氮的氧化物是造成大气污染的主要物质，研究氮氧化物间的相互转化及脱除具有重要意义。I．氮氧化...

氮的氧化物是造成大气污染的主要物质，研究氮氧化物间的相互转化及脱除具有重要意义。

I．氮氧化物间的相互转化

(1)已知2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应历程分两步：

第一步 2NO(g)N2O2(g)　 （快速平衡）

第二步 N2O2(g) + O2(g) = 2NO2(g)　 （慢反应）

①用O2表示的速率方程为v(O2)=k1·c2(NO)·c(O2)；NO2表示的速率方程为v(NO2)=k2·c2(NO)·c(O2)，k1与k2分别表示速率常数，则=________。

②下列关于反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的说法正确的是_________（填序号）。

A.增大压强，反应速率常数一定增大

B.第一步反应的活化能小于第二步反应的活化能

C.反应的总活化能等于第一步和第二步反应的活化能之和

(2)2NO2(g)N2O4(g)(△H<0)，用分压（某组分的分压等于总压与其物质的量分数的积）表示的平衡常数KP与(T为温度)的关系如图。

①能正确表示lgKP与关系的曲线是________（填“a”或“b”）。

②298K时，在体积固定的密闭容器中充入一定量的NO2，平衡时NO2的分压为100kPa。已知KP =2.7×10－3 kPa－1，则NO2的转化率为__________。

II．烟气中氮氧化物的脱除

(3)以NH3为还原剂在脱硝装置中消除烟气中的氮氧化物。

主反应：4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)= 4N2(g)+6H2O(g)　　 △H1

副反应：4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) 　 △H2=－1267.1kJ/mol

4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)　　 △H3=－907.3 kJ/mol

①△H1＝____________。

②将烟气按一定的流速通过脱硝装置，测得出口NO的浓度与温度的关系如图1，试分析脱硝的适宜温度是______（填序号）。温度超过1000 ℃，NO浓度升高的原因是________。

a．<850℃　　　　　　 b．900~1000℃　　　　 c．>1050 ℃

(4)以连二亚硫酸盐(S2O42-)为还原剂脱除烟气中的NO，并通过电解再生，装置如图2。阴极的电极反应式为_________，电解槽中的隔膜为_______（填“阳”或“阴”）离子交换膜。

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研究氮的氧化物、硫的氧化物、碳的氧化物等大气污染物的处理具有重要意义。

（1）汽车排气管内安装的催化转化器，可使尾气中主要污染物转化为无毒物质。下列说法能说明恒温恒容条件下的反应;2NO（g）+2CO（g）＝N2（g）+2CO2（g）△H=-746.5 kJ·mol-1已达到化学平衡的是 　　　　　　　　　　　　 。

A．单位时间内消耗了2moINO的同时消耗的2moICO

B．CO与CO2的物质的量浓度相等的状态

C．气体密度保持不变的状态

D．气体平均摩尔质量保持不变的状态

（2）NO2与SO2混合可发生反应：NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）。

将一定量的NO2与SO2置于绝热恒容密闭容器中发生上述反应，正反应速率随时间变化的趋势如图所示。由图（纵轴代表正反应速率）可知下列说法正确的是 　　　　　　　　 （填字母）。

A．反应在c点达到平衡状态

B．反应物浓度：a点小于b点

C．反应物的总能量高于生成物的总能量

D．△t1=△t2时，SO2的消耗量：a～b段大于b～c段

（3）CO在实际中有以下应用：用Li2CO3和Na2CO3熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气作为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电极反应式。

负极反应式：2CO+2CO32-一4e-＝4CO2 　　 正极反应式：　 　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　 。

（4）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50 mL 2 mol·L-1的氯化铜溶液的装置示意图：

请回答：①甲烷燃料电池的负极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②当A中消耗0.15 mol氧气时，B中　　　 极（填”a”或”b”）增重__　 __g。

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氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理，对于消除环境污染有重要意义。回答下列问题：

（1）已知2NO(g) +O2(g)-2NO2(g)　 △H的反应历程分两步：

①2NO( g )N2O2 (g)( 快 ) △H1<0，v1正=k1正c2(NO)，v1逆=k1逆c2(N2O2)

②N2O2 (g)+ O2 (g) 2NO2(g)(慢) △H2<0，v2正=k2正c2(N2O2)•c(O2)，v2逆=k2逆c2(NO2)

比较反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小: E1__ E2 (填“>”、“<”或“=”) 其判断理由是__________；2NO(g) +O2(g)2NO2(g) 的平衡常数K与上述反应速率常数k1正、k1逆、k2正、 k2逆的关系式为_______；已知反应速率常数k随温度升高而增大，若升高温度后k2正、 k2逆分别增大a倍和b倍，则a____b (填“>”、“<”或“=”)；一定条件下，2NO (g)+O2(g) 2NO2 (g)达平衡后，升高到某温度，再达平衡后v2正较原平衡减小，根据上述速率方程分析，合理的解释是_________________。

（2）①以乙烯(C2H4)作为还原剂脱硝(NO)，其脱硝机理如左下图所示，若反应中n(NO): n(O2) =2 ：1，则总反应的化学方程式为_______________；脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数) 的关系如右下图，为达到最佳脱硝效果，应采用的条件是________________。

②用NO可直接催化NO分解生成N2、O2，将其反应机理补充完整(Vo代表氧空穴)：

2Ni2++2Vo+2NO→2Ni3++2O-+N2　　　　 2O-→O2-+1/2O2+Vo　　 ______________

（3）电解NO可制备NH4NO3，其工作原理如图所示，阴极的电极反应式为______________。

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氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理，对于消除环境污染有重要意义。回答下列问题：

（1）已知2NO(g) +O2(g)-2NO2(g)　 △H的反应历程分两步：

①2NO( g )N2O2 (g)( 快 ) △H1<0，v1正=k1正c2(NO)，v1逆=k1逆c2(N2O2)

②N2O2 (g)+ O2 (g) 2NO2(g)(慢) △H2<0，v2正=k2正c2(N2O2)•c(O2)，v2逆=k2逆c2(NO2)

比较反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小: E1__ E2 (填“>”、“<”或“=”) 其判断理由是__________；2NO(g) +O2(g)2NO2(g) 的平衡常数K与上述反应速率常数k1正、k1逆、k2正、 k2逆的关系式为_______；已知反应速率常数k随温度升高而增大，若升高温度后k2正、 k2逆分别增大a倍和b倍，则a____b (填“>”、“<”或“=”)；一定条件下，2NO (g)+O2(g) 2NO2 (g)达平衡后，升高到某温度，再达平衡后v2正较原平衡减小，根据上述速率方程分析，合理的解释是_________________。

（2）①以乙烯(C2H4)作为还原剂脱硝(NO)，其脱硝机理如左下图所示，若反应中n(NO): n(O2) =2 ：1，则总反应的化学方程式为_______________；脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数) 的关系如右下图，为达到最佳脱硝效果，应采用的条件是________________。

②用NO可直接催化NO分解生成N2、O2，将其反应机理补充完整(Vo代表氧空穴)：

2Ni2++2Vo+2NO→2Ni3++2O-+N2　　　　 2O-→O2-+1/2O2+Vo　　 ______________

（3）电解NO可制备NH4NO3，其工作原理如图所示，阴极的电极反应式为______________。

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氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理，对于消除环境污染有重要意义。回答下列问题：

（1）已知2NO(g) +O2(g)-2NO2(g)　 △H的反应历程分两步：

①2NO( g )N2O2 (g)( 快 ) △H1<0，v1正=k1正c2(NO)，v1逆=k1逆c2(N2O2)

②N2O2 (g)+ O2 (g) 2NO2(g)(慢) △H2<0，v2正=k2正c2(N2O2)•c(O2)，v2逆=k2逆c2(NO2)

比较反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小: E1__ E2 (填“>”、“<”或“=”) 其判断理由是__________；2NO(g) +O2(g)2NO2(g) 的平衡常数K与上述反应速率常数k1正、k1逆、k2正、 k2逆的关系式为_______；已知反应速率常数k随温度升高而增大，若升高温度后k2正、 k2逆分别增大a倍和b倍，则a____b (填“>”、“<”或“=”)；一定条件下，2NO (g)+O2(g) 2NO2 (g)达平衡后，升高到某温度，再达平衡后v2正较原平衡减小，根据上述速率方程分析，合理的解释是_________________。

（2）①以乙烯(C2H4)作为还原剂脱硝(NO)，其脱硝机理如左下图所示，若反应中n(NO): n(O2) =2 ：1，则总反应的化学方程式为_______________；脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数) 的关系如右下图，为达到最佳脱硝效果，应采用的条件是________________。

②用NO可直接催化NO分解生成N2、O2，将其反应机理补充完整(Vo代表氧空穴)：

2Ni2++2Vo+2NO→2Ni3++2O-+N2　　　　 2O-→O2-+1/2O2+Vo　　 ______________

（3）电解NO可制备NH4NO3，其工作原理如图所示，阴极的电极反应式为______________。

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氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理，对于消除环境污染有重要意义。回答下列问题：

(1)已知2NO(g)+O2(g)-2NO2(g)△H的反应历程分两步：

①2NO(g)N2O2(g)(快) △H1<0，v1正=k1正c2(NO)，v1逆=k1逆c2(N2O2)

②N2O2(g)+ O2(g) 2NO2(g)(慢) △H2<0，v2正=k2正c2(N2O2)•c(O2)，v2逆=k2逆c2(NO2)

比较反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小: E1__ E2 (填“>”、“<”或“=”) 其判断理由是__________；2NO(g)+O2(g)2NO2(g) 的平衡常数K与上述反应速率常数k1正、k1逆、k2正、 k2逆的关系式为_______；已知反应速率常数k随温度升高而增大，若升高温度后k2正、 k2逆分别增大a倍和b倍，则a____b (填“>”、“<”或“=”)；一定条件下，2NO (g)+O2(g) 2NO2 (g)达平衡后，升高到某温度，再达平衡后v2正较原平衡减小，根据上述速率方程分析，合理的解释是_________________。

(2)①以乙烯(C2H4)作为还原剂脱硝(NO)，其脱硝机理如左下图所示，若反应中n(NO):n(O2) =2：1，则总反应的化学方程式为_______________；脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数) 的关系如右下图，为达到最佳脱硝效果，应采用的条件是________________。

②用NO可直接催化NO分解生成N2、O2，将其反应机理补充完整(Vo代表氧空穴)：

2Ni2++2Vo+2NO→2Ni3++2O-+N2　　　　 2O-→+O2-+1/2O2+V。______________

(3)电解NO可制备NH4NO3，其工作原理如右图所示，阴极的电极反应式为______________。

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氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理对于消除环境污染有重要意义。回答下列问题：

(1)已知：2NO2(g)= N2O4(g)　　 △H=－55.3kJ/mol

N2O5(g)=2NO2(g)+O2(g)　　 △H=+53.1 kJ/mol

则：N2O5(g)=N2O4(g)+O2(g)　　　 △H=___________ kJ/mol

(2)以乙烯(C2H4)作为还原剂脱硝(NO)，脱硝机理如图1。若反应中n(NO)︰n(O2)=2︰1，则总反应的化学方程式为___________；脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图2，为达到最佳脱硝效果，应采用的条件是___________。

(3)T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　 △H<0。实验测得：υ正=υ(NO)消耗=2υ(O2)消耗=k正c2(NO)·c(O2)，υ逆=(NO2) 消耗=k逆c2(NO2)，k正、k逆为速率常数只受温度影响。不同时刻测得容器中n(NO)、n(O2)如表：

①从0～2s内该反应的平均速率υ(NO)=___________mol/(L·s)。

②T1温度时化学平衡常数K=___________ L/mol。 (结果保留3位有效数字)。

③化学平衡常数K与速率常数k正、k逆的数学关系是K=___________。若将容器的温度改变为T2时其k正=k逆，则T2___________T1(填“>”、“<”或“=")。

④已知2NO(g)+O2(g)2NO2的反应历程为：

第一步NO+NON2O2 快速反应　　　　 第二步N2O2+O2→2NO2　　 慢反应

下列叙述正确的是___________(填标号)。

A. υ(第一步的正反应)< υ(第二步的反应)　　　　　 B.总反应快慢由第二步决定

C.第二步的活化能比第一步的高　　　　　　　　 D.第二步中N2O2与O2的碰撞100%有效

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氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理，对于消除环境污染有重要意义。请回答下列问题：

(1)已知：H2的燃烧热△H为-285.8kJ/mol。

N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)　　 △H=+133 kJ/mol

H2O(g)=H2O(1)　　　　　　 △H=-44 kJ/mol

则H2和NO2反应生成两种无污染的气体的热化学反应方程式为______________________。

(2)一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入0.40molN2O4，发生反应：N2O4(g)2NO2(g)，一段时间后达到平衡，测得数据如下：

①0~40s内，v(NO2)=___________。

②升高温度时，气体颜色加深，则上述反应是___________(填“放热”或“吸热”)反应。

③该温度下反应的化学平衡常数K=___________。

④相同温度下，若开始向该容器中充入0.80molN2O4，则达到平衡后c(NO2)___________(填“>”=”或”<”)0.60mol/L

(3)已知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　　 △H的反应历程分两步：

①2NO(g)N2O2(g)(快)　　 △H1<0，v1正=k1正c2(NO)，v1逆=k1逆c(N2O2)

②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)　　 △H2<O，v2正=k2正c (N2O2)·c(O2)，v2逆=k2逆c 2(NO2)

比较反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小：E1___________E2(填“＞”“＜”或“=”)，其判断理由是____________________；2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常数K与上述反应速率常数k1正、k1逆、k2正、k2逆的关系式为______________________。

(4)N2O5是绿色硝化试剂，溶于水可得硝酸。下图是以N2O4为原料电解制备N2O的装置。写出阳极区生成N2O5的电极反应式(注意阳极区为无水环境，HNO3亦无法电离)： _________________________________。

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氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理对于消除环境污染有重要意义。

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

C(s)＋O2(g)=CO2(g)；ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1

2C(s)＋O2(g)=2CO(g)；ΔH3＝－221 kJ·mol－1

反应2NO(g)＋2CO(g)⇌N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝________ kJ·mol－1。

(2)催化氧化法去除NO是在一定条件下，用NH3消除NO污染，其反应原理为4NH3＋6NO5N2＋6H2O。不同温度条件下，n(NH3)∶n(NO)的物质的量之比分别为4∶1、3∶1、1∶3时，得到NO脱除率曲线如图所示：

①n(NH3)∶n(NO)的物质的量之比为1∶3时，对应的是曲线________(填“a”“b”或“c”)。

②由图可知，无论以何种比例反应，在温度超过900℃时NO脱除率都会骤然下降的原因可能是____________。

(3)NO氧化反应：2NO(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)分两步进行，其反应过程能量变化示意图如图：

Ⅰ. 2NO(g)→N2O2(g)；ΔH1　

Ⅱ. N2O2(g)＋O2(g)→2NO2(g)；ΔH2

①化学反应速率有速率较慢的反应步骤决定。以上反应决定NO氧化反应速率的步骤是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

②在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和O2气体，保持其他条件不变，控制反应温度分别为T3和T4(T4>T3)，测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图。转化相同量的NO，在温度_____(填“T3”或“T4”)下消耗的时间较长，试结合反应过程能量图分析其原因：______。

(4) NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如图：

研究发现在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图，写出脱硝过程的总反应方程式：_______。

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氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理对消除环境污染有重要意义。

(1)NO在空气中存在如下反应：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H，上述反应分两步完成，其反应历程如下图所示：

回答下列问题：

①写出反应I的热化学方程式_________。

②反应I和反应II中，一个是快反应，会快速建立平衡状态，而另一个是慢反应。决定2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)反应速率的是 _______（填“反应I”或“反应II”）；对该反应体系升高温度，发现总反应速率反而变慢，其原因可能是________（反应未使用催化剂）。

(2)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，T℃时，各物质起始浓度及l0 min和20 min各物质平衡浓度如表所示：

①T℃时，该反应的平衡常数为 ________ (保留两位有效数字)。

②在l0 min时，若只改变某一条件使平衡发生移动，20 min时重新达到平衡，则改变的条件是________

③在20 min时，保持温度和容器体积不变再充入NO和N2，使二者的浓度均增加至原来的两倍，此时反应v正____v逆（填“>”、“<”或“=”）。

(3)NO2存在如下平衡：2NO2(g)N2O4(g)　 △H<0，在一定条件下NO2与N2O4的消耗速率与各自的分压(分压=总压×物质的量分数)有如下关系：v(NO2)=k1·p2(NO2)，v(N2O4)=k2·p(N2O4)，相应的速率与其分压关系如图所示。

一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp(压力平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算)间的关系是k1=____；在上图标出点中，指出能表示反应达到平衡状态的点是 ______。

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