氮的氧化物是大气污染物，可以通过以下方法处理:I.催化还原法:在汽车排气管上安装一个催化转...

氮的氧化物是大气污染物，可以通过以下方法处理:

I.催化还原法:在汽车排气管上安装一个催化转化器，发生反应:

2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g)　　 △H1

(1)已知:①N2(g) +O2(g)2NO(g)　　　 △H2=+180kJ/mol

②CO与O2 反应相关的化学键键能数据如下:

则△H1=__________。

(2)在一定温度下,向容积为1L的密闭容器中充入2 molNO、1molCO，10min时反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)达到平衡状态，反应过程中反应物浓度随时间变化情况如图1所示:

①该反应的平衡常数K=______(结果保留3位有效数字)；前10min内用氮气表示的平均反应速率为______。

②若保持其他条件不变，15min时再向该容器中充入少量N2，则此时反应的v正______ v逆(填“>”、“=”或“<”)，原因是____________。

③若保持其他条件不变，15min时压缩容器的容积至0.5L，20min时反应重新达到平衡，则此时NO的浓度对应的点应是图1中的______(填字母)。

④某科研小组研究发现以Ag-ZSM-5为催化剂，NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图2 所示。若不使用CO，温度超过775 K，发现NO的分解率降低，其可能的原因是______。

II.利用电化学原理，将NO2、O2 和熔融KNO3制成燃料电池，其原理如图3。

(3)该电池在工作过程中NO2转变成绿色硝化剂Y，Y 是一种氧化物，可循环使用，石墨I附近发生的电极反应式为______。相同条件下，消耗的O2 和NO2 的体积比为______。

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氮的氧化物是严重的大气污染物，可以通过以下方法处理：

Ⅰ．催化还原法：如在汽车排气管上安装一个催化转化器，发生如下反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)

（1）已知：N2(g)+O2(g)2NO(g)　　 △H=+180kJ/mol

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

（2）在一定温度下，向体积为1L的密闭容器中充入2molNO、1molCO，10分钟时反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)达到平衡状态，反应过程中反应物浓度随时间变化情况如图1所示。

①该反应的平衡常数K的计算式为___________________；前10分钟内用氮气表示的反应速率为____________________。

②若保持温度不变，15分钟时再向该容器中充入1.6molNO、0.4molCO2，则此时反应的

ν正________ν逆(填“＞”、“=”或“＜”) 。

③若保持其他条件不变，15min时压缩容器的体积至0.5L，20分钟时反应重新达到平衡，NO的浓度对应的点应是图1中的________(填字母)。

④某科研小组研究发现以Ag-ZSM-5为催化剂，NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图2所示。若不使用CO，温度超过775K，发现NO的分解率降低，其可能的原因是_________________________________________。

Ⅱ．利用电化学原理，将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池，其原理如图3，该电池在工作过程中NO2转变成绿色硝化剂Y，Y是一种氧化物，可循环使用，石墨Ⅱ是电池的___极，石墨Ⅰ附近发生的反应电极反应式为______________________相同条件下，消耗的O2和 NO2的体积比为__________。

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研究氮的氧化物、硫的氧化物、碳的氧化物等大气污染物的处理具有重要意义。

（1）汽车排气管内安装的催化转化器，可使尾气中主要污染物转化为无毒物质。下列说法能说明恒温恒容条件下的反应;2NO（g）+2CO（g）＝N2（g）+2CO2（g）△H=-746.5 kJ·mol-1已达到化学平衡的是 　　　　　　　　　　　　 。

A．单位时间内消耗了2moINO的同时消耗的2moICO

B．CO与CO2的物质的量浓度相等的状态

C．气体密度保持不变的状态

D．气体平均摩尔质量保持不变的状态

（2）NO2与SO2混合可发生反应：NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）。

将一定量的NO2与SO2置于绝热恒容密闭容器中发生上述反应，正反应速率随时间变化的趋势如图所示。由图（纵轴代表正反应速率）可知下列说法正确的是 　　　　　　　　 （填字母）。

A．反应在c点达到平衡状态

B．反应物浓度：a点小于b点

C．反应物的总能量高于生成物的总能量

D．△t1=△t2时，SO2的消耗量：a～b段大于b～c段

（3）CO在实际中有以下应用：用Li2CO3和Na2CO3熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气作为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电极反应式。

负极反应式：2CO+2CO32-一4e-＝4CO2 　　 正极反应式：　 　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　 。

（4）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50 mL 2 mol·L-1的氯化铜溶液的装置示意图：

请回答：①甲烷燃料电池的负极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②当A中消耗0.15 mol氧气时，B中　　　 极（填”a”或”b”）增重__　 __g。

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目前汽车尾气中的NO处理有以下几种方法：

（1）在汽车排气管上安装催化转化器。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反应：2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)　 △H 。

①已知：N2(g) + O2(g) =2NO(g)    △H1＝＋180.5kJ·mol－1

C(s) + O2(g) = CO2(g)     △H2＝－393.5 kJ·mol－1

2C(s) + O2(g) =2CO(g)    △H3＝－221kJ·mol－1

则△H=______。

②一个兴趣小组对某汽车冷启动时的尾气催化处理过程中CO、NO百分含量随时间变化如图1所示，前0﹣10s 阶段，CO、NO百分含量没明显变化的原因是_____________________。同时该小组在固定容积为2L的密闭容器中通入NO和CO各2mol进行反应，n(CO2)随温度（T）、压强（P）和时间（t）的变化曲线如图2所示，图中的曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应反应从开始到平衡时用CO2表示的平均反应速率分别为v(Ⅰ)、v（Ⅱ）、v（Ⅲ），则三者大小关系为______________。

图1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 图2

（2）活性炭也可用于处理汽车尾气中的NO。在1L恒容密闭容器中加入0.1000molNO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以及容器内压强如下表：

根据上表数据，写出容器中发生反应的化学方程式____，并判断X_____200℃（用“＞”、“＜“或“=”填空），计算反应体系在200℃时的平衡常数Kp =_____（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×体积分数）。

（3）用间接电化学法除去NO的过程，如图所示。已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间，B极为_________(填“阳极”或“阴极”)；写出A极的电极反应式：____________。

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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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近几年，大气污染越来越严重，雾霾天气对人们的生活、出行、身体健康产生许多不利的影响。汽车尾气是主要的大气污染源。降低汽车尾气危害的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生的反应为：

则,△H=__________kJ（用含a、b、c、d的式子表示）。

（2）某温度下，向容积为1L的容器中充人3 mol NO和1 mol CO, NO的转化率随时间的变化如下图所示。

回答下列问题：

①该温度下，化学平衡常数K=___________，平衡时CO的转化率为__________。

②A点的逆反应速率逆(CO)___________B点的逆反应速率(NO)（填“>”、“<”或“=”）。

③下列图像正确且能表明在时间T1时刻反应一定处于平衡状态的是__________。

如果该反应达平衡后，降低温度，平衡常数增大，则△H___________0（填“>”、“< ”或“=”）

④达平衡后，将容器的容积扩大一倍，下列说法正确的是

A．平衡向正反应方向移动　 B．CO的体积分数增大

C．平衡常数减小　　　　　　 D．一氧化碳的浓度增大

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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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I.为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量。有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要。在汽车排气管内安装催化转化器，可将汽车尾气中主要污染物转化为无毒的大气循环物质。热化学反应方程式为 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)　 △＝-746.5kJ• mol-1，将1.0 mol NO和1.0 mol CO充入一个容积为10L的密闭容器中，反应过程中物质浓度变化如图所示。

（1）CO在0〜9 min内的平均反应速率w(CO)＝　 　　 mol • L-1•min-1(保留两位有效数字）；第12 min时改变的反应条件可能为　　　 。

A．升高温度　 　 B．减小压强　 C．降低温度　 　　 D．加催化剂

（2）该反应在第24 min时已达到平衡状态，此时C02的体积分数为　 　　 (数值保留至小数点后一位），化学平衡常数K＝　 　　　　 (数值保留至小数点后一位）。

Ⅱ.能源的开发利用与人类社会的可持续发展息息相关。

（1）已知：Fe2O3(s)+3C(s)2Fe(s)+3CO(g)　 △H1＝a kJ • mol-1

CO(g) +O2 (g)CO2 (g)　 　　　 △H2＝ckJ• mol-1

4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3 (s)　 △H3＝c kJ • mol-1

则C的燃烧热△H=________kJ•mol-1。

（2）依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是　　 (填序号）。

A．C(s )+CO2 (g)＝2CO(g)

B．NaOH(aq) + HCl(aq)＝NaCl(aq) +H2O(l)

C．2CO(g) +O2(g)＝2CO2 (g )

D．2H2O(1 )＝2H2(g)+O2(g )

(3 )若以熔融的K2CO3与CO2为反应的环境，依据所选反应设计成一个原电池， 请写出该原电池的负极反应:　　　　 。

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汽车尾气排放的CO、NOx等气体是大气污染的主要来源，NOx也是雾霾天气的主要成因之一。

i.在汽车排气管加装催化转化器，可有效降低污染物的浓度，发生反应：2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H＜0。为了模拟催化转化器的工作原理，在t℃时，将2molNO与1mol CO充入1L反应容器中，反应过程中NO（g）、CO（g）、N2（g）的物质的量变化如图所示，

（1）①则反应进行到20min时，CO2的平均反应速率为________________．

②28min～36min内NO、CO、N2的物质的量发生了变化(NO、CO图像未画出)，引起该变化的条件可能是______．

a．加入催化剂　　　　 b．通入0.2mol N2

c．缩小容器体积　　　 d．增加CO2的物质的量

③当36min达到平衡后，若保持体系温度为t℃，再向容器中充入CO、CO2气体,使两者物质的量浓度均加倍，平衡将__________移动（填“向左”、“向右”或“不”）

（2）若均取2molNO和1molCO的混合气体分别放入3种不同的容器中进行该反应，A容器保持恒温恒压，B容器保持恒温恒容，C容器保持恒容绝热，且初始时3个容器的容积和温度均相同，下列说法正确的是______．

a.3个容器中NO的平衡转化率的大小顺序为 aA＞aB＞aC．

b.当A容器内气体的平均摩尔质量不变时，说明该反应处于化学平衡状态

c．A、B两个容器达到平衡所用的时间：tA＞tB

d．当C容器内平衡常数不变时，说明该反应处于化学平衡状态

ii. 某温度下，NO2（g）+SO2（g）⇌SO3（g）+NO（g）的平衡常数K=，该温度下在甲、乙、丙三个体积为2L的恒容密闭容器中，投入NO2（g）和SO2（g），其起始浓度如表所示，

（3）①10min后，甲中达到平衡，则甲中NO2的转化率α（NO2）=_______________．

②达到平衡后，设甲、乙、丙中SO2（g）的转化率分别为a、b、c，则三者的大小关系为_____________．

（4）利用反应NO2＋NH3→N2＋H2O(未配平)消除NO2的简易装置如图所示。

电极b的电极反应式为__________________；常温下，若用该电池电解0.6L饱和食盐水，消耗标准状况下448mL NH3时， 发现两极产生相同体积的气体，则此时溶液的PH=____（假设电解过程溶液体积不变）。

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