氮的氧化物和氮的氢化物的任意排放均会对环境造成污染，因此关于其转化的研究对于消除环境污染有...

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。回答下列问题：

(1)已知2NO(g)+O2(g)-2NO2(g)△H的反应历程分两步：

①2NO(g)N2O2(g)(快) △H1<0，v1正=k1正c2(NO)，v1逆=k1逆c2(N2O2)

②N2O2(g)+ O2(g) 2NO2(g)(慢) △H2<0，v2正=k2正c2(N2O2)•c(O2)，v2逆=k2逆c2(NO2)

比较反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小: E1__ E2 (填“>”、“<”或“=”) 其判断理由是__________；2NO(g)+O2(g)2NO2(g) 的平衡常数K与上述反应速率常数k1正、k1逆、k2正、 k2逆的关系式为_______；已知反应速率常数k随温度升高而增大，若升高温度后k2正、 k2逆分别增大a倍和b倍，则a____b (填“>”、“<”或“=”)；一定条件下，2NO (g)+O2(g) 2NO2 (g)达平衡后，升高到某温度，再达平衡后v2正较原平衡减小，根据上述速率方程分析，合理的解释是_________________。

(2)①以乙烯(C2H4)作为还原剂脱硝(NO)，其脱硝机理如左下图所示，若反应中n(NO):n(O2) =2：1，则总反应的化学方程式为_______________；脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数) 的关系如右下图，为达到最佳脱硝效果，应采用的条件是________________。

②用NO可直接催化NO分解生成N2、O2，将其反应机理补充完整(Vo代表氧空穴)：

2Ni2++2Vo+2NO→2Ni3++2O-+N2　　　　 2O-→+O2-+1/2O2+V。______________

(3)电解NO可制备NH4NO3，其工作原理如右图所示，阴极的电极反应式为______________。

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氮的氧化物和氮的氢化物的任意排放均会对环境造成污染，因此关于其转化的研究对于消除环境污染有着重要意义。

（1）已知T℃时，有如下反应：

反应I：4NH3（g） + 6NO（g）5N2 （ g） + 6H2O（g）　　 △H = -1804 kJ•mol-1

反应II：N2（g） +2O2（g） 2NO2（g）　 △H = +67.8 kJ•mol-1

反应III：2NO（g） + O2 （g） 2 NO2 （g）　　 △H =-116.2 kJ•mol-1

试写出T℃ 时，NH3与NO2反应生成不污染环境的物质的热化学反应方程式 ______。

（2）T℃时，向2L密闭容器中加入一定量的NO2、NO和O2,发生（1）中反应III,不同时间测得各物质的部分浓度（mol•L-1） 如下表所示：

①温度不变，反应达平衡后容器中的压强与最初加入气体时的压强之比为_______。

②反应的前 20 min 的平均反应速率v（NO）=________mol•L-1·min-1。

③若温度不变，平衡后将反应容器压缩为1L，达到新的平衡后，c（O2）_____0.48mol•L-1（填“>”“<”或“ =”）。

（3）某化学兴趣小组利用电解原理设计实验消除NH3 与 NO对环境的影响， 并制取KOH溶液和H2SO4溶液，其工作原理如下图所示：

①从出口B、C产生的气体相同，该气体是_____：从出口 D 得到的溶液是____。

②电解槽左池中发生的电极反应式为________ 。

③电解一段时间，两电极共收集到22.4L气体（标准状况下）时，理论上将生成____________mol KOH。

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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)　 ΔH

已知：2C(s)+O2(g)=2CO(g)　　 ΔH1＝akJ·mol-1；

C(s)+O2(g)=CO2(g)　　 ΔH2＝bkJ·mol-1；

N2(g)+O2(g)=2NO(g)　　 ΔH3＝ckJ·mol-1

ΔH＝__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1L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下列事实能判断汽车尾气转化反应达到到化学平衡状态的是___；

A．体系中NO的转化率和CO的转化率相等　　 B．气体的密度不再变化

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

③已知汽车尾气转化反应的ΔH<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不正确的是___。（填序号）

a.　　 b.　　 c.　　 d.

（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)+I(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）。

下列表述不正确的是___（填标号)。

A．IO为反应的中间产物

B．第二步活化能比第三步小

C．第二步对总反应速率起决定作用

D．N2O分解反应中，k值与是否含碘蒸气无关

（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CO2和N2，且物质的量之比为4:3，写出该方法的化学方程式___。

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研究碳氧化合物、氮氧化合物、硫氧化合物等大气污染物的处理对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。

(1)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。其他条件相同，在甲、乙两种催化剂作用下，相同时间时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”)。

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)。

(2)某研究小组对反应NO2+SO2SO3+NO△H＜0进行相关实验探究。在固定体积的密闭容器中，使用某种催化剂，改变原料气配比[n(NO2)：n(SO2)]进行多组实验(每次实验的温度可能相同，也可能不同)，测定NO2的平衡转化率[a(NO2)]。部分实验结果如图所示。

①如果将图中b点的平衡状态改变为c点的平衡状态，应采取的措施是________________。

②图中a、d两点对应的实验温度分别为T1和T2，则T1_______T2(填“＞”、“＝”或“＜”)。

(3)在酸性电解质溶液中，以惰性材料作电极，将CO2转化为丙烯的原理如图所示。

①太阳能电池的正极为_____(填“a”或“b”)。

②生成丙烯的电极反应式是_____________________________。

③当生成标准状况下2.24L丙烯时，右侧溶液中质量减少____g。

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氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要应用。

(1)烟气中的氮氧化物(NOx)可与甲烷在一定条件下反应转化为无害成分，从而消除污染。已知

则 CH4 脱硝的热化学方程式为 CH4 (g) + 4NO (g)⇌CO2 (g) + 2N2 (g) + 2H2O ΔH=_________kJ/mol(用 a、b 表示)；平衡常数 K3=_________(用 K1、K2 表示)。

(2)用活性炭还原法可以消除NO 的污染，发生的反应为C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)。1molNO 和足量的活性炭在T℃、容积恒定为2L的密闭容器中反应，经过5min反应达到平衡，测得NO的物质的量为0.4mol。

①从反应开始到5min,用氮气表示的平均反应速率为_________。达到平衡后，向容器中再通入0.1molNO气体和0.3molCO2气体，则此平衡将_________(填“正向移动”“不移动”或“逆向移动”)。

②能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是_________(填标号)。

a.NO和N2的体积比保持不变

b.单位时间内生成2nmolNO的同时消耗nmolCO2

c.恒温恒容条件下，反应体系的压强不再发生改变

d.恒容条件下，混合气体的平均相对分子质量不变

(3)某实验小组模拟4CO(g)＋2NO2(g) ⇌4CO2(g)＋N2(g)　 ΔH=-1200kJ·mol-1净化过程，一定温度下，在2L的恒容密闭容器中，起始时按照甲、乙两种方式进行投料，经过一段时间后达到平衡状态，测得甲中CO的转化率为50%，则该反应的平衡常数为__________；两种方式达平衡时，N2的体积分数：甲______乙(填“>、=、<或不确定”)

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研究碳、氮及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。

(1)氧化还原法消除NOx的转化如下：NONO2N2

已知：NO(g)＋O3(g)===NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝－200.9 kJ·mol－1

2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝－116.2 kJ·mol－1

则反应Ⅰ的热化学方程式为___________________________________________________________。

(2)有人设想将CO按下列反应除去：2CO(g)===2C(s)＋O2(g)　ΔH>0，请你分析该设想能否实现？________(填“能”或“否”)，依据是_________________________________________。

(3)一定条件下，CO可与粉末状的氢氧化钠作用生成甲酸钠。已知常温时，甲酸的电离平衡常数Ka＝1.70×10－4。

①甲酸钠的水溶液呈碱性，请用离子方程式表示其原因________________________________________。

②向20 mL 0.1 mol·L－1的甲酸钠溶液中滴加10 mL 0.1 mol·L－1的盐酸，混合液呈________(填“酸”或“碱”)性，溶液中离子浓度从大到小的顺序为_________________________________。

(4)活性炭也可用于处理汽车尾气中的NO。在2 L恒容密闭容器中加入0.100 0 mol NO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如表所示：

①该反应的正反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。

②200 ℃时，平衡后向恒容容器中再充入0.1 mol NO，再次平衡后，NO的百分含量将________(填“增大”“减小”或“不变”)。

③计算反应在335 ℃时的平衡常数为________。

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氮氧化物具有不同程度的毒性，利用构成电池方法既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，发生反应 6NO2+ 8NH3= 7N2+12H2O，装置如图所示。下列关于该电池的说法正确的是　

A. 为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜

B. 电子从右侧电极经过负载后流向左侧电极

C. 电极A极反应式为2NH3 - 6e-=N2 +6H+

D. 当有4.48LNO2被处理时，转移电子物质的量为 0.8mol

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C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。

（1）目前工业上有一种方法是用CO，和H2在230℃，催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。

图一表示恒压容器中0.5molCO2和1.5molH2转化率达80％时的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式_____________。

（2） “亚硫酸盐法”吸收烟气中的SO2。室温条件下，将烟气通入（NH4)2SO4溶液中，测得溶液pH与含硫组分物质的量分数的变化关系如图二所示。

请写出a点时n(HSO3-)：n(H2SO3)=______，b点时溶液pH=7，则n(NH4+)：n(HSO3-)=___。

（3）催化氧化法去除NO，一定条件下，用NH3消除NO污染，其反应原理为4NH3+6NO5N2+ 6H2O。不同温度条件下，n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为4：l、3：l、1：3时，得到NO脱除率曲线如图三所示：

① 请写出N2的电子式________。

② 曲线c对应NH3与NO的物质的量之比是______。

③ 曲线a中NO的起始浓度为6×10-4mg/m3，从A点到B点经过0.8s，该时间段内NO的脱除速率为_____mg/(m3·s)。

（4）间接电化学法可除NO。其原理如图四所示，写出电解池阴极的电极反应式（阴极室溶液呈酸性）:_________________。

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“绿水青山就是金山银山”，现今“环境保护”意识深入人心。氮的氧化物是大气主要污染物，研究氮氧化物间的相互转化及脱除，让空气更加清洁是环境科学的重要课题。

(1)已知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：

第一步　 2NO(g)N2O2(g)　 (快速平衡)

第二步　 N2O2(g)+O2(g)＝2NO2(g)　 (慢反应)

①用O2表示的速率方程为v(O2)＝k1·c2(NO)·c(O2)；NO2表示的速率方程为v(NO2)＝k2·c2(NO)·c(O2)，k1与k2分别表示速率常数(与温度有关)，则_________。

②下列关于反应2NO(g)+O2(g)＝2NO2(g)的说法正确的是_________(填序号)。

A．增大压强，反应速率常数一定增大

B．第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能

C．反应的总活化能小于第一步和第二步反应的活化能之和

(2)已知：反应N2(g)+O2(g)2NO(g)　 ΔH＝+180.0 kJ·mol-1，CO的燃烧热ΔH＝-283.5 kJ·mol-1，某脱硝反应的平衡常数表达式为，则该反应的热化学方程式为_________________________。

(3)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物，某研究小组在2 L的恒容密闭容器中加入3 mol活性炭和2 mol NO2，发生反应2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)，60 min后，体系达到平衡状态，此时气体的压强变为原来的1.3倍，请回答下列问题。

①该反应在0～60 min的平均反应速率v(N2)＝_________。

②相同条件下进行上述反应，若在t1时刻，只改变一种条件，所得N2的物质的量随时间的变化如图所示，则，t1时刻改变的条件是_________(填选项编号A．加压　 B．加入催化剂　 C．升温　 D．降温　 E．通入NO2)，t2_________60 min(填“大于”、“小于”或“等于”)

③已知：升高温度，该反应的平衡常数减小，则该反应正向是_________反应。(填“吸热”或“放热”)保持温度不变，改为恒压容器发生该反应，达平衡后，NO2的转化率_________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，K值_________。

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C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。

（1）目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃，催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。图一表示恒压容器中0.5molCO2和1.5molH2转化率达80％时的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式__________________________________________________。

（2）NH3催化还原可以消除氮的氧化物的污染。

①相同条件下，在固定容积的密闭容器中选用不同的催化剂（a、b、c）发生反应：4NH3（g）+6NO（g）⇋5N2（g）+6H2O（g）反应产生N2的物质的量浓度随时间变化如图所示。下列说法错误的是___________

A.催化剂的催化效率：a＞b＞c

B.X点时，NH3的化学反应速率为0.5mol·L-1·min-1

C.达到平衡时，使用催化剂c时NO的转换率最小

D.若在恒容绝热的密闭容器中发生该反应，当K值不变时，说明反应已经达到平衡

②恒温恒容下，向容积为1.0L的密闭容器中充入1.8molNH3和2.4molNO，在一定条件下发生反应，达到平衡时平衡体系的压强为反应前压强的22/21倍，则化学平衡常数K=__________mol/L（保留两位有效数字）。若上述反应改在恒温恒压条件下进行，则反应达到平衡时NH3的体积分数__________（填变大、变小或不变）

（3）在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：xA(g)+yB(g)⇋zC(g),平衡时测得A的浓度为0.3mol/L，保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达到平衡时，测得A的浓度降低为0.18mol/L，则A的转化率__________（填变大、变小或不变），C的体积分数__________（填变大、变小或不变）

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