C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环...

C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。

（1）目前工业上有一种方法是用CO，和H2在230℃，催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。

图一表示恒压容器中0.5molCO2和1.5molH2转化率达80％时的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式_____________。

（2） “亚硫酸盐法”吸收烟气中的SO2。室温条件下，将烟气通入（NH4)2SO4溶液中，测得溶液pH与含硫组分物质的量分数的变化关系如图二所示。

请写出a点时n(HSO3-)：n(H2SO3)=______，b点时溶液pH=7，则n(NH4+)：n(HSO3-)=___。

（3）催化氧化法去除NO，一定条件下，用NH3消除NO污染，其反应原理为4NH3+6NO5N2+ 6H2O。不同温度条件下，n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为4：l、3：l、1：3时，得到NO脱除率曲线如图三所示：

① 请写出N2的电子式________。

② 曲线c对应NH3与NO的物质的量之比是______。

③ 曲线a中NO的起始浓度为6×10-4mg/m3，从A点到B点经过0.8s，该时间段内NO的脱除速率为_____mg/(m3·s)。

（4）间接电化学法可除NO。其原理如图四所示，写出电解池阴极的电极反应式（阴极室溶液呈酸性）:_________________。

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C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。

（1）目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃，催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。图一表示恒压容器中0.5molCO2和1.5molH2转化率达80％时的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式__________________________________________________。

（2）NH3催化还原可以消除氮的氧化物的污染。

①相同条件下，在固定容积的密闭容器中选用不同的催化剂（a、b、c）发生反应：4NH3（g）+6NO（g）⇋5N2（g）+6H2O（g）反应产生N2的物质的量浓度随时间变化如图所示。下列说法错误的是___________

A.催化剂的催化效率：a＞b＞c

B.X点时，NH3的化学反应速率为0.5mol·L-1·min-1

C.达到平衡时，使用催化剂c时NO的转换率最小

D.若在恒容绝热的密闭容器中发生该反应，当K值不变时，说明反应已经达到平衡

②恒温恒容下，向容积为1.0L的密闭容器中充入1.8molNH3和2.4molNO，在一定条件下发生反应，达到平衡时平衡体系的压强为反应前压强的22/21倍，则化学平衡常数K=__________mol/L（保留两位有效数字）。若上述反应改在恒温恒压条件下进行，则反应达到平衡时NH3的体积分数__________（填变大、变小或不变）

（3）在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：xA(g)+yB(g)⇋zC(g),平衡时测得A的浓度为0.3mol/L，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达到平衡时，测得A的浓度降低为0.18mol/L，则A的转化率__________（填变大、变小或不变），C的体积分数__________（填变大、变小或不变）

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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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消除氮氧化物、二氧化硫等物质造成的污染是目前研究的重要课题。

(1)工业上常用活性炭还原一氧化氮，其反应为：2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)。向容积均为lL的甲、乙、丙三个恒容恒温容器中分别加入足量的活性炭和一定量的NO，测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示：

①甲容器反应温度T℃__400℃(填“>”或“<”或“=”)；

②乙容器中，0～40min内平均反应速率v(N2)=__；

③丙容器中达平衡后NO的转化率为__。

(2)活性炭还原NO2的反应为：2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)，在恒温条件下，lmolNO2和足量活性炭发生该反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示：

①A、B、C三点中NO2的转化率最高的是__点(填“A”或“B”或“C”)。

②计算C点时该反应的压强平衡常数KP=__MPa(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

(3)燃煤烟气脱硫常用如下方法。

方法①：用生物质热解气(主要成分CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成单质硫。涉及的部分反应如下：

2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g)　　 △H1=8.0kJ·mol-1

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)　　 △H2=－566.0kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)　　 △H3=－483.6kJ·mol-1

则H2(g)还原SO2(g)生成S(g)和H2O(g)的热化学方程式为__。

方法②：用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化成(NH4)2SO4，则用氨水将SO2转化为NH4HSO3的离子方程式为__；实验测得NH4HSO3溶液中=15，则溶液的pH为__。(已知：H2SO3的Ka1=1.5×10-2，Ka2=1.0×10-7)

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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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导致空气污染的主要原因来自于化石燃料燃烧、硫酸工业和汽车尾气的排放；致使大量二氧化硫和氮氧化物排入大气中。利用化学反应原理研究治理环境污染的方法是当前环保工作的重要研究内容之一。

（1）反应是硫酸工业中的重要反应；提高SO2的平衡转化率有利于减少尾气排放：已知该反应是放热反应；当该反应处于平衡状态时，为了提高SO2的转化率：下列可采用的措施是

A．加入V2O5作催化剂　　 B．通入过量空气　　 C．高温　　 D．增大压强

（2）一定条件下，向2L密闭容器中通入2molSO2(g)、1molO2(g)和0.2SO3(g),2min后反应达到平衡时,测得SO2的转化率为50%，则该可逆反应的平衡常数K=_________；用O2的浓度变化表示从O-2min内该反应的平均速率v=_________；恒温下，若向容器中再加入2molSO2(g)，则重新达到平衡时SO2的总转化率____________50%(填“>”、“<”、“=”)

（3）能说明该反应已经达到平衡状态的是

A．　　　　　　 B．容器内压强保持不变．

C．　　 D．容器内物质的密度保持不变．

（4）在催化剂作用下用CH4将氮氧化物还原为N2可以消除氮氧化物带来的污染，　 请写出CH4与NO反应的化学方程式：_________；温度为T1时在密闭容器中研究CH4催化还原氮氧化物的反应，反应过程中产物N2的物质的量随时间的变化曲线如图所示，请在图中补画出温度为T2(T2>T1)时，n(N2)的变化曲线（已知该反应是放热反应）。

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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)　　 △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）：

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。

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（8分）过度排放CO2会造成“温室效应”，科学家正在研究如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理，现进行如下实验，在1 L固定体积的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　　 ΔH>0，

经测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

（1）从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v(CO2)=　　　　　　　　　　　　　　 ；

（2）该反应的平衡常数表达式K =　　　　　　　　 ；

（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是　　　　　　 （多选扣分）

a．容器中压强不变　　　　　　　　　　　 b．v正(H2)＝v逆(H2O)

c．混合气体中c(H2O)不变　　　　　　　 d．c(CO2)＝c(CH3OH)

（4）下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是　　　　　 （填字母）。

a．升高温度　　　　　　　　　　　　　　　 b．将CH3OH(g)及时液化抽出

c．选择高效催化剂　　　　　　　　　　　 d．再充入H2O(g)

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过度排放CO₂会造成“温室效应”，科学家正在研究如何将CO₂转化为可利用的

资源。目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇。为探究反应原理，现进行如下实验，

在1 L固定体积的密闭容器中，充入1 mol CO₂和3 mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂(g)+3H₂(g)

CH₃OH(g)+H₂O(g)   ΔH>0，经测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

(1)从反应开始到平衡，CO₂的平均反应速率v(CO₂)=________；

(2)该反应的平衡常数表达式K=________；

(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是________（多选扣分）；

a．容器中压强不变                  b．v正(H₂)＝v逆(H₂O)

c．混合气体中c(H₂O)不变        d．c(CO₂)＝c(CH₃OH)

(4)下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是________（填字母）。

a．升高温度                   b．将CH₃OH(g)及时液化抽出

c．选择高效催化剂             d．再充入H₂O(g)

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