.

已知：CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　　 △H=-867.0kJ/mol

NO2(g)═N2O4(g)　　　　 △H=-28.5kJ/mol

写出CH4催化还原N2O4(g)生成CO2、N2和H2O(g)的热化学方程式_____________。

（2）一定条件下，将2mol NO2与4molSO2置于恒温体积为2L的恒容密闭容器中，发生：NO2(g)+SO2(g)═SO3(g)+NO(g)，10s时反应达到平衡，测得平衡时c(NO2)=0.25mol/L，则10s内反应的平均速率v(SO2)=____________；达到平衡时NO2转化率=____________；计算该温度下该反应的化学平衡常数K= _____________（填数值）。

（3）将CO2与NH3混合，在一定条件下反应合成尿素，可以保护环境、变废为宝，反应原理为：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)　 △H　

该反应在一定条件下能自发进行的原因是____________；若该反应在一恒温、恒容密闭容器内进行，判断反应达到平衡状态的标志是_____________（填序号）。

a.CO2与H2O(g)浓度相等　　 　　　　　　 b.容器中气体的压强不再改变

C.2v(NH3)正=v(H2O)逆　　 　　　　　　　　 d.容器中混合气体的密度不再改变

（4）研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。有人利用如图所示装置（均为惰性电极）从海水中提取CO2（海水中无机碳95%以HCO3-存在），有利于减少环境中温室气体含量。

①a室的电极反应式为___________________。

②b室中提取CO2的反应的离子方程式为　　 ___________________。

③b室排出的海水(pH <6)不可直接排回大海，需用该装置中产生的物质对b室排出的海水进行处理，合格后才能排回大海。处理的方法是___________________。

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氮的氧化物是严重的大气污染物，可以通过以下方法处理：

Ⅰ.催化还原法：如在汽车排气管上安装一个催化转化器，发生如下反应： 2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)

(1)已知N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)　　 △H=+180kJ/mol

则反应：2NO(g)+2CO(g) ⇌N2(g)+2CO2(g)　　 △H=_____kJ/mol。

(2)在一定温度下，向体积为1L的密闭容器中充入2molNO、1molCO，10分钟时反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)达到平衡状态，反应过程中反应物浓度随时间变化情况如图所示：

①该反应的平衡常数 K 的计算式为_____；前 10 分钟内用氮气表示的反应速率为_____。

②若保持温度不变，15 分钟时再向该容器中充入1.6molNO、0.4molCO2，则此时反应的ν正______ν逆(填“＞”、“=”或“＜”)。

③若保持其他条件不变，15min 时压缩容器的体积至 0.5L，20 分钟时反应重新达到平衡，NO 的浓度对应的点应是图中的_____(填字母)。

④某科研小组研究发现以 Ag-ZSM-5 为催化剂，NO 转化为 N2 的转化率随温度变化情况如图所示。若不使用 CO，温度超过775K，发现NO的分解率降低，其可能的原因是__________________

Ⅱ.利用电化学原理，将 NO2、O2和熔融 KNO3制成燃料电池，其原理如图，该电池在工作过程中NO2转变成绿色硝化剂Y，Y是一种氧化物，可循环使用，石墨Ⅰ附近发生的反应电极反应式为_____相同条件下，消耗的 O2和 NO2的体积比为_____

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（5分）H2可以催化还原NO以达到消除污染的目的：

（1）已知：①    

②    

则H2（g）与NO（g）反应生成N2（g）和H2O（l）的热化学方程式为： ________________。

（2）一定条件下，在体积为2 L的容器中通入1 mol H2和l mol NO气体生成N2（g）和H2O（l），该反应达平衡时，容器内的压强是反应起始时的40％。保持其它条件不变，只往容器中再通入1 mol H2，计算反应再达新平衡时，化学平衡常数为__________。

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消除氮氧化物（主要为NO和NO2)污染是“蓝天计划”的重要内容之一。

（1）甲烷还原方法是在催化剂作用下可消除氮氧化物（主要为NO和NO2)污染， NO、O2和CH4的混合物反应体系主要发生如下反应：

2NO(g) + O2(g)2NO2(g)　　　　　　　　 ΔH＝－113.0 kJ•mol-1　　　　　　 ①

CH4(g) + 2O2(g)CO2(g) +2H2O (g)　　　 ΔH＝－802. 3  kJ•mol-1　　　　 ②

CH4(g) + 4NO(g)2N2(g) + CO2(g) + 2H2O (g)　　 ΔH＝－1160 kJ•mol-1　　 ③

① 则反应CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O (g) 的ΔH＝ ______。

② 反应CH4(g) + 2O2(g)CO2(g) +2H2O (l)　　 ΔH＝－a kJ•mol-1，则a ____ 802. 3（填“＞”、“＜”或“＝”）。

③ 在一定温度下，提高反应③中NO 转化率可采取的措施是 _____。

（2）利用电化学装置可消除氮氧化物污染，变废为宝。

① 图Ⅰ装置实现的能量转化形式是_____。石墨Ⅱ电极上发生的电极反应方程式为_____。相同条件下，放电过程中消耗的NO2和O2的体积比为_____。

② 图Ⅱ为电解NO制备NH4NO3的装置。该装置中阳极的电极反应式为_____。“反应室”中发生反应的离子方程式为_____。

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