利用氨气脱硝除是大气污染防治研究的热点，脱硝过程中涉及的反应为：主反应：副反应：①4NH3...

利用氨气脱硝除是大气污染防治研究的热点，脱硝过程中涉及的反应为：

主反应：

副反应：

①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)　 △H=-905.5KJ/mol

②4NH3(g)+4O2(g)=2N2O(g)+6H2O(g)　 △H=-1104.9KJ/mol

③4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)　 △H=-1269.0KJ/mol

回答下列问题：

（1）主反应的△H为______

（2）如图所示，保持其它条件相同，使用两种不同的催化剂，主反应NO的转化率与温度关系如图所示：

①选用催化剂I的优势有______写出一点

②R点对应的温度为2100C，低于2100C，NO的转化率是不是对应温度下的平衡转化率，请作出判断并写出理由______．

（3）常温下，在通入氧气的条件下用的NaOH溶液吸收NO也可实现脱硝产物主要为 和，已知反应后溶液的，溶液中浓度为5.6×10-2mol/L，忽略反应过程中溶液体积变化，的电离平衡常数为5.1×10-4，则：

①c(NO2-)c(OH-)/c(HNO2)=______

②某溶液中c(NO2-)=1.0×10-6mol/L，取该溶液5mL，加入一滴的硝酸银溶液一滴为，通过计算说明能否产生沉淀______[Ksp(AgNO2)=2×10-8]

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（本题共14分）中学化学中有许多与氮有关的反应。阅读材料，回答问题。

1.氨气和氧气在催化剂存在下的反应方程式为4NH3十5O2→4NO+6H2O完成下列计算：

①生成1molNO消耗氧气的体积为　　　　　　 L（标准状况）。

②5 mol NH3和5 molO2反应生成4 molNO，过量的氨溶于产物水中成为氨水，所得氨水的密度为0．75g/ml,则该氨水的物质的量浓度为_____mol/L。

③．如果没有催化剂，氨氧化生成NO的同时也生成氮气：4NH3十3O2→2N2+6H2O。若4 mol NH3和4 molO2恰好完全反应，则产物气体中NO的物质的量为_____ mol。

2.已知真空管中反应2NO2N2O4，现向一真空管中充入4L标况下的NO2 气体：

①若在上述反应中有50% NO2的转化为N2O4，所得混合气的平均摩尔质量为______g/mol（保留一位小数）。

②将4LNO2通过真空管反应后，恢复到原状况，得到气体3L，其中NO2为_______L。

3.各种氮氧化物（NO、NO2）是主要的大气污染物之一，治理氮氧化物（NOX）废气的方法之一是用NaOH溶液进行吸收，其反应原理可表示如下：

NO2+NO+2NaOH→2NaNO2+H2O　　　　 2NO2+2NaOH→ NaNO2+NaNO3+H2O

现有一NO与NO2的混合气体，将其通入50mL 2mol/L的NaOH溶液中，恰好完全吸收，测得溶液中含有NO3― 0．02mol。

①所得溶液中NaNO2的物质的量为　　　 mol；②混合气体中V(NO)：V(NO2)=　　　　 　 。

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为了有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量，研究并有效控制空气中的氮氧化物含量、使用清洁能源显得尤为重要。

（1）已知：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ∆H = -905.48 kJ·mol-1

N2(g)＋O2(g)2NO(g) 　 ∆H = +180.50 kJ·mol-1

则4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g)的∆H =　　　　 　 。

（2）某化学小组查阅资料知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：

第一步：2NO(g)N2O2(g) （快） ∆H1<0　　 v1正=k1正c2(NO) ；v1逆=k1逆c(N2O2)

第二步：N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g) （慢） ∆H2< 0

v2正=k2正c(N2O2)c(O2)；v2逆=k2逆c2(NO2)

① 2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应速率主要是由_______（填“第一步”或“第二步”）反应决定。

② 一定温度下，反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K=　　　　　　　　 ；升高温度，K值　　　　 （填“增大”、“减　 小”或“不变”）

（3）利用活性炭涂层排气管处理NOx的反应为：xC(s)＋2NOx(g)N2(g)＋xCO2(g)　 △H <0；理论上，适当增加汽车排气管（内壁为活性炭涂层）长度______（填“能”或“不能”）使NOx更加有效地转化为无毒尾气而排放，其原因是　　　　　　　　 。

（4）一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应： C(s)＋CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，则800℃时，反应达平衡时CO2的转化率为________（保留一位小数）。

（5）氢气是一种重要的清洁能源，Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时，Mg2Cu与H2反应，生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物（其中氢的质量分数为0.077）。Mg2Cu与H2反应的化学方程式为　　 　　　　 　　　 　　 。

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液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。

（1）氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应：

①4NH3(g)+5O2(g)＝4NO(g)+6H2O(l)　　 ΔH1

②4NH3(g)+6NO(g)＝5N2(g)+6H2O(l)　　 ΔH2

则4NH3(g)+3O2(g)＝2N2(g)+6H2O(l)的ΔH＝_____。(请用含有ΔH1、ΔH2的式子表示)

（2）氨气可以直接用于燃料电池，选择碱性溶液作为电解质溶液，写出负极的电极反应式__________。

（3）已知合成氨反应的方程式为N2+3H22NH3，其平衡常数K的数值和温度的关系如下：

①由上表数据可知该反应ΔH______0(填“>”或“<”)。

②400℃时，测得某时刻c(N2)＝1 mol·L-1、c(H2)＝3 mol·L-1、c(NH3)＝2 mol·L-1，此时刻该反应的v正____v逆(填“>”“=”或“<”)。

（4）下图是密闭反应器中按n(N2)∶n(H2)＝1∶3投料后合成NH3，在200℃、400℃、600℃下，反应达到平衡时，混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线。

①曲线a对应的温度是__________________。

②关于合成氨的反应，下列叙述正确的是________。

A. 及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率

B. 加催化剂能加快反应速率且提高H2的平衡转化率

C. 图中M、Q点平衡常数K的关系是K(M)>K(Q)

③M点对应的H2的转化率是____________________。

④400℃时，将1mol N2和3mol H2充入恒压密闭容器中，下图分别代表焓变(ΔH)、混合气体平均相对分子质量(M)、N2质量分数[φ(N2)]和混合气体密度(ρ)与反应时间（t）的关系，下图正确且能表明该反应达到平衡状态的是_____________________。

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下图为工业制备硝酸的设备示意图，其生产过程中发生的反应主要有：

①4NH₃（g）+5O₂（g）4NO（g）+6H₂O（l）  △H＜0

②2NO（g）+O₂ （g）2NO₂（g）  △H＜0

③3NO₂（g）+H₂O（l）2HNO₃（l） +NO（g）  △H＜0

（1）能使吸收塔内反应速率增大，且能提高HNO₃产率的措施是________。

A．适当升高温度                          B．适当增大吸收塔内的压强

C．增大空气中O₂的浓度              D．吸收塔内填充瓷环，增大气液接触面

（2）在2L密闭容器内充入0．50 mol NO和0．25 mol O₂，维持反应温度为800℃，当反应达到平衡时，NO的转化率为50％。则800℃时反应2NO＋O₂＝2NO₂的平衡常数K＝________。

（3）某工厂每套设备每小时可生产20 t 63％的硝酸（密度为1．4 g/cm³）。假设工业生产硝酸过程中，通过循环操作可以使NH₃、O₂得以完全利用。

回答下列问题：

①该工厂设备所生产硝酸的物质的量浓度是________。

②每小时从吸收塔淋下的水的质量应是多少吨？

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右图为工业制备硝酸的设备示意图，其生产过程中发生的反应主要有：

①4NH₃(g)+5O₂(g)4NO(g) +6H₂O(l)  △H＜0

②2NO(g)+O₂ (g)2NO₂(g)  △H＜0

③3NO₂(g)+H₂O(l)2HNO₃(l) +NO(g)  △H＜0

⑴能使吸收塔内反应速率增大，且能提高HNO₃产率的措施是▲ 。

A．适当升高温度

B．适当增大吸收塔内的压强

C．增大空气中O₂的浓度

D．吸收塔内填充瓷环，增大气液接触面

⑵在2L密闭容器内充入0.50 mol NO和0.25 mol O₂，维持反应温度为800℃，当反应达到平衡时，NO的转化率为50％。则800℃时反应2NO＋O₂＝2NO₂的平衡常数K＝▲ 。

⑶某工厂每套设备每小时可生产20 t 63％的硝酸（密度为1.4 g/cm³）。假设工业生产硝酸过程中，通过循环操作可以使NH₃、O₂得以完全利用。

回答下列问题：

①该工厂设备所生产硝酸的物质的量浓度是▲ 。

②每小时从吸收塔淋下的水的质量应是多少吨？（写出计算过程）

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NH3作为一种重要化工原料，被大量应用于工业生产，与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863 计划。

(1)催化剂常具有较强的选择性。已知:

反应I:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)　　 △H1=-905kJ·mol-1

反应II:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)　　 △H2=-1266.6kJ·mol-1

写出NO 分解生成N2与O2的热化学方程式______________________________________。

(2)N2O也可分解生成N2与O2。在四个恒容密闭容器中按左下表相应量充入气体，发生2N2O(g)2N2(g)+O2(g)，容器I、II、III中N2O平衡转化率如下图所示。

①该反应的△H_________0(填“>”、“=”、“<”);

②图中A、B、C 三点处容器内的总压强，由大到小的顺序是_____________________；

③容器IV在470℃进行反应时，起始速率:v(N2O)正____v (N2O)逆(填“>”、“=”、“<”)。

(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性，在20L密闭容器中充人lmolNH3和2molO2，测得一定时间内有关物质的量关系如图:

①该催化剂在低温时选择反应________(填“I”或“II”)。

②C点比B点所产生的NO的物质的量少的原因可能是_________________________________。

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氨的催化氧化过程主要有以下两个反应：

(ⅰ)4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－905.5 kJ·mol－1

(ⅱ)4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1267 kJ·mol－1

测得温度对NO、N2产率的影响如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．升高温度，反应(ⅰ)和(ⅱ)的平衡常数均减小

B．840 ℃后升高温度，反应(ⅰ)的正反应速率减小，反应(ⅱ)的正反应速率增大

C．900 ℃后，NO产率下降的主要原因是反应(ⅰ)平衡逆向移动

D．800 ℃左右时，氨的催化氧化主要按照(ⅰ)进行

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NH3作为一种重要化工原料，被大量应用于工业生产，与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863计划。催化剂常具有较强的选择性，即专一性。已知：

反应I：4NH3(g) +5O2(g) 4NO(g) +6H2O(g)　　 △H=―905.0 kJ·molˉ1

反应 II：4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g) +6H2O(g)　　 △H

（1）

△H=__________________ 。

（2）在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2，在催化剂的作用下进行反应I，则下列有关叙述中正确的是_________。

A．使用催化剂时，可降低该反应的活化能，加快其反应速率

B．若测得容器内4v正(NH3)=6v逆(H2O) 时，说明反应已达平衡

C．当容器内=1时，说明反应已达平衡

D.当测得容器内的O2密度不再变化时，说明反应已达平衡

（3）氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性，在1L密闭容器中充入1 mol NH3和2mol O2，测得有关物质的量关系如下图：

① 该催化剂在高温时选择反应____________ (填“ I ”或“ II”）。

② 520℃时，4NH3(g)+5O24NO(g) +6H2O(g)的平衡常数K=__________ ( 不要求得出计算结果，只需列出数字计算式）。

③有利于提高NH3转化为N2平衡转化率的措施有______________

A．使用催化剂Cu/TiO2　　　　　　　　 B．将反应生成的H2O(g)及时移出

C．增大NH3和O2的初始投料比　　 D．投料比不变，增加反应物的浓度

E．降低反应温度

（4）最近华南理工大提出利用电解法制H2O2并用产生的H2O2处理废氨水，装置如图：

①为了不影响H2O2的产量，需要向废氨水加入适量硝酸调节溶液的pH约为5，则所得废氨水溶液中c（NH4+）______c（NO3﹣）（填“＞”、“＜”或“=”）．

②Ir﹣Ru惰性电极有吸附O2作用，该电极上的反应为______．

③理论上电路中每转移3mol电子，最多可以处理NH3•H2O的物质的量为______．

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