研究高效催化剂是解决汽车尾气中的 NO 和 CO 对大气污染的重要途径。(1)已知：C(s...

研究高效催化剂是解决汽车尾气中的 NO 和 CO 对大气污染的重要途径。

(1)已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)　　　　 △H1=-393.5 kJ/mol

C(s)+O2(g)= CO(g)　　　　 △H2= -110.5 kJ/mol

N2(g)+ O2(g)=2NO(g)　　　　　 △H3= +180.0 kJ/mol

则汽车尾气的催化转化反应 2NO(g)+ 2CO(g)=N2(g)+ 2CO2(g)的△H =_______kJ/mol。

(2)400℃时，在分别装有催化剂 A 和 B 的两个容积为 2 L 的刚性密闭容器中，各充入物质的量均为nmol的NO和CO发生上述反应。通过测定容器内总压强随时间变化来探究催化剂对反应速率的影响，数据如下表：

①由上表可以判断催化剂 __________(填“A”或“B”) 的效果更好。

②容器中CO 的平衡转化率为 __________。400℃时，用压强表示的平衡常数Kp__________(kPa)-1 (保留两位小数)。

③汽车尾气排气管中使用催化剂可以提高污染物转化率，其原因是 __________。

(3)为研究气缸中NO的生成， 在体积可变的恒压密闭容器中，高温下充入物质的量均为 1mol 的氮气和氧气，发生反应 N2(g)+ O2(g)⇌2NO(g)。

①下列说法能表明该反应已经达到平衡状态的是_________(填序号)。

A.2v正(O2)= v逆(NO)　　 B.混合气体的平均相对分子质量不变

C.c(N2):c(O2)=l　　 D.容器内温度不变

②为减小平衡混合气中 NO 的体积分数， 可采取的措施是 ___________。　　

(4)对于气缸中NO的生成，化学家提出了如下反应历程：

第一步　　 O2⇌2O　　　　 慢反应

第二步　　 O+N2⇌NO+N　　 较快平衡

第三步　　 N+O2⇌NO+O　　　　　 快速平衡

下列说法错误的是_______(填标号)。

A.第一步反应不从N2分解开始，是因为N2比O2稳定

B.N、O 原子均为该反应的催化剂

C.三步反应中第一步反应活化能最大

D.三步反应的速率都随温度升高而增大

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

研究高效催化剂是解决汽车尾气中的 NO 和 CO 对大气污染的重要途径。

(1)已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)　　　　 △H1=-393.5 kJ/mol

C(s)+O2(g)= CO(g)　　　　 △H2= -110.5 kJ/mol

N2(g)+ O2(g)=2NO(g)　　　　　 △H3= +180.0 kJ/mol

则汽车尾气的催化转化反应 2NO(g)+ 2CO(g)=N2(g)+ 2CO2(g)的△H =_______kJ/mol。

(2)400℃时，在分别装有催化剂 A 和 B 的两个容积为 2 L 的刚性密闭容器中，各充入物质的量均为nmol的NO和CO发生上述反应。通过测定容器内总压强随时间变化来探究催化剂对反应速率的影响，数据如下表：

①由上表可以判断催化剂 __________(填“A”或“B”) 的效果更好。

②容器中CO 的平衡转化率为 __________。400℃时，用压强表示的平衡常数Kp__________(kPa)-1 (保留两位小数)。

③汽车尾气排气管中使用催化剂可以提高污染物转化率，其原因是 __________。

(3)为研究气缸中NO的生成， 在体积可变的恒压密闭容器中，高温下充入物质的量均为 1mol 的氮气和氧气，发生反应 N2(g)+ O2(g)⇌2NO(g)。

①下列说法能表明该反应已经达到平衡状态的是_________(填序号)。

A.2v正(O2)= v逆(NO)　　 B.混合气体的平均相对分子质量不变

C.c(N2):c(O2)=l　　 D.容器内温度不变

②为减小平衡混合气中 NO 的体积分数， 可采取的措施是 ___________。　　

(4)对于气缸中NO的生成，化学家提出了如下反应历程：

第一步　　 O2⇌2O　　　　 慢反应

第二步　　 O+N2⇌NO+N　　 较快平衡

第三步　　 N+O2⇌NO+O　　　　　 快速平衡

下列说法错误的是_______(填标号)。

A.第一步反应不从N2分解开始，是因为N2比O2稳定

B.N、O 原子均为该反应的催化剂

C.三步反应中第一步反应活化能最大

D.三步反应的速率都随温度升高而增大

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

汽车尾气排放的NO和CO都是有毒的气体，科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成无毒的CO2和N2，减少污染。

（1）已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g） △H=+180.0 kJ/mol

2C（s）+O2（g）=2CO（g） △H=-221.0 kJ/mol

2C（s）+2O2（g）=2CO2（g） △H=-787.0 kJ/mol

则尾气转化反应：2NO（g）+2CO（g） N2（g）+2CO2（g）　 △H=　　 　　 　　 。

（2）对于反应2NO（g）+2CO（g） N2（g）+2CO2（g），为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表

请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：

①前2s内的平均反应速率 υ(CO2)=　　　　　　　　 mol/(L•s)。

②在该温度下，反应的平衡常数K=　　　　　　　　 。

（3）假设在恒容密闭容器中发生上述反应，下列有关说法正确的是　　　　　　 。

A．选用更有效的催化剂能提高尾气的转化率

B．升高反应体系的温度能提高反应速率， 提高尾气的转化率

C．相同温度下，若NO和CO的起始浓度分别为1.50×10－4 mol/L和2.00×10－4 mol/L，平衡时N2的体积分数比原平衡体系中N2的体积分数低

D．单位时间内消耗NO的物质的量等于生成CO2的物质的量时即达平衡状态

（4）用尾气NO2为原料可制新型硝化剂N2O5，原理：先将NO2转化为N2O4，再采用电解法制备N2O5，装置如右图所示则电源b极是__________极（填“正”“负”），生成N2O5电极反应式为　　　　　　　　　　 　　　　 ，电解一段时间后硝酸溶液的pH　　　 　　 　　 （填“增大”“减小”“不变”）。

高三化学填空题困难题查看答案及解析

大气污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。

（1）汽车尾气中的CO、NOx、碳氢化合物是大气污染物。

①使用稀土等催化剂能将CO、NO 转化成无毒物质。

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

2C(s)+O2(g)=2CO(g) 　　　　 △H2=-221kJ·mol-1

C(s) +O2(g) =CO2(g)　　　　 △H3=-393.5kJ·mol-1

写出NO(g) 与CO(g)催化转化成N2(g)和CO2(E)的热化学方程式__________________。

②醛类、O3、PAN( 过氧硝酸乙酰) 等污染物气体和颗粒物所形成的烟雾称为光化学烟雾。某研究性学习小组为模拟光化学烟雾的形成，用紫外线照射装在密闭容器内的被污染空气样品,所得物质的浓度随时间的变化如图 1所示。请你根据光化学烟雾的形成原理，对减少光化学烟雾的发生提出一个合理建议___________________。

（2）利用NH3催化还原氮氧化物(SCR 技术)是目前应用广泛的烟气脱硝技术。

①SCR 技术的主要化学反应之一是2NH3(g)+NO(g)+NO2(g) 2N2(g)+3H2O(g)　　 △H，则该反应的化学平衡常数表达式K=__________。该反应的平衡常数K随温度T的升高而减小，则该反应的△H__________0 (填“>”、“ <”或“”=)。

②SCR技术的另一主要反应为4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H=-1627.2kJ·mol-1。NO 和NH3在有氧条件及Ag2O催化作用下，当反应温度升高到550～700℃，NO转化率明显下降，NO2 产率明显上升(见图2)的可能原因是______________。(用化学方程式表达)

（3）目前，科学家还在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝(NO)原理，其脱硝机理示意图如图3，脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图4所示。

①写出该脱硝原理总反应的化学方程式______________________。

②为达到最佳脱硝效果，应选择的条件是______________________。

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析

氮氧化物是环境污染物，研究氮氧化物转化有重要的意义。

回答下列问题

(1)催化转化器可使汽车尾气反应而转化：

2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)　　 △H

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

2C(s)+O2(g)==2CO(g)　　 △H2= b kJ·mol－1

C(s)+ O2(g)=CO2(g)　　　　 △H3= c kJ·mol－1

△H=___________ kJ·mol－1(用含a、b、c的代数式表示)

(2)T℃时，将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中发生尾气转化反应，容器中NO物质的量随时间变化如图所示。

①T℃时，该化学反应的平衡常数K=___________。

②下列事实无法判断汽车尾气转化反应达到到化学平衡状态的是___________；

A.NO消耗速率等于N2消耗速率的2倍　　　　 B.混合气体平均相对分子质量不再变化

C.体系中NO的转化率和CO的转化率相等　　 D.气体的密度不再变化

③已知汽车尾气转化反应的△H<0。10min后，改变下列示意图横坐标对应的反应条件，纵坐标对应的量变化关系正确的是___________。(填序号)

(3)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程为：

第一步I2(g)2I(g)(快反应)

第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)

第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g)(快反应)

实验表明，含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是___________(填标号)。

A.N2O分解反应中，k值与是否含碘蒸气无关

B.第二步对总反应速率起决定作用

C.第二步活化能比第三步小

D.IO为反应的中间产物

(4)碱吸收、碳还原是目前工业生产中处理氮氧化物的常用方法。

①碱吸收的常见产物为NaNO2。常温下，pH=8的NaNO2溶液中c(Na+)－c(NO2－)=___________mol·L－1(用精确值表示)

②碳还原法是在高温条件下将NO与NO2混合气体与焦炭反应，生成CO和N2。已知，采用碳还原法处理某工厂氮氧化物废气时，生成的CO与N2的物质的量之比为4︰3。则该工厂尾气中NO和NO2的物质的量比为___________。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

汽车尾气中排放的NOx和CO污染环境，在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOx和CO的排放。

已知:①2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　　 ΔH=-akJ/mol

②N2(g)+O2(g)2NO(g)　　　　 ΔH=+bkJ/mol

③2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　　　 ΔH=-ckJ/mol

回答下列问题:

（1）CO的燃烧热为_________。

（2）CO将NO2还原为单质的热化学方程式为_________。

（3）为了模拟反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在催化转化器内的工作情况，控制一定条件，让反应在恒容密闭容器中进行，用传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表:

①前2s内的平均反应速率v(N2)=_________,此温度下，该反应的平衡常数K=_________。

②能说明上述反应达到平衡状态的是________。

A.2n(CO2)=n(N2)　　　　　　　　 B.混合气体的平均相对分子质量不变

C.气体密度不变　　　　　　　　 D.容器内气体压强不变

③当NO与CO浓度相等时，体系中NO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

则NO的平衡转化率随温度升高而减小的原因是______________，图中压强(P1、P2、P3)的大小顺序为_____________，理由是____________。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

CO、CO2是化石燃料燃烧后的主要产物。

（1）汽车排气管内安装的催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的大气循环物质。已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH=＋180.5kJ·mol－1

2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH=－221.0kJ·mol－1

C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH=－393.5kJ·mol－1

则反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)的ΔH=________kJ·mol－1。

（2）已知：反应CO2(g)CO(g)+O(g)在密闭容器中CO2分解实验的结果如图1；反应2CO2(g)2CO(g)+O2(g)中1molCO2在不同温度下的平衡分解量如图2，

①分析图1，求2min内v(CO2)=_______，5min时达到平衡，平衡时c（CO）=_______。

②分析图2，1500℃时反应达平衡，此时容器体积为1L，则反应的平衡常数K=______(计算结果保留1位小数)。

（3）为探究不同催化剂对CO和H2合成CH3OH的选择性效果，某实验室控制CO和H2的初始投料比为1：3进行实验，得到如下数据：

①由表1可知，该反应的最佳催化剂为____________（填编号）；图3中a、b、c、d四点是该温度下CO的平衡转化率的是____________。

②有利于提高CO转化为CH3OH的平衡转化率的措施有____________。

A．使用催化剂CuO－ZnO－ZrO2B．适当降低反应温度

C．增大CO和H2的初始投料比D．恒容下，再充入amolCO和3amolH2

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

“绿水青山就是金山银山”，研究NO2、NO、CO、NO2-、碳氢化合物大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。

(1)已知：汽车尾气中的CO、NOx、碳氮化合物是大气污染物。使用稀土等催化剂能将CO、NO转化成无毒物质。

已知: N2(g)+O2(g)=2NO(g)　　 △H1=+180.5kJ/mol　　 K1(该反应的平衡常数)

2C(s) +O2(g) =2CO(g)　　　　　 △H2=-221kJ/mol　　　　 K2 (同上)

C(s) +O2(g) =CO2(g)　　　　　　 △H3=-393.5kJ/mol　　  K3(同上)

写出NO(g) 与CO(g)催化转化成N2(g)和CO2(g)的热化学方程式_________，以及该热化学方程式的平衡常数K=________(用K1、K2、K3表示)

(2)污染性气体NO2与CO在一定条件下的反应为:2NO2+4CO4CO2+N2　 △H=-1200kJ/mol。

①某温度下，在2L密闭容器中充入0.lmolNO2和02m1CO，此时容器的压强为1个大气压，5秒时反应达到平衡时，容器的压强变为原来的29/30，则反应开始到平衡时NO2的平均反应速率v(NO2)=_________mol/(L·s)。

②若容器中观察到____________________________，可判断该反应达到平衡状态；

③能使该反应的反应速率增大，且平衡向逆反应方向移动的是_______。

A.及时分离出CO2　　　　　　　　　　　　 B.适当升高温度

C.减小容器体积使体系压强增大　　　　 D.选择高效催化剂

(3)电化学降解NO2-的原理如图:

阴极反应式为_____________________________________。

(4)在高效催化剂作用下可用NH3还原NO2进行污染物处理。

①相同条件下，选用A、B、C三种催化剂进行反应，生成氮气的物质的量与时间变化如图。活化能最小的是________[用E(A)、E(B)、E(C)表示三种催化剂下该反应的活化能]。

②在催化剂A作用下测得相同时间处理NO2的量与温度关系如图。试说明图中曲线先增大后减小的原因____________________________________________________(假设该温度范围内催化剂的催化效率相同)。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

（10分）汽车尾气是城市空气的主要污染物，如何减少汽车尾气(CO、NOx等)的污染是重要的科学研究课题。

（1） 已知：N2(g) + O2(g)2NO(g)　　 ΔH1

N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)　　 ΔH2

　　　　 2H2(g) + O2(g)2H2O(g) ΔH3

则4NO(g) + 4NH3(g) + O2(g)4N2(g) + 6H2O(g)　　 ΔH =____________(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表达)

（2） 在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，下列说法不能说明该反应达到平衡的是__________ (填字母)

A．NO的生成速率与NO的消耗速率相等

B．v(CO)=v(CO2)

C．体系的压强保持不变

D．各物质的浓度保持不变

（3） 可用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应的化学方程式为：

C(s) + 2NO(g)N2(g) + CO2(g)　 ΔH >0

某研究小组向密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温(T1℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

① 写出该反应的平衡常数表达式：K=　　　　　　　　　　　　　　　　 。

② 30 min后，改变某一条件，平衡发生了移动，则改变的条件是　　　　　　　　 ；若升高温度，NO浓度将　　　　　　　　　 （填“增大”、“不变”或“减小”）。

高三化学填空题困难题查看答案及解析

（10分）汽车尾气是城市空气的主要污染物，如何减少汽车尾气(CO、NOx等)的污染是重要的科学研究课题。

（1）已知：N2(g) + O2(g)2NO(g)　　 ΔH1

N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)　　 ΔH2

2H2(g) + O2(g)2H2O(g) ΔH3

则4NO(g) + 4NH3(g) + O2(g)4N2(g) + 6H2O(g)　　 ΔH =____________(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表达)

（2）在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，下列说法不能说明该反应达到平衡的是__________ (填字母)

A．NO的生成速率与NO的消耗速率相等

B．v(CO)=v(CO2)

C．体系的压强保持不变

D．各物质的浓度保持不变

（3）可用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应的化学方程式为：

C(s) + 2NO(g)N2(g) + CO2(g)　 ΔH >0

某研究小组向密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温(T1℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

①写出该反应的平衡常数表达式：K=　　　　　　　　　 。

②30 min后，改变某一条件，平衡发生了移动，则改变的条件是　　　　　　　　 ；

若升高温度，NO浓度将　　　　　　 　　 （填“增大”、“不变”或“减小”）。

高三化学填空题极难题查看答案及解析