治理汽车尾气和燃煤尾气是环境保护的重要课题.请回答下列问题：(1)在汽车排气系统中安装三元...

治理汽车尾气和燃煤尾气是环境保护的重要课题.请回答下列问题：

(1)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).在恒容密闭容器中通入等量的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v(正):v(逆)=________.

(2)下图流程是一种新型的除去尾气中氮氧化物的技术,一般采用氨气或尿素作还原剂

该技术中用尿素[CO(NH2)2]作还原剂还原NO2的主要反应为:4CO(NH2)2+6NO24CO2+7N2+8H2O ,则用NH3作还原剂还原尾气中NO（NH3、NO的物质的量之比为1:1）的化学方程式为:______.

(3)哈伯法合成氨的流程图如图,下列五个流程中为提高原料利用率而采取的措施________（填序号）

(4)一种电化学制备NH3的装置如图所示,图中陶瓷在高温时可以传输H+.下列叙述正确的是______________（填选项）

A.Pd电极b为阴极　　　　　　 B.阴极的反应式为N2+6H++6e-=2NH3

C.H+由阳极向阴极迁移　　　　 D.陶瓷可以隔离N2和H2

(5)也可用CH4催化还原NOx法消除烟气中氮氧化物的污染.已知：

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

②N2(g)+2O2(g)= 2NO2(g)　　　　　　　　　　　　 △H=+67.0 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__________________________________.

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近年来，汽车尾气催化净化成为极其重要的环保产业。请回答下列问题：

I.治理汽车尾气中NO和CO的一种方法是在汽车的排气管道上安装一个催化转化装置。发生反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。

(1)实际测试某汽车冷启动时的尾气催化处理CO、NO百分含量随时间变化曲线如图一，0~10 s阶段，CO、NO百分含量没有明显变化的原因是______；

(2)在密闭容器中充入10 mol CO和8 mol NO发生反应，测得平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图二。

①已知T2>T1，则反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，△H___0（填“>”、“=”或“<”）。

②为同时提高反应速率和NO的平衡转化率，可采取的措施有______(填字母序号)。

a.改用高效催化剂　　　　 b.缩小容器的体积

c.增加CO的浓度　　　　 d.升高温度

③压强为10MPa、温度为T1下，该温度下用分压表示的平衡常数Kp=___MPa-1（分压=总压×物质的量分数）。

II.汽车尾气中CO与N2O会发生反应：N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)　　 ΔH。几种物质的相对能量如下：

(3)ΔH=___kJ/mol。

(4)实验室用Fe+作催化剂，以N2O和CO投入比为1：1模拟上述反应，其总反应分两步进行：

第一步：Fe++N2OFeO++N2；

第二步：___（写反应方程式）。

催化过程中，c(N2)和c(CO2)几乎相等，由此判断该反应进行的快慢由第___步反应决定。

请在如图中绘制反应在催化剂作用下的“能量～反应过程”示意图___。已知：两步反应均放热。

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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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（10分）

汽车尾气中含有CO和氮氧化物。治理尾气的方法是在排气管上安一个催化转化器，可发生如下反应：2NO+2CON₂+2CO₂。

（1）2NO（g）+2CO（g）N₂（g）+2CO₂（g）反应的平衡常数的表达式为：

K=。

（2）已知：CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）    △H=一283 kJ／mol

N₂（g）+O₂（g）=2 NO（g）    △H=+180 kJ/mol

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

（3）对于可逆反应2NO（g）+2CO（g）N₂（g）+2CO₂（g），结合（2）中信息，下列说法正确的是________。

①升高温度，平衡常数增大

②升高温度，逆反应速率降低

③在单位时间内消耗CO和CO₂的物质的量相等时，反应达到平衡

④反应达到平衡后，其他条件不变，缩小容器容积，平衡向生成N₂和CO₂的方向移动

（4）下列说法正确的是________

①NO、CO、CO₂均为酸性氧化物

②CO₂的大量排放会导致温室效应，所以应尽量选用公共交通，提倡低碳出行

③汽车尾气中的氮氧化物主要是空气中的氮气与氧气在高温条件下生成的

（5）实验室可利用NaOH溶液吸收CO₂，标准状况下2.24LCO₂气体被1.5 L 0.1 mol/L NaOH溶液全部吸收（不考虑CO₂溶于水），生成NaCO₃的物质的量为________mol。

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回答下列问题：

（1）“霾”是当今世界环境热点话题。目前宁夏境内空气质量恶化原因之一是机动车尾气和燃煤产生的烟气。NO和CO气体均为汽车尾气的成分，这两种气体在催化转换器中发生如下反应：2NO（g）+ 2CO（g）2CO2（g）+N2（g）　 △H=﹣a kJ·mol-1（a>0）

在一定温度下，将2.0mol NO、2.4mol CO气体通入到固定容积为2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示：

①0～15min N2的平均速率v（N2）=　　 　　　　　　 　 ；NO的转化率为　 　　　　　 　　 。

②20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件可能是　　 　　　　 （选填序号）。

A．缩小容器体积　　　 B．增加CO的量

C．降低温度　　　　　　 D．扩大容器体积

③其它条件不变，按以下选项充入起始物质，各物质体积分数仍然不变的是　　　　　　 。

A．4.0mol NO、4.8mol CO

B．1.0mol NO、1.2mol CO、1.0mol CO2、0.5mol N2

C．1.6mol NO、2.0mol CO、0.4mol CO2、0.2mol N2

D．0.4mol CO、2.0mol CO2、1mol N2

（2）实验室配制FeCl3溶液时，将FeCl3固体溶解在稀盐酸中，请结合离子方程式用平衡移动原理解释原因　　　　　　　　　　　　　 。

（3）“氯胺（NH2Cl）消毒法”是在用液氯处理自来水的同时通入少量氨气，发生反应：Cl2+NH3=NH2Cl+HCl。NH2Cl能与水反应生成可以杀菌消毒的物质（元素化合价不变）。

①NH2Cl与水反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　 。

②在Cl2+NH3=NH2Cl+HCl中，每消耗0.5mol Cl2，转移电子____________mol。

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氮氧化物排放是形成臭氧层空洞、酸雨、雾霾的重要成因之一

I．NO和CO气体均为汽车尾气的成分，目前降低尾气的可行方法是在汽车排气管上安装催化转化器，这两种气体在催化转换器中发生反应：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H

已知反应中相关键能数据如下：

（1）由此计算△H=__________。

（2）在一定温度下，将2.0molNO、2.4molCO通入到容积固定为2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示：

①有害气体NO的转化率为__________。

②20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件可能是__________ (填序号)。

a．缩小容器体积　　 　　 b．催化剂　　 　　 c．降低温度　　 　　 d．再通入2.0molNO

③ 若保持反应体系的温度不变，20min时再向容器中充入NO、N2各0.4mol,平衡将__________ (填“正向” 或“逆向”)移动。

Ⅱ．SCR(选择性催化还原)脱硝法是工业上消除氮氧化物的常用方法，反应原理为：4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) △H<0

（3）该法可能发生副反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ，减少副反应的主要措施是___________(写一条即可)。

（4）其他条件相同，在甲、乙两种催化剂作用下，NO转化率与温度的关系如图。

①工业上选择催化剂__________(填“甲”或“乙”)，原因是____________。

②在催化剂甲作用下，图中M点处(对应温度为210℃)NO的转化率______ (填“可能是”、“一定是”或“一定不是”) 该温度下的平衡转化率。高于210℃时，NO转化率降低的原因可能是__________。(写一条即可)

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工业废气、汽车尾气排放出的NOx、SO2等，是形成雾霾的主要物质，其综合治理是当前重要的研究课题。

Ⅰ. NOx的消除。汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定温度和催化剂条件下可发生如下反应：2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)　　 △H。

（1）已知：CO燃烧热的△H1=－283.0kJ·mol-l，

N2(g)+O2(g) 2NO(g)　　 △H2=+180.5kJ·mol-1，则△H=____________。

（2）某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO含量，从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率)，结果如下图所示。

①以下说法正确的是__________________(填字母)。

A.两种催化剂均能降低活化能，但△H不变

B.相同条件下，改变压强对脱氮率没有影响

C.曲线Ⅱ中的催化剂适用于450℃左右脱氮

D.曲线Ⅱ中催化剂脱氮率比曲线I中的高

②若低于200℃，图中曲线I脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为___________；判断a点是否为对应温度下的平衡脱氮率，并说明其理由：____________。

Ⅱ.SO2的综合利用

（3）某研究小组对反应NO2+SO2SO3+NO　　 △H<0进行相关实验探究。在固定体积的密闭容器中，使用某种催化剂，改变原料气配比[no(NO2)：no(SO2)]进行多组实验(各次实验的温度可能相同，也可能不同)，测定NO2的平衡转化率[a(NO2)]。部分实验结果如右图所示。

①如果将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态，应采取的措施是________________。

②图中C、D两点对应的实验温度分别为TC和TD，通过计算判断：TC__________TD(填“>”、“=”或“<”)。

（4）已知25℃时，NH3·H2O的Kb=1.8×10-5，H2SO3的Ka1=1.3×10-2，Ka2=6.2×10-8。若氨水的浓度为2.0mol·L-1，溶液中的c(OHˉ)= ____________mol·L-1；将SO2通入该氨水中，当溶液呈中性时溶液中的=__________。

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工业废气、汽车尾气排放出的NOx、SO2等，是形成雾霾的主要物质，其综合治理是当前重要的研究课题。

Ⅰ.NOx的消除。汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定温度和催化剂条件下可发生如下反应：2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H。

(1)已知：CO燃烧热的△H1=－283.0kJ·mol-l，N2(g)+O2(g) 2NO(g)　　 △H2=+180.5kJ·mol-1，则△H=____________。

(2)某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO含量，从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率)，结果如下图所示。

①以下说法正确的是__________________(填字母)。

A.两种催化剂均能降低活化能，但△H不变

B.相同条件下，改变压强对脱氮率没有影响

C.曲线Ⅱ中的催化剂适用于450℃左右脱氮

D.曲线Ⅱ中催化剂脱氮率比曲线I中的高

②若低于200℃，图中曲线I脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为___________；判断a点是否为对应温度下的平衡脱氮率，并说明其理由：____________。

Ⅱ.SO2的综合利用

(3)某研究小组对反应NO2+SO2SO3+NO △H<0进行相关实验探究。在固定体积的密闭容器中，使用某种催化剂，改变原料气配比[n0(NO2)：n0(SO2)]进行多组实验(各次实验的温度可能相同，也可能不同)，测定NO2的平衡转化率[α(NO2)]。部分实验结果如下图所示。

①如果将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态，应采取的措施是____________。

②图中C、D两点对应的实验温度分别为TC和TD，通过计算判断：TC__________TD(填“>”、“=”或“<”)。

(4)已知25C时，NH3·H2O的Kb=1.8×10-5，H2SO3的Ka1=1.3×10-2，Ka=6.2×10-8。若氨水的浓度为2.0mol·L-1，溶液中的c(OHˉ)= _________mol·L-1；将SO2通入该氨水中，当溶液呈中性时溶液中的=__________。

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