探索CO和NO2这类化合物的特征及反应机理，对处理该类化合物的污染问题具有重要意义。回答下...

探索CO和NO2这类化合物的特征及反应机理，对处理该类化合物的污染问题具有重要意义。回答下列问题：

I.CO可以与H2反应制备合成天然气(SNG)。涉及反应如下：

CO甲烷化：CO(g)+3H2(g)⇌CH4(g)+H2O(g)1=－206.2kJ·mol-1

水煤气变换：CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)2=－41.2kJ·mol-1

(1)反应CO2(g)+4H2(g) ⇌CH4(g)+2H2O(g)的=_____kJ·mol-1。某温度下，分别在起始体积相同的恒容容器A、恒压容器B中加入1molCO2和4molH2的混合气体，两容器反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是_____(填“A”或“B”)。

(2)在恒压管道反应器中将原料气H2和CO按一定比例通入，在催化剂作用下制备合成天然气，400℃、p总为100kPa时反应体系平衡组成如表所示。

该条件下CO的总转化率α＝______。若将管道反应器升温至500℃，反应达到平衡后CH4的体积分数______45.0%(填“>”、“＜”或“＝”)。

II.NO2可发生二聚反应生成N2O4，化学方程式为2NO2N2O4。该反应达到平衡后，升高温度可使体系颜色加深。

(3)已知该反应的正反应速率方程为υ正=k正·c2(NO2)，逆反应速率方程为υ逆=k逆·c(N2O4)，其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数。则右图(lgk表示速率常数的对数；表示温度的倒数)所示①、②、③、④四条斜线中，能表示lgk正随变化关系的是斜线______，能表示lgk逆随变化关系的是斜线______。

(4)图中A、B、C、D点的纵坐标分别为a+1.5、a+0.5、a－0.5、a－1.5，则T1温度时化学平衡常数K=______mol－1·L。已知T1温度时，某时刻恒容密闭容器中NO2、N2O4浓度均为0.2mol·L－1，此时υ正______υ逆(填>或＜)；该反应达到平衡后，若将温度从T1升高到T2重新达到平衡，则T1温度时平衡压强p(T1)______T2温度时平衡压强p(T2)(填“>”、“=”或“＜”)，原因是______。

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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。请回答下列问题：

(1)部分氮氧化合物之间的转化所发生的化学反应如下：

I.NO(g)＋NO2(g)＋O2(g)N2O5(g)　　　 △H1＝－112.5 kJ·mol－1

II.2NO(g)＋C2(g)2NO2(g)　　　　　　　 △H2＝－114.2 kJ·mol－1

①反应2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)的　　 △H＝________kJ·mol－1

②反应II的机理为：

第一步：2NO (g)N2O2(g)(快)　　　　　 △H3<0

第二步：N2O2(g)＋O2(g)→2NO2(g)(慢)　　 △H4<0

下列说法正确的是__________(填标号)

A.N2O2是反应的中间体　　　　　　　　　　　　　 B.第一步反应的活化能较大

C.第一步、第二步中的碰撞均100%有效　　　 D.整个反应的反应速率由第二步决定

(2)常温常压下，SO2与O2间的反应极慢，但向二者的混合物中加入适量的NO2后，SO2很快就会转化为SO3。反应过程中，反应体系的能量变化可用下图中的某一曲线表示(图中曲线a表示没有使用NO2时的能量变化)。

①最可能表示使用了NO2的能量变化曲线是______(填“b”或“c”)，Ea表示的意义是_______。

②若维持其他条件不变，用催化剂V2O5代替NO2，下列物理量中不可能变化的是_______(填标号)。

A.反应的活化能　　　 B.反应速率　　　 C.反应热　　　 D.平衡常数K

(3)2L恒容密闭容器中最初存在n(SO2)＝4 mol、n(O2)＝x mol的混合物，分别在温度为T1、T2条件下发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　 △H<0。控制其他条件不变，改变n(O2)，测得平衡时SO3的体积分数[φ(SO3)]与)n(O2)的关系如图所示。

①T1_________T2(填“>”或“<”)，a、b、c三点时，SO2转化率最大的是_____________。

②若x＝2，计算温度为T1时反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数K＝____________。

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研究NO2、NO、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。利用反应6NO2（g）+8NH3（g）7N2（g）+12H2O（g）可处理NO2。

（1）在2L的密闭容器中，2分钟内，上述反应混合物的物质的量增加了0.25mol，则2分钟内v（NH3）=______。

（2）该反应的化学平衡常数表达式K=______；已知该反应平衡常数（K）与温度（T）的关系如图所示，若升高温度，则v正反应______v逆反应（填“大于”、“小于”或“等于”）；反应达到平衡后若缩小反应容器体积，其它条件不变，则混合气体的平均式量将______（填“变大”、“变小”或“不变”）。

酸雨是大气污染的危害之一，二氧化硫（SO2）的含量是空气质量监测的一个重要指标。某兴趣小组同学收集某地的雨水进行实验，每隔1h，通过pH计测定雨水样品的pH，测得的结果如下表：

（3）请写出上述pH变化的原因______。

（4）有物质的量浓度相等的三种铵盐溶液：①NH4Cl ②NH4HCO3 ③NH4HSO4，这三种溶液中水的电离程度由大到小的顺序是______（填编号）。

（5）向BaCl2溶液中通入足量SO2气体，没有沉淀生成，继续滴加一定量的氨水后，生成BaSO3沉淀，用电离平衡原理解释上述现象。______。

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研究NO₂ 、SO₂ 、CO等大气污染物的处理具有重要意义。NO₂可用下列反应来处理：

6 NO₂(g)+8NH₃(g) 7N₂(g)+12H₂O(g)+Q（Q＞0）。

完成下列填空：

（1）反应的平衡常数大，处理NO₂的效率高。增大该反应平衡常数的措施有________。

（2）一定条件下上述反应在某体积固定的密闭容器中进行，能说明该反应已经达到平衡状态的是________。

a．c(NO₂)：c(NH₃) = 3：4                b．6v(NO₂) = 7v(N₂)

c．容器内气体总压强不再变化            d．容器内气体密度不再变化

（3）若平衡时NO₂和N₂的浓度之比为m/n，保持其它条件不变，缩小反应容器的体积后达到新的平衡，此时NO₂和N₂的浓度之比 ________m/n（填“>”、“=”或“<”）。

（4）某温度下，在一个容积为2升的反应容器内，上述反应2分钟后达到平衡，测得刚好有3mol电子发生转移，则在2分钟内NH₃的平均反应速率为：

v(NH₃) = ________。

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工业废气中的NO2、CO2对环境具有极大影响，利用化学反应原理对其处理，对构建“绿水青山”生态文明有重要意义。请回答下列问题:

(1)下列说法正确的是_________

A.CO2和NO2与水反应所得溶液均为弱酸

B.NO2在一定条件下能与NH3反应生成环境友好的物质

C.通过测定溶液的pH，一定能判断H2CO3和HNO2的酸性强弱

D.Na2CO3溶液中加入硫酸可生成CO2

(2)H2在催化剂存在下能与NO2反应生成水蒸气和氮气而消去工业尾气中NO2的污染，

已知:①N(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+133kJ/mol；②H2O(g)=H2O(1)ΔH=-44kJ/mol;③H2的燃烧热为285.8kJ/mol,该反应的热化学方程式为___________.

(3)CO2可在一定条件下转化为CH3OH。己知向2L密闭容器中加入2molCO2和6molH2,在适当的催化剂和T1温度下,发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(1)+H2O(1) ΔH<O,10min时达到平衡状态，10min后改变温度为T2,生成物全部为气体，20min时达到平衡状态，反应过程中部分数据见表:

①前10min内的平均反应速率v(CO2)=_______，20min时H2的转化率为_______。

②在其他条件不变的情况下，若30min时只改变温度为T3,达平衡时H2的物质的量为3.2mol,则T2______T3(填“>”“<”或“=”)，在温度T2时，反应的化学平衡常数为______。

③在T1温度下,将容器容积缩小一倍，反应达平衡时CH3OH物质的量为____mol.和改变下列条件，能使H2的反应速率和转化率都一定增大的是____(填标号)。

A.在容积不变下升高温度

B.其它条件下不变，增加压强

C.在容积和温度不变下充入N2

D.在容积和温度不变下及时分离出CH3OH

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“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)。

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“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.lmol NO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若此温度下，某时刻测得NO2、CO、CO2、 N2的浓度分别为1mol/L、0.4mol/L、0.lmol/L、a mol/L，要使反应向逆反应方向进行，a 的取值范围_________。

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-的原理如下图:

①电源的正极是___ (填A或B)，阴极反应式为___________。

②若电解过程中转移了3mol 电子，则膜两侧电解液的质量变化差为______g。

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研究NO2、NO、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。NO2可用下列反应来处理：

6NO2(g)+8NH3(g) 7N2(g)+12H2O(g)+Q(Q＞0)。

(1)120℃时，该反应在一容积为2L的容器内反应，20min时达到平衡。10min时氧化产物比还原产物多了1.4g，则0～10min时，平均反应速率υ(NO2) = ____________________ ，电子转移了 ___________ 个。

(2)一定条件下上述反应在某体积固定的密闭容器中进行，能说明该反应已经达到平衡状态的是____________。

a．c(NO2)：c(NH3) = 3：4　　　　　　　　　　 b．6v(NO2)正 = 7v(N2)逆

c．容器内气体总压强不再变化　　　　　　　　 d．容器内气体密度不再变化

(3)若保持其它条件不变，缩小反应容器的体积后达到新的平衡，此时NO2和N2的浓度之比_________ (填增大、不变、减小)，NO2的转化率 ______________。

(4)一定条件下NO2与SO2可发生反应，方程式：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) −Q。若反应的平衡常数K值变大，该反应___________(选填编号)。

a.一定向正反应方向移动　　 　　　　 b. 平衡移动时，逆反应速率先减小后增大

c.一定向逆反应方向移动　　 　　　　 d. 平衡移动时，正反应速率先增大后减小

(5)请写出用NaOH溶液完全吸收含等物质的量的NO、NO2混合气体的离子方程式___________。

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研究NO2、NO、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。NO2可用下列反应来处理：

6NO2(g)+8NH3(g) 7N2(g)+12H2O(g)+Q(Q＞0)。

(1)120℃时，该反应在一容积为2L的容器内反应，20min时达到平衡。10min时氧化产物比还原产物多了1.4g，则0～10min时，平均反应速率υ(NO2) = ____________________ ，电子转移了 ___________ 个。

(2)一定条件下上述反应在某体积固定的密闭容器中进行，能说明该反应已经达到平衡状态的是____________。

a．c(NO2)：c(NH3) = 3：4　　　　　　　　　　 b．6v(NO2)正 = 7v(N2)逆

c．容器内气体总压强不再变化　　　　　　　　 d．容器内气体密度不再变化

(3)若保持其它条件不变，缩小反应容器的体积后达到新的平衡，此时NO2和N2的浓度之比_________ (填增大、不变、减小)，NO2的转化率 ______________。

(4)一定条件下NO2与SO2可发生反应，方程式：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) −Q。若反应的平衡常数K值变大，该反应___________(选填编号)。

a.一定向正反应方向移动　　 　　　　 b. 平衡移动时，逆反应速率先减小后增大

c.一定向逆反应方向移动　　 　　　　 d. 平衡移动时，正反应速率先增大后减小

(5)请写出用NaOH溶液完全吸收含等物质的量的NO、NO2混合气体的离子方程式___________。

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氮的化合物是造成大气污染的主要物质，研究有关反应机理对于消除环境污染有重要意义。

(1)NO在空气中存在如下反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H，上述反应分两步完成，其反应历程如图所示：回答下列问题：

①写出反应I的热化学方程式______________。

②升高温度发现总反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率反而变慢，结合上图判断下列说法中正确的有_______(反应未使用催化剂)。

A 反应I是快反应，反应II是慢反应　　　　　　　　 B 总反应的速率由反应I决定

C 升高温度平衡I、II均向逆反应方向移动　　　　 D 对于反应II，浓度的影响大于温度的影响

(2)用焦炭还原NO2的反应为2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)，在恒温条件下，1molNO2和足量C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两点的浓度平衡常数关系：Kc(A)___Kc(B)(填“<”“>”或“=”)

②A、B、C三点中NO2的转化率最低的是___(填“A”“B”或“C”)点。

③计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=_______(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算)

(3)一定条件下，将一定浓度NOx(NO2和NO的混合气体)通入0.05 mol·L−1的Ca(OH)2乳浊液中，发生的反应为：3NO2 + 2OH－= NO +2NO3-+ H2O；NO + NO2 +2OH－= 2NO2- + H2O。改变，NOx的去除率如图所示：

。

①的合适范围是____。

②当大于1.4时，NO2去除效率升高，但NO去除效率却降低。其可能的原因是____　 。

③O3和NO发生的主要反应为：NO + O3 = NO2 + O2。保持NO的初始浓度不变，改变，将反应后的混合气体通入0.05mol·L−1Ca(OH)2乳浊液中吸收。为节省O3的用量，又能保持NOx去除效果，则合适的值约为_________。　　　

a 0.6　　　　　　　　　 b 0.8　　　　　　　　 c 1.4

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