氮的化合物应用广泛，但其对环境造成污染进行治理已成为环境科学的重要课题。请回答下列问题：（...

中共十九大报告指出，加快水污染防治、实施流域环境和近岸海域综合治理、环境污染的治理是化学工作者研究的重要课题，也是践行“绿水青山就是金山银山”的重要举措。请回答下列问题：

科学研究表明，当前应用最广泛的化石燃料到本世纪中叶将枯竭，解决此危机的有效途径之一便是实现燃料和燃烧产物之间的良性循环(如图甲所示)：

（1）一种常用的方法是在230℃、有催化剂条件下将CO2和H2，转化为甲醇蒸汽和水蒸气。图乙是生成1molCH3OH时的能量变化示意图。已知破坏1mol不同共价键的能量(kJ) 分别如下表：

①结合上表数据，试写出生成CH3OH的热化学反应方程式：____________________。

②已知E2=189.8kJ·mol-1，则E1=_______。

（2）将不同量的CO(g) 和H2O(g) 分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行如下反应： CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 得到如下表所示三组数据：

①该反应的△H_______0 (填“<”或“>”)。

②实验2条件下的平衡常数K=_______。

③实验3中，若起始时在容器中加入CO、H2O、CO2、H 2各1mol，则此时v正_______v逆 (填“<”“>”或“=”)。

（3）合成甲醇时所需的CO2 可以利用Na2CO3溶液从工业废气(主要含CO2) 中捕捉，其原理如图：

现向100mL 0.1mol/L Na2CO3溶液中通入112mL (已换算为标准状况) CO2，假设溶液中没有晶体析出，试回答下列问题：

①该工业废气处理过程中“静电除尘装置”利用了______________________________的原理。

②用离子方程式解释Na2CO3溶液呈碱性的原因：_____________________。

③反应后所得溶液中的各离子浓度由大到小的顺序是______________________________。

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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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治理汽车尾气和燃煤尾气是环境保护的重要课题.请回答下列问题：

(1)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).在恒容密闭容器中通入等量的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v(正):v(逆)=________.

(2)下图流程是一种新型的除去尾气中氮氧化物的技术,一般采用氨气或尿素作还原剂

该技术中用尿素[CO(NH2)2]作还原剂还原NO2的主要反应为:4CO(NH2)2+6NO24CO2+7N2+8H2O ,则用NH3作还原剂还原尾气中NO（NH3、NO的物质的量之比为1:1）的化学方程式为:______.

(3)哈伯法合成氨的流程图如图,下列五个流程中为提高原料利用率而采取的措施________（填序号）

(4)一种电化学制备NH3的装置如图所示,图中陶瓷在高温时可以传输H+.下列叙述正确的是______________（填选项）

A.Pd电极b为阴极　　　　　　 B.阴极的反应式为N2+6H++6e-=2NH3

C.H+由阳极向阴极迁移　　　　 D.陶瓷可以隔离N2和H2

(5)也可用CH4催化还原NOx法消除烟气中氮氧化物的污染.已知：

①CH4(g)+ 2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　　 △H=-867.0kJ/mol;

②N2(g)+2O2(g)= 2NO2(g)　　　　　　　　　　　　 △H=+67.0 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__________________________________.

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氮的化合物应用广泛，但其对环境造成污染进行治理已成为环境科学的重要课题。请回答下列问题：

（1）在汽车的排气管上加装催化转化装置可减少NOx的排放。研究表明，NOx的脱除率除与还原剂、催化剂相关外，还取决于催化剂表面氧缺位的密集程度。以(A、B均为过渡元素）为催化剂，用H2还原NO的机理如下：

第一阶段：(不稳定)+H2→低价态的金属离子(还原前后催化剂中金属原子的个数不变）

第二阶段：

……

注：□表示催化剂表面的氧缺位，g表示气态，a表示吸附态

第一阶段用氢气还原B4+得到低价态的金属离子越多，第二阶段反应的速率越快，原因是_________________。第二阶段中各反应关系在该温度下，NO脱除反应的平衡常数_________________ (用的表达式表示）。

（2）为研究汽车尾气转化为无毒无害的物质有关反应，在密闭容器中充入10molCO和8molNO,发生反应，如图为平衡时的体积分数与温度、压强的关系。

①该反应达到平衡后，为在提高反应速率同时提高NO的转化率，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.升高温度d.增加CO的浓度

②压强为10MPa、温度为T1下，若反应进行到20min达到平衡状态，容器的体积为4L，用CO2的浓度变化表示的平均反应速率_________________，该温度下平衡常数Kp=_________________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数;保留两位有效数字）。

（3）近年来，地下水中的氮污染已成为一个世界性的环境问题。在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下，密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮()，其工作原理如图所示

①Ir表面发生反应的方程式为_________________;若导电基体上的Pt颗粒增多，造成的后果是_________________。

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(15分)氮元素的化合物在工农业以及国防科技中用途广泛，但也会对环境造成污染，如地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。请回答下列问题：

(1)某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO3溶液反应探究脱氨原理。

①用适量0.1molL-1H2SO4洗涤Fe粉，主要反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　 ，之后用蒸馏水洗涤铁粉至中性；

②将KNO3溶液的pH调至2.5；

③向②调节pH后的KNO3溶液中持续通入一段时间N2，目的是　　　　　　　　 。

④用足量Fe粉还原③处理后的KNO3溶液。充分反应后，取少量反应液，加入足量NaOH溶液，加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，请根据以上信息写出Fe粉和KNO3溶液反应的离子方程式__。

(2)神舟载人飞船的火箭推进器中常用肼(N2H4)作燃料。NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 　　　　　　　　　　 。

(3)常温下向含0.01 mol HCl的溶液中缓缓通入224 mLNH3（标准状况，溶液体积变化忽略不计)。

①在通入NH3的过程中，溶液的导电能力　　 _________ (填“增强”、“减弱”或“基本不变”),理由是　　　　　　　　 ；水的电离程度　　　　　　 (填“增大”、“减小”或“基本不变”)。

②向HCl和NH3完全反应后的溶液中继续通入NH3，所得溶液中的离子浓度大小关系可能正确的是　 　　　 　 (填字母编号)。

a．c(H+)＞c(C1-)＞c(OH-)＞c(NH4+)　　 　 b．c(NH4+)＞c(C1-)＞c(H+)＞c(OH-)

c．c(NH4+)＞c(H+)＞c(C1-)＞c(OH-) 　　 d．c(C1)＝c(NH4+)＞c(H+)＝c(OH-)

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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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“雾霾”成为人们越来越关心的环境问题。雾霾中含有二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物等污染性物质。请回答下列问题：

（1）汽车尾气是雾霾形成的原因之一。尾气治理可用汽油中挥发出来的烃类物质（CxHy）催化还原尾气中的NO气体，该过程的化学方程式为___________________。

（2）冬季燃煤供暖产生的废气也是雾霾的主要来源之一。经研究发现将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧，能够降低燃煤时NO的排放，主要反应为：

2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　　 ΔH

已知：①N2(g)＋O2(g)2NO(g)　　　　　 ΔH1＝＋180.5 kJ·mol-1

②2CO(g)2C(s)＋O2(g)　　　　　 ΔH2＝＋221 kJ·mol-1

③C(s)＋O2(g)CO2(g)　　　　　 ΔH3＝－393.5 kJ·mol-1

则ΔH＝_____________。

（3）某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫，将得到的Na2SO3溶液进行电解，其中阴阳膜组合电解装置如图一所示，电极材料为石墨。

①a表示_____离子交换膜（填“阴”或“阳”）。A～E分别代表生产中的原料或产品，其中C为硫酸，则A表示_________，E表示___________。

②阳极的电极反应式为___________________________。

（4）SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中SO2发生催化氧化的反应为：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。若在T1℃、0.1 MPa条件下，往一密闭容器通入SO2和O2［其中n(SO2) ∶n(O2)＝2∶1］，测得容器内总压强与反应时间如图二所示。

①图中A点时，SO2的转化率为____________。

②在其他条件不变的情况下，测得T2℃时压强的变化曲线如图所示，则C点的正反应速率vc(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为vc(正)______vA(逆)（填“＞”、“＜”或“＝”）。

③图中B点的压强平衡常数Kp＝_______________（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）。

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“雾霾”成为人们越来越关心的环境问题。雾霾中含有二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物等污染性物质。请回答下列问题：

（1）汽车尾气是雾霾形成的原因之一。尾气治理可用汽油中挥发出来的烃类物质（CxHy）催化还原尾气中的NO气体，该过程的化学方程式为___________________。

（2）冬季燃煤供暖产生的废气也是雾霾的主要来源之一。经研究发现将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧，能够降低燃煤时NO的排放，主要反应为：

2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　　 ΔH

已知：①N2(g)＋O2(g)2NO(g)　　　　　 ΔH1＝＋180.5 kJ·mol-1

②2CO(g)2C(s)＋O2(g)　　　　　 ΔH2＝＋221 kJ·mol-1

③C(s)＋O2(g)CO2(g)　　　　　 ΔH3＝－393.5 kJ·mol-1

则ΔH＝_____________。

（3）某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫，将得到的Na2SO3溶液进行电解，其中阴阳膜组合电解装置如图一所示，电极材料为石墨。

①a表示_____离子交换膜（填“阴”或“阳”）。A～E分别代表生产中的原料或产品，其中C为硫酸，则A表示_________，E表示___________。

②阳极的电极反应式为___________________________。

（4）SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中SO2发生催化氧化的反应为：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。若在T1℃、0.1 MPa条件下，往一密闭容器通入SO2和O2［其中n(SO2) ∶n(O2)＝2∶1］，测得容器内总压强与反应时间如图二所示。

①图中A点时，SO2的转化率为____________。

②在其他条件不变的情况下，测得T2℃时压强的变化曲线如图所示，则C点的正反应速率vc(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为vc(正)______vA(逆)（填“＞”、“＜”或“＝”）。

③图中B点的压强平衡常数Kp＝_______________（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）。

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氮元素的化合物在工农业以及国防科技中用途广泛，但也会对环境造成污染，如地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。

完成下列填空：

（1）某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO₃(aq)反应探究脱氮原理。实验前

①用0.1mol·L^-1H₂SO₄(aq)洗涤Fe粉，其目的是________，然后用蒸馏水洗涤至中性；

②将KNO₃(aq)的pH调至2.5；

③为防止空气中的________（写化学式）对脱氮的影响，应向KNO₃溶液中通入N₂。

（2）用足量Fe粉还原上述KNO₃(aq)过程中，反应物与生成物的离子浓度、pH随时间的变化关系如图所示。请根据图中信息写出t₁时刻前该反应的离子方程式：________。

（3）神舟载人飞船的火箭推进器中常用肼（N₂H₄）作燃料。NH₃与NaClO反应可得到肼（N₂H₄），该反应中被氧化与被还原的元素的原子个数之比为________。如果反应中有5mol电子发生转移，可得到肼________ g。

（4）常温下向25mL 0.01mol/L稀盐酸中缓缓通入5.6 mL NH₃（标准状况，溶液体积变化忽略不计），反应后溶液中离子浓度由大到小的顺序是________。在通入NH₃的过程中溶液的导电能力________（填写“变大”、“变小”或“几乎不变”）。

（5）向上述溶液中继续通入NH₃，该过程中离子浓度大小关系可能正确的是________（选填编号）。

a．c(Cl^-)=c(NH₄⁺)＞c(H⁺)=c(OH^-)        b．c(Cl^-)＞c(NH₄⁺)=c(H⁺)＞c(OH^-)

c．c(NH₄⁺)＞c(OH^-)＞c(Cl^-)＞c(H⁺)      d．c(OH^-)＞c(NH₄⁺)＞c(H⁺)＞c(Cl^-)

（6）常温下向25mL含HCl 0.01mol的溶液中滴加氨水至过量，该过程中水的电离平衡________ （填写电离平衡移动情况）。当滴加氨水到25mL时，测得溶液中水的电离度最大，则氨水的浓度为________mol·L^-1。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

中共十九大报告指出，加快水污染防治、实施流域环境和近岸海域综合治理、环境污染的治理是化学工作者研究的重要课题，也是践行“绿水青山就是金山银山”的重要举措。请回答下列问题：

(1)氨氮水体污染可用次氯酸除去，已知：

Ⅰ.

Ⅱ.

Ⅲ.

写出水体中与反应生成的热化学方程式：____________________________。

(2)工业上可用排放的与合成尿素的方法，达到减排的目的： 。

①一定条件下，在1L的密闭容器中充入1mol和一定量的，模拟工业生产得到的平衡转化率()随氨碳比的变化如图所示，其他条件不变， 随增大而增大的原因是_______________________________________________；实际工业生产中氨碳比控制在4.0左右，而不是4.5的原因是____________________________________；该温度下反应的平衡常数______________________________。

②若，在1L的恒容密闭容器中充入一定量的和，此时体系压强为，5min达到平衡时生成1mol，此时容器内压强为，则用表示该反应的平均速率为______________________________， 的平衡转化率为__________。

(3)采用电解法可使酸性废水中的转经为而除去，则阴极的电极反应式为________________________________________。

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