燃煤和汽车尾气是造成空气污染产生雾霾的原因之一。消除汽车尾气是减少城市空气污染的热点研究课...

燃煤和汽车尾气是造成空气污染产生雾霾的原因之一。消除汽车尾气是减少城市空气污染的热点研究课题。

（1）已知：①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol﹣1

②CO（g）+1/2O2（g）=CO2 （g）△H=﹣283kJ•mol﹣1

则汽车尾气中NO和CO在催化转化器中相互反应成无污染的气体的热化学方程式是：

2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g））△H=　　　　 　　　 。

（2）在密闭容器中发生该反应时，c（CO2）随温度（T）、催化剂的表面积（S）和时间（t）的变化曲线，如图1所示。已知当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率，若催化剂的表面积S1＞S2，在图中画出c（CO2）在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。

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

①有害气体NO的转化率为　 　 　　 ，0～15min NO的平均速率v（CO2）= 　 　　 。

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列式计算化学平衡常数的值　　　　　　　　　　　　　　 。

④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，化学平衡将_________移动（填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”）。

（4）汽车尾气中的SO2的含量可通过传感器检测，传感器工作原理如右图所示。a是电源______ __极，阴极中的电极反应是　　　　 　　 ，当电路中有5×10－5 mol电子通过时，进入传感器的SO2为　　　 　　 mL（标准状况下）。

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（14分）燃煤和汽车尾气是造成空气污染产生雾霾的原因之一。消除汽车尾气是减少城市空气污染的热点研究课题。

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

②CO(g)＋1/2 O2(g)＝CO2 (g)　 △H＝－283kJ·mol－1

则汽车尾气中NO和CO在催化转化器中相互反应成无污染的气体的热化学方程式是_______________。

（2）在密闭容器中发生该反应时，c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如图所示。

已知当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1＞S2，在上图中画出c(CO2)在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。

（3）在一定温度下，将2.0mol NO、2.4mol气体CO通入到固定容积为2L的容器中，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__________，0~15min NO的平均速率v(NO)=__________mol/(L·min)。（保留两位有效数字）

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，化学平衡将______移动（选填“向左”、“向右”或“不”），移动后在达到平衡时的平衡常数的值是_______（保留两位有效数字）。

（4）汽车尾气中的SO2和过氧化氢可设计成酸性原电池，请写出它的正极反应的方程式__________。

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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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消除汽车尾气是减少城市空气污染的热点研究课题。

（1）汽车内燃机工作时发生的反应N₂(g) + O₂(g)2NO(g)，生成的NO是汽车尾气的主要污染物。T ℃时，向5L密闭容器中充入6.5 mol N₂和7.5 mol O₂，在5 min时反应达到平衡状态，此时容器中NO的物质的量是5 mol（不考虑后续反应）。则：

①5 min内该反应的平均速率ν(NO) = ________；在T ℃时，该反应的平衡常数K = ________。

② 反应开始至达到平衡的过程中，容器中下列各项发生变化的是________（填序号）。

a．混合气体的密度         b．混合气体的压强

c．正反应速率             d．单位时间内，N₂和NO的消耗量之比

（2）用H₂或CO催化还原NO可以达到消除污染的目的。

已知：2NO(g) = N₂(g) + O₂(g)     △H = —180.5 kJ·mol^－1

2H₂O(l) =2H₂(g) + O₂(g)     △H = +571.6 kJ·mol^－1

则H₂(g)与NO(g)反应生成N₂(g)和H₂O(l)的热化学方程式是

________。

（3）当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。下图表示在其他条件不变时，反应2NO(g) + 2CO(g)  2CO₂(g) + N₂(g) 中，NO的浓度[c(NO)]随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线。

① 该反应的H________0 （填“＞”或“＜”）。

② 若催化剂的表面积S₁＞S₂ ，在右图中画出c(NO) 在T₁、 S₂  条件下达到平衡过程中的变化曲线（并作相应标注）。

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近年来雾霾天气经常出现，研究雾霾成因和治理是当前环保的重要话题。汽车尾气和燃煤是造成空气污染的原因之一。因此研究氮氧化物的反应机理，对消除和防治环境污染有重要意义。

（1）①对于2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)　　 △H=-665kJ/mol的反应分三步完成：

a：2NO(g)=N2O2(g)(快)

b：N2O2(g)+H2(g)=N2O(g)+H2O(g)(慢)

c：N2O(g)+H2(g)=N2(g)+H2O(g)(快)

决定此总反应速率的是第步的反应___(填序号)。

②已知：H2(g)+CO2(g)=H2O(g)+CO(g)　　 △H=+41kJ/mol

汽车尾气的净化原理主要是用催化剂把NO与CO反应转化为两种对大气无污染的气体，试写出该反应的热化学方程式：___。

（2）升高温度能让绝大多数的化学反应加快反应速率，但是研究发现2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)　　 △H<0存在一些特殊现象。现有某化学小组通过实验测得不同温度下该反应速率常数k(代表反应速率的一个常数)的数值如表：

由实验数据测到v正与c(O2)的关系如图1所示，当x点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为___点(填字母)，并解析原因：

①___

②___

（3）NOx的排放主要来自于汽车尾气，包含NO2和NO，有人得出用活性炭对NOx进行吸收，发生如下反应：

反应a：C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)　　 △H=-34.0kJ/mol

反应b：2C(s)+2NO2(g)⇌N2(g)+2CO2(g)　　 △H=-64.2kJ/mol

对于反应a，在T1℃时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如表：

①0〜10min内，NO的平均反应速率v(NO)=___，当升高反应温度，该反应的平衡常数K___(选填“增大”、“减小”或“不变”)。

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡；根据上表中的数据判断改变的条件可能是___(填字母)。

a.加入一定量的活性炭　　　　 b.通入一定量的NO

c.适当缩小容器的体积　　　　 d.加入合适的催化剂

（4）实验室模拟反应2C(s)+2NO2(g)=N2(g)+2CO2(g)　　 △H=-64.2kJ/mol，在密闭容器中加入一定量的碳和NO2，维持温度是T2℃，如图2为不同压强下反应b经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图。

①请从动力学角度分析，1050kPa前，反应b中NO2转化率随着压强增大而增大的原因___；

②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)；在T2℃、1.1×106Pa时，该反应的化学平衡常数___(用计算表达式表示，不必化简)；已知：气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。

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近年来雾霾天气经常肆虐北京、天津、河北等地区，其中汽车尾气和燃煤是造成空气污染的原因之一。因此研究氮氧化物的反应机理，对消除和防治环境污染有重要意义。

(1) 对于2NO(g) + 2H2(g) = N2(g) + 2H2O(g)　 △H = − 665 kJ/mol 的反应分三步完成：

① 2NO(g) = N2O2(g)　　 (快)

② N2O2(g) + H2(g) = N2O(g) + H2O(g)　　 (慢)

③ ______________________________　　 (快)，请完成第③步的化学方程式。因此决定此总反应速率的是第_____步的反应。(填序号)

(2) 已知：H2(g) + CO2(g) = H2O(g) + CO(g)　　 △H = + 41 kJ/mol汽车尾气的净化原理主要是用催化剂把NO与CO反应转化为两种对大气无污染的气体，试写出该反应的热化学方程式：______________。

该反应在一定条件下达到平衡后，为了能加快反应速率并让反应向正方向移动，可采取的措施有：（__________）

A．适当升高温度　　 B．适当降低温度　　 C．压缩体积增大压强　　 D．使用正催化剂

该反应采取上述措施重新达到平衡后K值将______(填“增大”、“减小”和“不变”)

(3) 升高温度能让绝大多数的化学反应加快反应速率，但是研究发现2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g)　 △H < 0　 存在一些特殊现象。现有某化学小组通过实验测得不同温度下该反应速率常数k (代表反应速率的一个常数)的数值如下表：

由实验数据测到v(正)~c(O2)的关系如图所示，当x点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为_____点(填字母)，并解析原因：①__________，②__________。

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近年来雾霾天气经常肆虐北京、天津、河北等地区，其中汽车尾气和燃煤是造成空气污染的原因之一。因此研究氮氧化物的反应机理，对消除和防治环境污染有重要意义。

(1) 对于2NO(g) + 2H2(g) = N2(g) + 2H2O(g)　 △H = − 665 kJ/mol 的反应分三步完成：

① 2NO(g) = N2O2(g)　　 (快)

② N2O2(g) + H2(g) = N2O(g) + H2O(g)　　 (慢)

③ ______________________________　　 (快)，请完成第③步的化学方程式。因此决定此总反应速率的是第_____步的反应。(填序号)

(2) 已知：H2(g) + CO2(g) = H2O(g) + CO(g)　　 △H = + 41 kJ/mol汽车尾气的净化原理主要是用催化剂把NO与CO反应转化为两种对大气无污染的气体，试写出该反应的热化学方程式：______________。

该反应在一定条件下达到平衡后，为了能加快反应速率并让反应向正方向移动，可采取的措施有：（__________）

A．适当升高温度　　 B．适当降低温度　　 C．压缩体积增大压强　　 D．使用正催化剂

该反应采取上述措施重新达到平衡后K值将______(填“增大”、“减小”和“不变”)

(3) 升高温度能让绝大多数的化学反应加快反应速率，但是研究发现2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g)　 △H < 0　 存在一些特殊现象。现有某化学小组通过实验测得不同温度下该反应速率常数k (代表反应速率的一个常数)的数值如下表：

由实验数据测到v(正)~c(O2)的关系如图所示，当x点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为_____点(填字母)，并解析原因：①__________，②__________。

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燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一，雾疆天气肆虐给人类健康带来了严重影响，化学在解决雾霾污染中发挥了重要作用。

(1)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。

己知：

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

2NO2(g) N2O4(g)　　　 △H=-56.9kJ·mol-1

H2O(g)=H2O(l)　　 △H=-44.0kJ·mol-1

①写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式________________。

②反应CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)在恒温恒容容器中达到平衡，下列叙述不能作为判断该反应达到平衡状态标志的是___________。

A.容器中的压强不变　　　　 B.混合气体的密度不变

C.2v正(NO2)= v 逆(N2)　　　　 D.c(CH4)= c(N2)

(2)CO、CO2 是火力发电厂及汽车尾气的主要成分，为减少对环境造成的影响，采用以下方法将其资源化利用。

①以CO 为电极燃料，以熔融K2CO3为电解质，和O2组成燃料电池。请写出该电池的负极电极反应式_____________________。

②在铝矾土作催化剂、773K条件下，3molCO与1.5molSO2反应生成3molCO2和0.75mol硫蒸气，该反应可用于从烟道气中回收硫，写出该反应的化学方程式_______________。

③在汽车的排气管上增加一个补燃器，并不断补充O2使其浓度保持为4.0×10-4mol·L-1，发生反应2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)。某温度下测得汽车尾气中CO、CO2 气体的浓度分别为2.0×10-6 mol·L-1、4.0×10-4 mol·L-1，则该条件下反应的平衡常数K=___________。

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冬季是雾霾天气高发的季节，其中汽车尾气和燃煤尾气是造成雾霾的原因之一。　

（1）使用甲醇汽油可以减少汽车尾气对环境的污染。工业上在200℃和10MPa的条件下可用甲烷和氧气通过铜制管道反应制得甲醇，已知一定条件下，CH4和CH3OH的燃烧热分别784kJ/mol和628kJ/mol ,则CH4(g) +O2(g) = CH3OH(g)　 △H=___。

（2）二甲醚也是清洁能源。用合成气在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为:2CO(g) + 4H2(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) △H＜0。

①.某温度下，将2.0molCO(g)和6.0molH2(g)充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中 CH3OCH3(g) 的物质的量分数变化情况如图所示，关于温度和压强的关系判断正确的是___。

A. P1＞P3,　 T1＞T3 　B. P3＞P2，T3＞T2 　　C.P2＞P4，T4＞T2 　　D.P1＞P4，T2＞T3

②在恒容密闭容器里按体积比为1:3充入一氧化碳和氢 气，一定条件下反应达到平衡状态．当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是___

A．氢气的转化率减小　　　　　　　　　　　　 B．逆反应速率先增大后减小

C．化学平衡常数K值增大　　　　　　　　　　 D．某反应物的体积百分含量增大

（3）在一容积可变的密闭容器中充有10 mol CO和20 mol H2, 发生反应CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，CO的平衡转化率[与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。

①A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为______。

②若达到平衡状态A时，容器的体积为10 L，则在平衡状态B时容器的体积为________L。

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