还原法处理氮的氧化物是环境科学研究的热点课题。I.氧气还原法。H2还原NO发生的反应为：2...

还原法处理氮的氧化物是环境科学研究的热点课题。

I.氧气还原法。H2还原NO发生的反应为：2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)。

（1）已知儿种化学键的键能数据如下：

2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)　　 ΔH=___kJ·mol-1。

（2）2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)的反应速率表达式为v=kc2(NO)·c(H2)(k是速率常数，只与温度有关）。科学研究发现上述反应分两步进行：

反应1：2NO(g)+H2(g)N2(g)+H2O2(g)；

反应2：H2O2(g)+H2(g)2H2O(g)。

总反应速率由反应较慢的一步决定，由此推知上述两步反应中，活化能较大的是反应___（填“l”或“2”）。c(NO)对总反应速率的影响程度___c(H2)（填“大于”“小于”或“等于”）。

Ⅱ.NH3还原法。在恒容密闭容器中充入NH3和NO2，在一定温度下发生反应：8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g)+12H2O(g)。

（3）下列表明该反应达到平衡状态的是___（填字母）。

A．混合气体密度保持不变　　　　 B．NO2和N2的消耗速率之比为6：7

C．混合气体中c(N2)=c(NO2)　　　 D．混合气体压强保持不变

III.CO还原法。利用高效催化剂处理汽车尾气中的NO和CO，发生反应：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)　　 ΔH。在2L恒容密闭容器中充人2molCO和2molNO，测得NO的转化率与温度、时间的火系如图所示。

（4）下列说法正确的是___（填字母）。

A．图像中，T1>T2

B．上述反应在高温下能自发进行

C．10min时，T2K下正、逆反应速率相等

D．增大NO的浓度，反应物的转化率增大

（5）T2K温度下，0一10min内用CO表示的平均反应速率v(CO)=___mol/L-1·min-1；T1K温度下，上述反应的平衡常数K=___L·mol-1。

（6）T1K温度下，向平衡后的容器内再加入2molN2和2molNO，则平衡___（填“向右移动”“向左移动”或“不移动”）。

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还原法处理氮的氧化物是环境科学研究的热点课题。

I.氧气还原法。H2还原NO发生的反应为：2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)。

（1）已知儿种化学键的键能数据如下：

2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)　　 ΔH=___kJ·mol-1。

（2）2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)的反应速率表达式为v=kc2(NO)·c(H2)(k是速率常数，只与温度有关）。科学研究发现上述反应分两步进行：

反应1：2NO(g)+H2(g)N2(g)+H2O2(g)；

反应2：H2O2(g)+H2(g)2H2O(g)。

总反应速率由反应较慢的一步决定，由此推知上述两步反应中，活化能较大的是反应___（填“l”或“2”）。c(NO)对总反应速率的影响程度___c(H2)（填“大于”“小于”或“等于”）。

Ⅱ.NH3还原法。在恒容密闭容器中充入NH3和NO2，在一定温度下发生反应：8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g)+12H2O(g)。

（3）下列表明该反应达到平衡状态的是___（填字母）。

A．混合气体密度保持不变　　　　 B．NO2和N2的消耗速率之比为6：7

C．混合气体中c(N2)=c(NO2)　　　 D．混合气体压强保持不变

III.CO还原法。利用高效催化剂处理汽车尾气中的NO和CO，发生反应：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)　　 ΔH。在2L恒容密闭容器中充人2molCO和2molNO，测得NO的转化率与温度、时间的火系如图所示。

（4）下列说法正确的是___（填字母）。

A．图像中，T1>T2

B．上述反应在高温下能自发进行

C．10min时，T2K下正、逆反应速率相等

D．增大NO的浓度，反应物的转化率增大

（5）T2K温度下，0一10min内用CO表示的平均反应速率v(CO)=___mol/L-1·min-1；T1K温度下，上述反应的平衡常数K=___L·mol-1。

（6）T1K温度下，向平衡后的容器内再加入2molN2和2molNO，则平衡___（填“向右移动”“向左移动”或“不移动”）。

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还原法处理氮的氧化物是环境科学研究的热点课题。

I.氧气还原法。H2还原NO发生的反应为：2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)。

（1）已知儿种化学键的键能数据如下：

2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)　　 ΔH=___kJ·mol-1。

（2）2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)的反应速率表达式为v=kc2(NO)·c(H2)(k是速率常数，只与温度有关）。科学研究发现上述反应分两步进行：

反应1：2NO(g)+H2(g)N2(g)+H2O2(g)；

反应2：H2O2(g)+H2(g)2H2O(g)。

总反应速率由反应较慢的一步决定，由此推知上述两步反应中，活化能较大的是反应___（填“l”或“2”）。c(NO)对总反应速率的影响程度___c(H2)（填“大于”“小于”或“等于”）。

Ⅱ.NH3还原法。在恒容密闭容器中充入NH3和NO2，在一定温度下发生反应：8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g)+12H2O(g)。

（3）下列表明该反应达到平衡状态的是___（填字母）。

A．混合气体密度保持不变　　　　 B．NO2和N2的消耗速率之比为6：7

C．混合气体中c(N2)=c(NO2)　　　 D．混合气体压强保持不变

III.CO还原法。利用高效催化剂处理汽车尾气中的NO和CO，发生反应：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)　　 ΔH。在2L恒容密闭容器中充人2molCO和2molNO，测得NO的转化率与温度、时间的火系如图所示。

（4）下列说法正确的是___（填字母）。

A．图像中，T1>T2

B．上述反应在高温下能自发进行

C．10min时，T2K下正、逆反应速率相等

D．增大NO的浓度，反应物的转化率增大

（5）T2K温度下，0一10min内用CO表示的平均反应速率v(CO)=___mol/L-1·min-1；T1K温度下，上述反应的平衡常数K=___L·mol-1。

（6）T1K温度下，向平衡后的容器内再加入2molN2和2molNO，则平衡___（填“向右移动”“向左移动”或“不移动”）。

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还原法处理氮的氧化物是环境科学研究的热点课题。

I.氧气还原法。H2还原NO发生的反应为：2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)。

（1）已知儿种化学键的键能数据如下：

2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)　　 ΔH=___kJ·mol-1。

（2）2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)的反应速率表达式为v=kc2(NO)·c(H2)(k是速率常数，只与温度有关）。科学研究发现上述反应分两步进行：

反应1：2NO(g)+H2(g)N2(g)+H2O2(g)；

反应2：H2O2(g)+H2(g)2H2O(g)。

总反应速率由反应较慢的一步决定，由此推知上述两步反应中，活化能较大的是反应___（填“l”或“2”）。c(NO)对总反应速率的影响程度___c(H2)（填“大于”“小于”或“等于”）。

Ⅱ.NH3还原法。在恒容密闭容器中充入NH3和NO2，在一定温度下发生反应：8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g)+12H2O(g)。

（3）下列表明该反应达到平衡状态的是___（填字母）。

A．混合气体密度保持不变　　　　 B．NO2和N2的消耗速率之比为6：7

C．混合气体中c(N2)=c(NO2)　　　 D．混合气体压强保持不变

III.CO还原法。利用高效催化剂处理汽车尾气中的NO和CO，发生反应：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)　　 ΔH。在2L恒容密闭容器中充人2molCO和2molNO，测得NO的转化率与温度、时间的火系如图所示。

（4）下列说法正确的是___（填字母）。

A．图像中，T1>T2

B．上述反应在高温下能自发进行

C．10min时，T2K下正、逆反应速率相等

D．增大NO的浓度，反应物的转化率增大

（5）T2K温度下，0-10min内用CO表示的平均反应速率v(CO)=___mol/L-1·min-1；T1K温度下，上述反应的平衡常数K=___L·mol-1。

（6）T1K温度下，向平衡后的容器内再加入2molN2和2molNO，则平衡___（填“向右移动”“向左移动”或“不移动”）。

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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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二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。

（1）用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物，某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s) + 2NO(g) N2(g) + CO2(g)　　 ΔH,在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下：

①根据图表数据分析T1℃时，该反应在0-20min的平均反应速率

v(N2)=　　　　　　　 mol·L－1·min－1；计算该反应的平衡常数K=　　　　　　　　 。

②30min后，只改变某一条件，根据上表的数据判断改变的条件可能是　　　　　　 (填字母代号)。

A．加入合适的催化剂　　　　

B．适当缩小容器的体积

C．通入一定量的NO　　　　

D．加入一定量的活性炭

③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3，则达到新平衡时NO的转化率　　　　　　　　 (填“升高”或“降低”)，ΔH　　　　　　 0(填“>”或“<”).

（2）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　　 △H1＝－49.1 kJ·mol－1

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　　　　 △H2＝－24.5 kJ·mol－1

写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式　　　　　　　　 。

（3）二甲醚燃料电池具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用，一种二甲醚氧气电池(电解质为KOH溶液)的负极反应式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

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处理、回收利用CO是环境科学家研究的热点课题。回答下列问题:

Ⅰ.处理大气污染物

CO用于处理大气污染物N2O所发生的反应原理为:有人提出上述反应可以用“Fe+”作催化剂。

其总反应分两步进行:（1）第一步:;第二步:____ (写反应方程式)。

（2）第二步反应不影响总反应达到平衡所用时间,由此推知,第二步反应速率____ 第一步反应速率(填“大于”“小于”或“等于”)。

Ⅱ.合成天然气(SNG)涉及的主要反应原理如下:

CO甲烷化: 　　　　

水煤气变换:

（3）反应的△H= ___kJ/mol。

（4）在一恒容容器中,按照nmolCO和3nmolH2投料发生CO甲烷化反应,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如右图所示,下列说法正确的是_____(填标号)。

a.温度:T1<T2<T3

b.正反应速率:v(e)>v(c)>v(b)

c.平衡常数:K(a)<K(d)<K(c)

d.平均摩尔质量:M(a)>M(b)=M(e)

（5）在恒压管道反应器中,按n(H2)︰n(CO)=3︰1通入原料气发生CO甲烷化反应,400℃、P总为100kPa时反应体系平衡组成如下表所示。

则该条件下CO的总转化率α= ___。 (保留一位小数)

（6）将制备的CH4用来组成下图所示燃料电池电解制备N2O5

①阳极的电极反应为_____。

②理论上制备1molN2O5，石墨2电极消耗气体的体积为_____L(标准状况)。

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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1 L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：

甲容器反应温度T℃______400℃(填“>”“<”或“=”)；乙容器中，0~40min内平均反应速率v(CO2)=_____；丙容器中达平衡后NO的物质的量为_________mol。

(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，1 mol NO2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右上图所示：

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=8.0 kJ·mol-1

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

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

实验测得NH4HSO3溶液中=15，则溶液的pH为________；向该溶液中加氨水使溶液呈中性时， =________。(已知：H2SO3的Ka1=1.5×10-2，Ka2=1.0×10-7)

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处理、回收CO是环境科学家研究的热点课题。

（1）CO用于处理大气污染物N2O所发生的反应为N2O（g）+CO（g）CO2（g）+N2（g）　　 △H。几种物质的相对能量如下：

①△H=___________ kJ·mol－1。改变下列“量”，一定会引起△H发生变化的是___________（填代号）

A.温度　　 B.反应物浓度　　 C.催化剂　　 D.化学计量数

②有人提出上述反应可以用“Fe+”作催化剂。其总反应分两步进行：

第一步：Fe++N2O===FeO++N2；第二步：____________（写化学方程式）。

第二步步反应不影响总反应达到平衡所用时间，由此推知，第二步反应速率_____第一步反应速率（填“大于”或“等于”）。

（2）在实验室，采用I2O5测定空气中CO的含量。在密闭容器中充入足量的I2O5粉末和一定量的CO，发生反应：I2O5 （s）+5CO（g）5CO2（g）+I2（s）。测得CO的转化率如图1所示。

①相对曲线a，曲线b仅改变一个条件，改变的条件可能是________。

②在此温度下，该可逆反应的平衡常数K=___________（用含x的代数式表示）。

（3）工业上，利用CO和H2合成CH3OH。在1L恒容密闭容器中充入1 mol CO（g）和 n molH2，在250℃发生反应：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），测得混合气体中CH3OH的体积分数与H2的物质的量的关系如图2所示。在a、b、c、d点中，CO的平衡转化率最大的点是___________。

（4）有人提出，利用2CO（g）===2C（s）+O2（g）消除CO对环境的污染，你的评价是___________（填“可行”或“不可行”）

（5）CO－空气碱性燃料电池（用KOH作电解质），当恰好完全生成KHCO3时停止放电。写出此时负极的电极反应式：_________。

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处理、回收CO是环境科学家研究的热点课题。

（1）CO用于处理大气污染物N2O所发生的反应为N2O（g）+CO（g）CO2（g）+N2（g）　　 △H。几种物质的相对能量如下：

①△H=___________ kJ·mol－1。改变下列“量”，一定会引起△H发生变化的是___________（填代号）

A.温度　　 B.反应物浓度　　 C.催化剂　　 D.化学计量数

②有人提出上述反应可以用“Fe+”作催化剂。其总反应分两步进行：

第一步：Fe++N2O===FeO++N2；第二步：____________（写化学方程式）。

第二步步反应不影响总反应达到平衡所用时间，由此推知，第二步反应速率_____第一步反应速率（填“大于”或“等于”）。

（2）在实验室，采用I2O5测定空气中CO的含量。在密闭容器中充入足量的I2O5粉末和一定量的CO，发生反应：I2O5 （s）+5CO（g）5CO2（g）+I2（s）。测得CO的转化率如图1所示。

①相对曲线a，曲线b仅改变一个条件，改变的条件可能是________。

②在此温度下，该可逆反应的平衡常数K=___________（用含x的代数式表示）。

（3）工业上，利用CO和H2合成CH3OH。在1L恒容密闭容器中充入1 mol CO（g）和 n molH2，在250℃发生反应：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），测得混合气体中CH3OH的体积分数与H2的物质的量的关系如图2所示。在a、b、c、d点中，CO的平衡转化率最大的点是___________。

（4）有人提出，利用2CO（g）===2C（s）+O2（g）消除CO对环境的污染，你的评价是___________（填“可行”或“不可行”）

（5）CO－空气碱性燃料电池（用KOH作电解质），当恰好完全生成KHCO3时停止放电。写出此时负极的电极反应式：_________。

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