随着我国工业化水平的不断发展，解决水、空气污染问题成为重要课题。(1)工业尾气中含有大量的...

随着我国工业化水平的不断发展，解决水、空气污染问题成为重要课题。

(1)工业尾气中含有大量的氮氧化物，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。反应原理如图所示：

①由图可知SCR技术中的氧化剂为____。

②用Fe作催化剂加热时，在氨气足量的情况下，当NO2与NO的物质的量之比为1：1时，写出该反应的化学方程式：_______。

(2)ClO2气体是一种常用的消毒剂，现在被广泛用于饮用水消毒。自来水厂用ClO2处理后的水中，要求ClO2的浓度在0.1~0.8 mg/L。碘量法可以检测水中ClO2的浓度，步骤如下：

Ⅰ.取一定体积的水样用微量的氢氧化钠溶液调至中性，然后加入一定量的碘化钾，并加入淀粉溶液，溶液变蓝

Ⅱ.加入一定量的Na2S2O3溶液(已知：2S2O32-+I2=S4O62-+2I-)

Ⅲ.加硫酸调节水样pH至1.3。

已知：ClO2在中性条件下还原产物为ClO2-，在酸性条件下还原产物为Cl-。请回答下列问题：

①确定操作Ⅱ完全反应的现象为________。

②在操作Ⅲ过程中，溶液又呈蓝色，反应的离子方程式为______。

③若水样的体积为1.0 L，在操作Ⅱ时消耗了1.0×10-3 mol/L的Na2S2O3溶液10 mL，则水样中ClO2的浓度是____mg/L。

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随着我国工业化水平的不断发展，解决水、空气污染问题成为重要课题．

（1）工业尾气中含有大量的氮氧化物，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．反应原理如图所示：

①如图可知SCR技术中的氧化剂为　　　　　　　　　　

②用Fe做催化剂加热时，在氨气足量的情况下，当NO2与NO的物质的量之比为1：1时，写出该反应的化学方程式 　　　　　　　　　　　　

（2）工业废水中常含有一定量的Cr2O72﹣，会对人类及生态系统产生很大损害，电解法是处理铬污染的常用方法．该法用Fe做电极电解含Cr2O72﹣的酸性废水，电解时，在阴极上有大量气泡生成，并产生Cr（OH）3、Fe（OH）3沉淀．

①反应中lmol Cr2O72﹣完全生成Cr（OH）3沉淀，外电路通过电子的物质的量　　 　　 　 mol；

②常温下，Cr（OH）3的溶度积Ksp=10﹣32，当Cr3+浓度小于10﹣5mol•L一1时，可认为完全沉淀，电解完全后，测得溶液的pH=6，则该溶液过滤后　 　　　　 　　 （填“能”或“否”）直接排放．

（3）C1O2气体是一种常用的消毒剂，现在被广泛的用于饮用水进行消毒．自来水厂用ClO2处理后的水中，要求C1O2的浓度在0.1﹣0.8mg•L﹣1之间．碘量法可以检测水中C1O2的浓度，步骤如下：

I．取一定体积的水样用微量的氢氧化钠溶液调至中性，然后加人一定量的碘化钾，并加人淀粉溶液，溶液变蓝；

Ⅱ．加人一定量的Na2S203溶液（已知：2S2O32﹣+I2═S4O62﹣+2I﹣）；

Ⅲ．加硫酸调节水样pH至1.3．

已知：本题中C1O2在中性条件下还原产物为ClO2﹣，在酸性条件下还原产物为C1﹣．

请回答下列问题：

①确定操作II完全反应的现象 　　　　　　　　　　　　

②在操作III过程中，溶液又呈蓝色，反应的离子方程式 　　　　　　　　　　　　

③若水样的体积为1.0L，在操作II时消耗了1.0×10﹣3mol•L﹣1的Na2S2O3溶液10mL，则水样中ClO2的浓度是　　 　　 　 mg•L﹣1．

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（17分）随着我国工业化水平的不断发展，解决水、空气污染问题成为重要课题。

（1）汽车尾气的大量排放是造成空气污染的重要因素之一，发展燃料电池汽车可以有效地解决上述问题。直接甲醇燃料电池(DMFC)不会产生有害产物，能量转换效率比内燃机要高2～3倍，电池结构如图所示，c处通入的物质为为______，外电路中电子从______到______(填“A”或“B”)移动，写出电池负极的电极反应方程式　　　　　　　　　　

（2）工业废水中常含有一定量的Cr2O72－，会对人类及生态系统产生很大损害，电解法是处理铬污染的常用方法。该法用Fe做电极电解含Cr2O72－的酸性废水，电解时，在阴极上有大量气泡生成，并产生Cr(OH)3、Fe(0H)3沉淀。

①反应中，1molCr2O72－完全生成Cr(OH)3沉淀，外电路通过电子的物质的量为_________ mol。

②常温下，Cr(OH)3的溶度积，当Cr3＋浓度小于10mol时可认为完全沉淀，电解完全后，测得溶液的pH=6，则该溶液过滤后为___________（填“能”或“否”）直接排放。

（3）含氨废水易引发水体富营养化。向NH4Cl溶液中加入少量NaOH固体，溶液中________（填“增大”“减小”或“不变”）；25时，NH3•H2O的电离平衡常数，该温度下,1mol的NH4Cl溶液中

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（6分)随着我国工业化水平的不断发展，研究空气污染、废水处理等问题成为重要课题。

（1）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。反应原理如图所示：

①SCR技术中的氧化剂为____________

②当NO2与NO的物质的量之比为1：l时，与足量氨气在一定条件下发生反应。该反应的化学方程式为_______。当有3 mol电子发生转移时，则参与反应的NO的物质的量为________。

（2）电镀废水中常含有毒的NaCN、HCN等。NaCN水溶液显碱性的原因是_____________(用离子方程式表示)；HCN的Ka=6.17×10-10，用NaOH溶液调节含CN-的废水至pH=9，此时废水中c(CN-)_______c(HCN)(填“>”、“<”或“=”)。

（3）室温下有如下数据：草酸(H2C2O4)的K1=5.4×10-2，K2=5.4×10-5；醋酸的电离平衡常数K=1.75×10-5；碳酸的电离平衡常数K1=4.2×10-7，K2=4.5×10-11；Ksp(CaC2O4)=5.0×10-9；Ksp (CaCO3)=2.5×10-9

①用醋酸溶液鉴别CaC2O4和CaCO3两种白色固体的实验现象是___________；

②向0.6 mol·L-1的Na2CO3溶液中加入足量CaC2O4粉末后(忽略溶液体积变化)，充分搅拌，发生反应：CO32-(aq)+ CaC2O4 (s)CaCO3 (s)+ C2O42-(aq)，静置后沉淀转化达到平衡，此时溶液中的c(C2O42-)(不考虑其他诸如水解之类副反应)为_____________。

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汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的重要原因之一，治理汽车尾气和燃煤尾气是环境保护的重要课题。回答下列问题：

(1)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物，用CH4催化还原NO2可消除氮氧化物的污染。已知：

①CH4(g)+ 2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　　 △H=-867.0kJ/mol；

②N2(g)+2O2(g)= 2NO2(g)　　 △H=+67.8 kJ/mol；

③N2(g)+O2(g)=2NO(g)　　 △H=+89.0 kJ/mol

则CH4催化还原NO的热化学方程式为__________________________________。

(2)在汽车排气系统中安装三元催化转化器，可发生反应：2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)。在某密闭刚性容器中通入等量的CO和NO，发生上述反应时，c(CO)随温度(T)和时间(t)的变化曲线如图所示。

①据此判断该反应的正反应为____(填“放热”或“吸热”)反应。

②温度T1时，该反应的平衡常数K=_____；反应速率v=v正-v逆=k正c2(NO)c2(CO)-k逆c2(CO2)c(N2)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，计算a处=________。

(3)SNCR-SCR脱硝技术是一种新型的除去烟气中氮氧化物的脱硝技术，一般采用氨气或尿素作还原剂，其基本流程如图：

①SNCR-SCR脱硝技术中用NH3作还原剂还原NO的主要反应为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g)，△H<0，则用尿素[CO(NH2)2]作还原剂还原NO2的化学方程式为____________。

②体系温度直接影响SNCR技术的脱硝效率，如图所示：

SNCR与SCR技术相比，SCR技术的反应温度不能太高,其原因是__________；当体系温度约为925℃时，SNCR脱硝效率最高，其可能的原因是______________。

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近年来，我国机动车保有量持续增长，汽车尾气排放已成为城市的主要污染源，汽车尾气催化净化成为及其重要的环保产业。回答下列问题：

(1)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)　 △H<0。　 在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

①第一次达平衡时，NO的转化率为_____________ ，T1℃时，该反应的平衡常数K＝_______________。

②30min后只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是___________;

③若保持与上述反应前30min的反应条件不变，起始时NO的浓度为2.50mol·L-1，则反应达平衡时c(NO)=________。

④若升高温度为T2℃，该反应是平衡常数K减小，原因是_______________。

(2)在汽车排气管加装催化转换器，可有效降低污染物的浓度。已知，催化转换器的效率计算：

ηi= ×100%。ηi为排气污染物i的催化效率；c1(i)为排气污染物i在入口处的浓度；c2(i)为排气污染物i在出口处的浓度。JPG三元催化剂的部分实验数据如下表：

①在上述条件下，η(CO)、η(NOx)均达100%，η(CxHy)=_____________。

②两种不同的催化剂JFG和HPA-8在不同温度、流量下CxHy的去除率如图所示：

比较两种催化剂在不同温度下对CxHy的转化效率，由此可得出的结论是____________。

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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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下列说法正确的是

A．通常用石油的年产量来衡量一个国家的石油化学工业发展水平

B．酸雨的形成主要是汽车排出大量尾气

C．可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝

D．二氧化碳在我国重点城市近年来已发布的“空气质量日报”中不列入首要污染物

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“雾疆”成为人们越来越关心的环境问题。雾霾中含有二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物等污染性物质。回答下列问题：

（1）汽车尾气是雾霾形成的原因之一。尾气治理可用汽油中挥发出来的烃类物质催化还原尾气中的NO气体，该过程的化学方程式为________。

（2）冬季燃煤供暖产生的废气也是雾霾的主要来源之一。经研究发现将煤炭在的气氛下燃烧，能够降低煤炭燃烧时NO的排放，主要反应为。

已知：①

②

③

则反应的________。

（3）某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫，将得到的溶液进行电解，其中阴、阳膜组合电解装置如图所示，电极材料为石墨。

①表示________填“阴离子”或“阳离子”交换膜。分别代表生产中的原料或产品，其中C为硫酸溶液，则A表示________，E表示________。

②阳极的电极反应式为________。

（4）SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中发生催化氧化的反应为。若在、条件下，往一恒容密闭容器中通入和的混合气体：：，测得容器内总压强与反应时间的关系如图所示。

①图中A点时，的转化率为________。

②在其他条件不变的情况下，测得时压强的变化曲线如图2所示，则C点的正反应速率正与A点的逆反应速率逆的大小关系为正________填“”“”或“”逆。

③图中B点的压强平衡常数________用平衡分压代表平衡浓度计算，分压总压物质的量分数。

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环境问题已经成为世界上越来越重要的议题，其中大气污染主要有硫的氧化物和氮的氧化物，工业生产是其原因之一，同时工业上通常也用下列方法来治理污染。

（1）烟气中含有SO2等大量有害的物质，烟气除硫的方法有多种，其中石灰石法烟气除硫工艺的主要反应如下：

Ⅰ．CaCO3（s）⇌CO2（g）+CaO（s）　　 △H=+178.2kJ/mol

Ⅱ．SO2（g）+CaO（s）⇌CaSO3（s）　　 △H=﹣402kJ/mol

Ⅲ.2CaSO3（s）+O2（g）+4H2O（l）⇌2[CaSO4•2H2O]（s）　　 △H=﹣234.2kJ/mol

试写出由石灰石、二氧化硫、氧气和水反应生成生石膏的热化学方程式 　　　 　　 　　 ．

（2）用NH3还原NOx生成N2和H2O。现有NO、NO2的混合气体3 L，可用同温同压下3.5 L的NH3恰好使其完全转化为N2，则原混合气体中NO和NO2的物质的量之比为 　 　　　　 　 。

（3）氨催化氧化是硝酸工业的基础，反应原理为：4NH3（g）+5O2（g）⇌4NO（g）+6H2O（g）实际生产中，还会发生此反应：4NH3+3O2⇌N2+6H2O，在1L的密闭容器中加入l mol NH3和1.5mol O2的反应过程中，有关温度与各物质的量关系如图1所示：

①已知400℃时，混合气体中NH3、N2、NO的物质的量比为5：6：3，则图象中x= 　　　　　　　 。

②NH3生成N2的反应属于 　　　　　　 （填“吸热反应”或“放热反应”），温度高于840℃后，各物质的物质的量发生如图所示变化的原因可能是 　　　　　 　　　　　　 。

（4）电化学降解治理水中硝酸盐污染。在酸性条件下，电化学降解NO的原理如图2所示，阴极反应式为 　　　　 　 　 。假设降解前两极溶液质量相等，当电路中有2mol电子通过时，此时两极溶液质量的差值为　　　　　 g。

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