研究碳、氮及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。(1)氧化还原法消除NOx的转化如下：...

研究碳、氮及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。

(1)氧化还原法消除NOx的转化如下：NONO2N2

已知：NO(g)＋O3(g)===NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝－200.9 kJ·mol－1

2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝－116.2 kJ·mol－1

则反应Ⅰ的热化学方程式为___________________________________________________________。

(2)有人设想将CO按下列反应除去：2CO(g)===2C(s)＋O2(g)　ΔH>0，请你分析该设想能否实现？________(填“能”或“否”)，依据是_________________________________________。

(3)一定条件下，CO可与粉末状的氢氧化钠作用生成甲酸钠。已知常温时，甲酸的电离平衡常数Ka＝1.70×10－4。

①甲酸钠的水溶液呈碱性，请用离子方程式表示其原因________________________________________。

②向20 mL 0.1 mol·L－1的甲酸钠溶液中滴加10 mL 0.1 mol·L－1的盐酸，混合液呈________(填“酸”或“碱”)性，溶液中离子浓度从大到小的顺序为_________________________________。

(4)活性炭也可用于处理汽车尾气中的NO。在2 L恒容密闭容器中加入0.100 0 mol NO和2.030mol固体活性炭，生成A、B两种气体，在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量如表所示：

①该反应的正反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。

②200 ℃时，平衡后向恒容容器中再充入0.1 mol NO，再次平衡后，NO的百分含量将________(填“增大”“减小”或“不变”)。

③计算反应在335 ℃时的平衡常数为________。

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近几年我国大面积发生雾霾天气，其主要原因是SO2、NOx、挥发性有机物等发生二次转化，研究碳、氮、硫及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。

（1）在一定条件下，CH4可与NOx反应除去NOx，已知有下列热化学方程式：

①CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)  △H＝－890.3 kJ·mol-1

②N2(g)＋2O2(g)2NO2(g)   △H＝+67.0 kJ·mol-1

③H2O(g)＝H2O(l)   △H＝－41.0 kJ·mol-1

则CH4(g)＋2NO2(g)CO2(g)＋2H2O(g)＋N2 (g)  △H＝_____；

（2）某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫，将得到的Na2SO3溶液进行电解，其中阴阳膜组合电解装置如图一所示，电极材料为石墨。

① b表示_____离子交换膜(填“阴”或“阳”)。A—E分别代表生产中的原料或产品。其中C为硫酸，则A表示______________。

②阳极的电极反应式为______________________________________。

（3）SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中SO2发生催化氧化的反应为： 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。若在T1℃、0.1 MPa条件下，往一密闭容器通入SO2和O2〔其中n(SO2):n(O2)=1:1〕，测得容器内总压强与反应时间如图二所示。

①图中A点时，SO2的转化率为________。

②在其他条件不变的情况下，测得T2℃时压强的变化曲线如图所示，则C点的正反应速率v0(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为vA(逆)_____ v0(正) (填“>” “<”或“ = ”)。

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科学处理NOx、SO2等大气污染物，对改善人们的生存环境具有重要的现实意义。

（1）利用甲烷催化还原氮氧化物。已知：

CH4(g) +4NO2(g) =4NO(g)+CO2(g) +2H2O(g)；△H=-574kJ•mol-1

CH4(g)+2NO2(g)=N2(g) +CO2(g)+2H2O(g)；△H=-867kJ•mol-1

则CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H=____________________

（2）利用氧化氮氧化物的流程如下：

已知反应I的化学方程式为2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl，若反应I中转移3mol电子，则反应Ⅱ中可生成N2的体积为_____L（标准状况下）。

（3）常温下，用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液，吸收过程中水的电离程度_____（填“增大”、“减小”或“不变”）；请写出Na2SO3溶液中，c(Na+)、c(H2SO3)、c(SO32-)、c(HSO3-)的大小关系：_____。

（4）利用Fe2（SO4）3溶液也可处理SO2废气，所得Fe2+溶液有很多重要用途。保存1.8mol•L﹣1的FeSO4溶液时，为防止溶液中Fe2+被氧化，常加入_____；为确保溶液中不出现浑浊，应调节溶液的pH不超过_____。（常温下，Ksp[Fe(OH) 2]=1.8×10﹣16）

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科学处理NOx、SO2等大气污染物，对改善人们的生存环境具有重要的现实意义。

（1）利用甲烷催化还原氮氧化物。已知：

CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-574kJ•mol-1

CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-867kJ•mol-1

则CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=___kJ•mol-1。

（2）利用氧化氮氧化物的流程如下：

已知反应I的化学方程式为2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl，

若反应I中转移3mol电子，则反应Ⅱ中可生成N2的体积为_________L（标准状况下）。

（3）常温下，用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液，吸收过程中水的电离平衡_________（填“增大”、“减小”或“不变”）；试计算溶液中c(SO32-)/c(HSO3-)=_______。（常温下H2SO3的电离常数：Ka1=1×10-2 mol/L，Ka2=6.0×10-8mol/L）

（4）利用Fe2(SO4)3溶液也可处理SO2废气，所得Fe2+溶液有很多重要用途。保存1.8mol·L-1的FeSO4溶液时，为防止溶液中Fe2+被氧化，常加入________；为确保溶液中不出现浑浊，应调节溶液的pH不超过______。（常温下，Ksp[Fe(OH)2]=1.8×10-16）

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合理应用和处理氮的化合物，在生产生活中有重要意义。

（1）氧化—还原法消除氮氧化物的转化如下：

①反应Ⅰ为：NO＋O3＝NO2＋O2，生成11.2 L O2(标准状况)时，转移电子的物质的量是　　　　 mol。

②反应Ⅱ中，当n(NO2)∶n[CO(NH2)2]＝3∶2时，反应的化学方程式是_____。

（2）硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现了氮氧化物的循环转化，主要反应为：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)　 △H＝－41.8 kJ·mol－1

已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　 △H＝－196.6 kJ·mol－1，写出NO和O2反应生成NO2的热化学方程式　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）尿素[CO(NH2)2]是一种高效化肥，也是一种化工原料。

①以尿素为原料一定条件下发生反应：CO(NH2)2 (s) + H2O(l)2 NH3(g)+CO2(g)　 △H = +133.6 kJ/mol。该反应的化学平衡常数的表达式K=　　　　　　　　 。关于该反应的下列说法正确的是　　　　 （填序号）。

a．从反应开始到平衡时容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变

b．在平衡体系中增加水的用量可使该反应的平衡常数增大

c．降低温度使尿素的转化率增大

②密闭容器中以等物质的量的NH3和CO2为原料，在120 ℃、催化剂作用下反应生成尿素：CO2(g) +2NH3(g)CO (NH2)2 (s) +H2O(g)，混合气体中NH3的物质的量百分含量[(NH3)]随时间变化关系如图所示。则a点的正反应速率V（正）（CO2）　　　 b点的逆反应速率V（逆）（CO2）（填“＞”、“=”或“＜”）；氨气的平衡转化率是　　　　 。

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研究碳氧化合物、氮氧化合物、硫氧化合物等大气污染物的处理对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。

(1)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。其他条件相同，在甲、乙两种催化剂作用下，相同时间时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”)。

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)。

(2)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[n(NO2)：n(SO2)]进行多组实验(每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)]。部分实验结果如图所示。

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

②图中a、d两点对应的实验温度分别为T1和T2，则T1_______T2(填“＞”、“＝”或“＜”)。

(3)在酸性电解质溶液中，以惰性材料作电极，将CO2转化为丙烯的原理如图所示。

①太阳能电池的正极为_____(填“a”或“b”)。

②生成丙烯的电极反应式是_____________________________。

③当生成标准状况下2.24L丙烯时，右侧溶液中质量减少____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+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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二氧化硫和氮氧化物(NO_x)对大气污染日趋严重，研究消除大气污染的方法是化学工作者的重要课题，目前有很多种方法消除大气污染。

（1）可利用甲烷催化还原NO_x的方法处理NO_x ，反应如下：

CH₄(g)+4NO₂(g) ＝ 4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)；△H＝ －574 kJ·mol­^－1

CH₄(g)+4NO(g) ＝ 2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)；△H＝ －1160 kJ·mol^－1

则CH₄(g)+2NO₂(g) ＝ N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)；△H＝________；

（2）降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g)；△H＜0。

若在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中，15分钟后达到平衡，反应过程中各物质的浓度变化如图甲所示，则平衡常数K=________(小数点后保留3位)；

①若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO气体0.6mol，平衡将________移动(填“向左”、“向右”或“不”)；

②若保持温度不变，20min时向原平衡容器中充入CO、N₂各0.6mol，平衡将________移动(填“向左”、“向右”或“不”)；

③20min时，若改变反应条件，导致N₂浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能是________

(填字母)；

A．加入催化剂          B．降低温度           C．缩小容器体积        D．增加CO₂的量

（3）利用Fe²⁺、Fe³⁺的催化作用，常温下将SO₂转化为SO₄^2－，从 而实现对SO₂的处理(总反应为2SO₂+O₂+2H₂O＝2H₂SO₄)。已知，含SO₂的废气通入含Fe²⁺、Fe³⁺的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe²⁺ + O₂+ 4H⁺ ＝4Fe³⁺ + 2H₂O，则另一反应的离子方程式为________；

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研究表明，氮氧化物（NOx）和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关，其转化关系如下图所示。

下列关于雾霾及其形成的叙述中，不正确的是

A.与燃料燃烧有关

B.涉及氧化还原反应

C.雾霾中含有 NH4NO3和(NH4)2SO4

D.NH3 是形成无机颗粒物的催化剂

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