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”...

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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利用化学原理对废气、废水进行脱硝、脱碳处理，可实现绿色环保、废物利用，对构建生态文明有重要意义。

Ⅰ．脱硝：

（1）H2还原法消除氮氧化物

已知：N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g)　　 △H＝+133kJ·mol－1

H2O(g)＝H2O(l)　　　　　 △H＝－44kJ·mol－1

H2的燃烧热为285.8KJ·mol－1

在催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和氮气的热化学方程式为_____________。

（2）用NH3催化还原法消除氮氧化物，发生反应：

4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)＋6H2O(l)　 △H＜0

相同条件下，在2L恒容密闭容器中，选用不同催化剂，产生N2的量随时间变化如图所示。

① 计算0～4分钟在A催化剂作用下，

反应速率v(NO)=_______。

② 下列说法正确的是________。

A．该反应的活化能大小顺序是：Ea(A)＞Ea(B)＞Ea(C)

B．增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数

C．单位时间内H－O键与N－H键断裂的数目相等时，说明反应已达到平衡

D．若反应在恒容绝热的密闭容器中进行，当K值不变时，说明已达到平衡

（3）微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。下图为MFC碳氮联合同时去除的氮转化系统原理示意图。

① 已知A、B两极生成CO2和N2的物质的量之比为5 : 2，写出A极的电极反应式_____________________。

② 解释去除NH4+的原理___________________。

Ⅱ．脱碳：

（4）用甲醇与CO反应生成醋酸可消除CO污染。常温下，将a mol·L－1醋酸与bmol·L－1 Ba(OH)2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba2＋)＝c(CH3COO－)，忽略溶液体积变化，计算醋酸的电离常数Ka＝__________(用含a、b的代数式表示)。

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利用化学原理对废气、废水进行脱硝、脱碳处理，可实现绿色环保、废物利用，对构建生态文明有重要意义。

Ⅰ．脱硝：

（1）H2还原法消除氮氧化物

已知：N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g)　　 △H＝+133kJ·mol－1

H2O(g)＝H2O(l)　　　　　 △H＝－44kJ·mol－1

H2的燃烧热为285.8KJ·mol－1

在催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和氮气的热化学方程式为_____________。

（2）用NH3催化还原法消除氮氧化物，发生反应：

4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)＋6H2O(l)　 △H＜0

相同条件下，在2L恒容密闭容器中，选用不同催化剂，产生N2的量随时间变化如图所示。

① 计算0～4分钟在A催化剂作用下，

反应速率v(NO)=_______。

② 下列说法正确的是________。

A．该反应的活化能大小顺序是：Ea(A)＞Ea(B)＞Ea(C)

B．增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数

C．单位时间内H－O键与N－H键断裂的数目相等时，说明反应已达到平衡

D．若反应在恒容绝热的密闭容器中进行，当K值不变时，说明已达到平衡

（3）微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。下图为MFC碳氮联合同时去除的氮转化系统原理示意图。

① 已知A、B两极生成CO2和N2的物质的量之比为5 : 2，写出A极的电极反应式_____________________。

② 解释去除NH4+的原理___________________。

Ⅱ．脱碳：

（4）用甲醇与CO反应生成醋酸可消除CO污染。常温下，将a mol·L－1醋酸与bmol·L－1 Ba(OH)2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba2＋)＝c(CH3COO－)，忽略溶液体积变化，计算醋酸的电离常数Ka＝__________(用含a、b的代数式表示)。

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电化学原理在工业生产中有着重要的作用，请利用所学知识回答有关问题。

（1）用电解的方法将硫化钠溶液氧化为多硫化物的研究具有重要的实际意义，将硫化物转变为多硫化物是电解法处理硫化氢废气的一个重要内容。如图，是电解产生多硫化物的实验装置：

①已知阳极的反应为（x＋1）S2－=Sx＋S2－＋2xe－，则阴极的电极反应式是________________________________________________________________________。

当反应转移x mol电子时，产生的气体体积为____________（标准状况下）。

②将Na2S·9H2O溶于水中配制硫化物溶液时，通常是在氮气气氛下溶解。其原因是（用离子反应方程式表示）：___________________________________________________。

（2）MnO2是一种重要的无机功能材料，制备MnO2的方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液，阳极的电极反应式为______________________。现以铅蓄电池为电源电解酸化的MnSO4溶液，如图所示，铅蓄电池的总反应方程式为_______________________________________________，当蓄电池中有4 mol H＋被消耗时，则电路中通过的电子的物质的量为________，MnO2的理论产量为________g。

（3）用图电解装置可制得具有净水作用的FeO42-。实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐生成FeO42-。

①电解过程中，X极区溶液的pH________（填“增大”“减小”或“不变”）。

②电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe－6e－＋8OH－=FeO42-＋4H2O和________________________________________________________________________，

若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体（均已折算为标准状况时气体体积），则Y电极（铁电极）质量减少________g。

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电化学原理在工业生产中有着重要的作用，请利用所学知识回答有关问题。

(1)用电解的方法将硫化钠溶液氧化为多硫化物的研究具有重要的实际意义，将硫化物转变为多硫化物是电解法处理硫化氢废气的一个重要内容。如是电解产生多硫化物的实验装置：

①已知阳极的反应为(x＋1)S2－=Sx＋S2－＋2xe－，则阴极的电极反应式是____________________________

当反应转移x mol电子时，产生的气体体积为____________(标准状况下)。

②将Na2S·9H2O溶于水中配制硫化物溶液时，通常是在氮气气氛下溶解。其原因是(用离子反应方程式表示)：___________________________。

(2)MnO2是一种重要的无机功能材料，制备MnO2的方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液，阳极的电极反应式为______________________。现以铅蓄电池为电源电解酸化的MnSO4溶液，如图所示，铅蓄电池的总反应方程式为_______________________，

当蓄电池中有4 mol H＋被消耗时，则电路中通过的电子的物质的量为________，MnO2的理论产量为________g。

(3)用图电解装置可制得具有净水作用的。实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐生成

①电解过程中，X极区溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。

②电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe－6e－＋8OH－=＋4H2O和______________________________，若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况时气体体积)，则Y电极(铁电极)质量减少________g。

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研究CO、CO2的回收对减少碳的排放、改善生态环境和构建生态文明具有重要的意义。回答下列问题：

（1）已知：①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　 ΔH=−99 kJ·mol−1

②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　 ΔH=+41 kJ·mol−1

则反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　 ΔH=_________。

（2）向容积相同的三个恒容密闭容器中分别通入一定量H2、CO，控制适当条件使其发生反应：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)，反应中有关数据如下表所示：

反应从开始到达到平衡时，平均反应速率：容器A____容器C（填“＞”或“＜”，后同），容器B中CO的转化率____80%。

（3）①CO2和H2在一定条件下能发生如下反应：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)　ΔH<0。向一恒压密闭容器中充入1 mol CO2 和3 mol H2，容器中H2的平衡转化率α随温度、压强的变化如图所示。

X表示___（填“温度”或“压强”），状态A、B、C对应的平衡常数K(A)、K(B)、K(C)的相对大小顺序为_____。

②向M、N两个初始容积相同的密闭容器中各充入2 mol CO2 和6 mol H2，控制适当条件使其发生如下反应：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)ΔH<0。其中M为恒压容器，N为恒容容器，若维持两容器的温度相同，则平衡时混合气体平均相对分子质量较大的是______（填“M”或“N”）。

（4）用NaOH溶液做碳捕捉剂，在降低碳排放的同时也获得了重要的化工产品Na2CO3。常温下，若某次捕捉后得到pH=10的溶液，则溶液中c()∶c()=___________[K1(H2CO3)=4.4×10−7、K2(H2CO3)=5×10−11]，溶液中c(Na+)_______ c()+2c()（填“>”“<”或“=”）。

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绿水青山是习近平总书记构建美丽中国的伟大构想，某工厂拟综合处理含NH4＋废水和工业废气（主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分），设计了如下流程：

已知：NO＋NO2＋2OH－＝2NO2－＋H2O

下列说法正确的是

A.固体1中主要含有CaCO3、CaSO4

B.X可以是空气，且需过量

C.处理含NH4＋废水时，发生的反应为：NH4++5NO2-+4H+=6NO+4H2O

D.捕获剂所捕获的气体主要是CO

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十九大报告指出，“建设生态文明是中华民族水续发展的千年大计”。控制和治理NOx、SO2、CO2是解决光化学烟算、减少酸雨和温室效应的有效途径，对构建生态文明有着极为重要的意义。回答下列问题:

(1)利用SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。

①SCR(选择催化还原NOx)工作原理:

尿素水溶液热分解为NH3和CO2的化学方程式为________,SCR催化反应器中NH3还原NO2的化学方程式为__________。

②NSR(NOx储存还原)工作原理:

在储存过程中,NO发生的总化学反应方程式为__________

(2)双碱法除去SO2的工作原理:NaOH溶液Na2SO3溶液

过程①的离子方程式为_____;CaO在水中存在如下转化:CaO(s)+H2O(1)=Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq),从平衡移动的角度，简述过程②NaOH再生的原理____________.

(3)人工光合作用技术回收利用二氧化碳的工作原理:

a极为_______极,b极的电极反应式为______________。

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“绿水青山就是金山银山”，运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对工业生产、缓解环境污染、解决能源危机等具有重要意义。

(1)已知：①C(s)+O2(g)=CO2(g)　　 △H1=-393．5kJ/mol

②C(s)+CO2(g)=2CO(g)　　　　 △H2=+172．5kJ/mol

③4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)　　 △H3=-1651．0kJ/mol

CO还原氧化铁的热化学方程式为_____________。

(2)氢硫酸、碳酸均为二元弱酸，其常温下的电离常数如下表：

①煤的气化过程中产生的有害气体H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收，该反应的离子方程式为_______；

②常温下，0.1mol·L-1 NaHCO3溶液和0.1mol·L-1 NaHS溶液的pH相比，pH较小的为________ 溶液(填化学式)。

(3)一定条件下，向某恒容密闭容器中充入x mol CO2和y mol H2，发生反应：CO2(g)+3H2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(g)　 ΔH (此反应在低温时为自发反应)。

①下图能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系曲线为_____(填“a”或“b”)，其判断依据是__________。

②若x=2、y=3，测得在相同时间内不同温度下H2的转化率如下图所示，则在该时间段内，恰好达到化学平衡时，此时容器内的压强与反应开始时的压强之比为_____________。

(4)在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。

①NH3与NO2生成N2的反应中，当生成28g N2时，转移的电子数为____mol(结果保留三位有效数字)。

②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置如图1)。反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示，在50～250 ℃范围内随着温度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是______；当反应温度高于380 ℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是____。

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研究NOx、COx的消除和再利用对改善生态环境、构建生态文明具有重要的意义。

Ⅰ.反应N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=+180.5kJ·mol-1，汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定条件下可发生反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H2。

(1)已知CO的燃烧热为283.0kJ·mol-1，则△H2=___。

(2)某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行NO的分解。若用和分别表示O2、NO、N2和固体催化剂，在固体催化剂表面分解NO的过程如图所示。从吸附到解吸过程中的能量状态最低的是__(填字母序号)。

(3)另一研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内脱氮率(即NO的转化率)随温度的变化关系如图1所示。图中低于200℃，脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因是___；a点(填“是”或“不是”)__对应温度下的平衡脱氮率，理由是__。

Ⅱ.向容积可变的密闭容器中充入1molCO和2.2molH2，在恒温恒压条件下发生反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H＜0，平衡时CO的转化率随温度、压强的变化情况如图2所示。

(4)反应速率：N点v正(CO)(填“大于”、“小于”或“等于”)__M点v逆(CO)。

(5)M点时，H2的转化率为__(计算结果精确到0.1%)；用平衡分压代替平衡浓度计算该反应的平衡常数Kp=__(用含p1的最简表达式表达，分压=总压×物质的量分数)。

(6)不同温度下，该反应的平衡常数的对数值(lgK)如图3所示，则B、C、D、E四点中能正确表示该反应的lgK与温度(T)的关系的是___(填字母符号)。

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