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...

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下图，下列说法正确的是(　　 )

A. 脱硝的总反应为：4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)

B. NH3催化还原NO为吸热反应

C. 过程1中NH3断裂非极性键

D. 过程中NO为氧化剂，Fe2+为还原剂

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氮氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一，消除氮氧化物有多种方法。

（1）目前，应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术是NH3催化还原法，化学反应可表示为：2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)=2N2(g)+3H2O(g)　　 △H＜0。

①该反应中，反应物总能量_____(填“>”、“<”或“=”)生成物总能量。

②当该反应有2mol N2(g)生成时，转移电子的物质的量为______mol。

（2）也可以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

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

则CH4(g)将NO(g)还原为N2(g)的热化学方程式是______________。

（3）还可利用ClO2 消除氮氧化物的污染，反应过程如下(部分反应物或生成物略去)：

NO NO2 N2

反应I的产物中还有两种强酸生成，且其中一种强酸为硝酸，且硝酸与NO2物质的量相等，则化学反应方程式为_____，反应中若生成22.4L N2(标准状况)，则消耗ClO2_____g。

（4）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。

①氢氧燃料电池的能量转化主要形式是_______，工作时电流方向为____（用a、b和箭头表示）。

②负极的电极反应式为________________。

③电极表面镀铂粉的原因为____________。

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氮氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一，消除氮氧化物有多种方法。

(1)目前，应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术是NH3催化还原法，化学反应可表示为：2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)== 2N2(g)+3H2O(g)   △H＜0

①该反应中，反应物总能量_______(填“>”、“<”或“=”)生成物总能量。

②当该反应有2mol N2(g)生成时，转移电子的物质的量为________mol。

③该反应中，还原剂为_______(填化学式)，氧化产物与还原产物的质量比为_______。

(2)也可以利用甲烷催化还原氮氧化物，已知：CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)    △H1=-574kJ/mol ；CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)      △H2=-867kJ/mol

则CH4(g)将NO(g)还原为N2(g)的热化学方程式是_______。

(3)锌锰干电池是应用最普遍的电池之一(如图所示)，总反应方程式为：　 Zn+2MnO2+2NH4Cl＝ZnCl2+2NH3↑+Mn2O3+H2O

①锌锰干电池的负极材料是________，

②负极发生的电极反应方程式为：_______

③正极发生的电极反应方程式为：________。

④若反应消耗32.5 g 负极材料，则电池中转移电子的数目为_______。

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（8分）科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(光照、N2、压强1.0×105 Pa、反应时间3 h)：

相应的热化学方程式：N2(g)＋3H2O(l) 2NH3(g)＋O2(g)　 ΔH＝＋765.2 kJ·mol－1

回答下列问题：

（1）请画出上述反应N2(g)＋3H2O(l) 2NH3(g)＋O2(g)　 ΔH＝＋765.2 kJ·mol－1

在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化的示意图，并进行必要标注。

（2）与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议：___________________________。

（3）工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数为。

①该条件下N2的平衡转化率为___________

②该条件下反应2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)的平衡常数为_____________

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中国科学院科研团队研究发现，在常温常压和可见光下，基于 LDH（一种固体催化剂）合成NH3的原理示意图如图所示。下列说法不正确的是（　　 ）

A.该反应属于置换反应

B.该过程中只涉及极性键的断裂与生成

C.基于 LDH 合成 NH3的过程属于氮的固定

D.该过程中每生成 2.24L（标准状况）O2则转移 0.4mol 电子

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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.NH3是形成无机颗粒物的催化剂

D.雾霾中含有NH4NO3和(NH4)2SO4

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催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下：

CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1=-53.7kJ·mol-1　　　 I

CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g）ΔH2　　　 II

某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:2.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：

【备注】Cat.1:Cu/ZnO纳米棒；Cat.2:Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醇的百分比

已知：①CO和H2的燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1

②H2O（l）H2O（g）ΔH3= + 44.0kJ·mol-1

请回答（不考虑温度对ΔH的影响）：

（1）反应I的逆反应平衡常数表达式K=　　　　　　　　 ；反应II的ΔH2=　　　　　　　　 kJ·mol-1。

（2）有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

A．使用催化剂Cat.1　　 B．使用催化剂Cat.2　　 C．降低反应温度

D．增大CO2和H2的初始投料比　　 E．投料比不变，增加反应物的浓度

（3）表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）在图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程~能量”示意图。

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利用反应 8NH3＋6NO212H2O＋7N2 可脱除烟气中的 NO2。下列有关该反应的说法中正确的是

A.NH3是氧化剂

B.NO2发生氧化反应

C.还原性：NO2＞N2

D.每生成 0.7mol N2，反应转移 2.4×6.02×1023 个电子

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工业制硝酸过程中的一个重要反应为4NH3＋5O2 4NO＋6H2O。下列有关该反应的说法正确的是

A. O2被还原　　 B. NH3是氧化剂

C. O2失去电子　　 D. NH3发生氧化反应

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中国科学院科研团队研究表明，在常温常压和可见光下，基于LDH(—种固体催化剂)合成NH3的原理示意图如图。下列说法不正确的是

A.该过程将太阳能转化成为化学能

B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：3

C.该过程中，涉及离子键和共价键的断裂与生成

D.原料气N2可通过分离液态空气获得

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