运用化学反应原理知识回答下列有关碳和碳的化合物的问題 ⑴汽车尾气的主要污染物是NO以及燃料...

运用化学反应原理知识回答下列有关碳和碳的化合物的问題　　

⑴汽车尾气的主要污染物是NO以及燃料燃烧不完全所产生的CO，它们是现代化城市的重要大气污染物，为了减轻汽车尾气造成的大气污染，人们开始探索利用NO和CO在一定条件下转化为两种无毒气体E和F的方法（己知该反应在一定条件下可以自发进行）。在2L密闭容器中加入一定量NO和CO，当溫度分别在T1和T2时，测得各物质平衡时物质的量如下表：

①请结合上表数据，写出NO与CO反应的化学方程式___________________，该反应的△S_______0 (填“<”或“>”)。

②上述反应T1℃时的平衡常数为K1，T2℃时的平衡常数为K2。根据表中数据计算K1=_________，根据表中数据判断，温度T1和T2关系是（填序号）______________。

A. T1>T2　　 B. T1<T2　　 C.无法比较

(2)生成的CO2经常用氢氧化钠来吸收，现有0.4molCO2,若用200mL3mol/LNaOH溶液将其完全吸收，溶液中离子浓度由大到小的顺序为____________。

(3)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10-9。CaCl2溶液与Na2CO3

溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为

2×10-4mol/L，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为：___________mol/L。(忽略混合前后溶液体积的变化）

(4)己知14gCO完全燃烧时放出141.5 kJ 的热量，则写出CO燃烧热的热化学方程式：_____________。

(5)CO还可以用做燃料电池的燃料，某熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，该电池用

Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，写出其负极和正极电极反应方程式：负极：_________；正极：________

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氮氧化合物是目前造成大气污染的主要气体，而汽车尾气中就含有NO 等多种污染气体。汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致。请结合所学知识回答下列问题：

(1) 已知：N2(g)+2O2(g)2NO2(g)　 △H1=+67.8 kJ/mol

2NO2(g)O2(g)+2NO(g) △H2=+116.2 kJ/mol

则N2(g)+O2(g)2NO(g)　 △H=_________kJ/mol；汽车启动后，气缸温度越高，单位时间内NO 的排放量越大，分析其原因为_____________

(2) 若反应N2(g)+O2(g)2NO(g)是在恒容条件下进行，下列能说明该反应已达到平衡状态的是________

a．2υ正(N2)= υ逆(NO)　　　　　　　　　　　　　　　 b．混合气体密度不变

c．生成1molO2的同时生成2molNO　　　　　　　　　 d．混合气体平均相对分子质量不变

(3) 汽车尾气净化反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)　 △H= -746.5 kJ/mol，若将0.20molNO和0.10molCO充入一个容积恒定为1L 的密闭容器中，在不同条件下，反应过程中部分物质的浓度变化状况如图所示：

①该反应能自发进行的条件为_____ (填“高温”、“低温”或“任意温度”)；

②在6~9 min 内，以CO 表示的平均反应速率 υ(CO)=________mol·L-l·min-1；

③第12min时改变的反应条件为_________　 (填“升高温度”或“降低温度”)；

④反应在第24min时的平衡常数K=____________(只列出计算式，无需计算结果)，若保持温度不变，再向容器中充入CO、N2 各0.060mol，平衡将_________移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。

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化学与社会、生产、生活密切相关，下列说法正确的是

A. 汽车尾气中的氮氧化合物是汽油或柴油不完全燃烧造成的

B. “绿色化学”的核心是利用化学原理对产生的污染物进行治理

C. 减少燃煤、严格控车、调整产业是治理雾霾的有效措施

D. 硫酸亚铁和维C同时服用，不能增强治疗缺铁性贫血的效果

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汽车排放的尾气中因含有氮的氧化物而污染大气。产生氮的氧化物的主要原因是

A．燃烧含氮的化合物燃料引起的     B．燃烧含铅汽油引起的

C．是由燃烧不充分引起的           D．是在汽缸中N₂被氧化生成的

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化学与生产、生活息息相关，下列有关说法错误的是

A. 大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的原因之一

B. 燃料脱硫和减少汽车尾气排放都能减少酸雨的产生

C. 淀粉、纤维素和蛋白质都属于有机高分子化合物

D. 从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现

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汽车尾气中含有上百种化合物，污染物中以NO为主。请回答下列与NO相关的问题：

（1）汽车发动机工作时燃料燃烧会使氮气转化为NO。

已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+akJ·mol-1。NO中氮氧键键能为b kJ·mol-1、O=O键能为 c kJ·mol-1。

计算N_N的键能为____________kJ·mol-1（用含a、b、c的代数式表示）。

（2）NO和CO在一定温度和催化剂的条件下可发生反应：

2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)　　 △H=-538 kJ·mol-1。

一定温度下，向体积为2L的密闭容器中充入一定量的NO和CO，发生上述反应。反应过程中测定的部分数据见下表：

①反应在0~4 min内的平均速率v(CO)=_____________。

②下列叙述中，能说明反应已达到平衡的是____________。

a．NO的消耗速率和CO2的生成速率相等　　　　　 b．容器内的压强不再变化

c．混合气体的密度不再变化　　　　　　　　　　　　　 d．N2的百分含量不再变化

③计算该温度下的平衝常数K=____________。

④8min时，其他条件不变，向该反应容器中再通入0.05molNO和0.100CO，重新达到平衡时混合气体中N2的百分含量将____________（填“减小”、“增大”或“不变” ）。　　

（3）工业上采用电解NO的方法制备NH4NO3，其工作原理如图。X、Y皆为Pt电极，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充NH3。

①Y电极上的电极反应式为_______________________________。

②若X电极上有11.2L（已换算成标准状况）NO发生反应，则生成NH4NO3的质量为____________g。

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（14分）能源开发、环境保护、资源利用等是当今社会的热门话题。请根据所学化学知识回答下列问题：

（1）汽车上安装催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物（CO、NOx、碳氢化合物）进行相互反应，生成无毒物质，减少汽车尾气污染。

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

2C(s)+ O₂(g)＝2CO(g)        △H＝－221.0 kJ · mol^－1；

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

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

（2）汽车尾气分析仪对CO的含量分析是以燃料电池为工作原理，其装置如下图所示，该电池中电解质为氧化钇－氧化钠，其中O^2－可以在固体介质中自由移动。

下列说法中正确的是_____________(填字母序号)。

A．负极的电极反应式为：CO + O^2－―2e^－＝CO₂

B．工作时电子由电极a通过传感器流向电极b

C．工作时电极b作正极，O^2－由电极a通过固体介质向电极b迁移

D．传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高

（3）某硝酸厂利用甲醇处理废水。在一定条件下，向废水中加入CH₃OH，将HNO₃还原成N₂。若该反应消耗32 g CH₃OH转移6 mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比为______________。

（4）煤的间接液化是先转化为CO和H₂，再在催化剂作用下合成甲醇。若在一定温度下，向1 L密闭容器中加入CO和H₂，发生反应CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)，经10 min反应达到平衡时测得各组分的浓度如下：

① 该反应的平衡常数表达式为：K＝_____________________。

② 该时间内反应速率v(H₂)＝_________________。

③ 平衡时CO的转化率为_________________(保留1位小数)。

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汽车尾气中含有CO、NO、NO2、碳氢化合物等多种污染物。回答下列问题：

（1）汽车燃料中不含氮元素，尾气中所含NO产生的原因是____________________。

（2）已知：2C8H18(1)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(g)　　 △H1=－10244kJ·mol－1

N2(g)+O2(g)=2NO(g)　　　 △H2

2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)　　　 △H3=－746kJ·mol－1

①若H2O(1)=H2O(g)　　 △H=+44kJ·mol－1，则表示辛烷燃烧热的热化学方程式为____________________。

②部分化学键键能数据如下：

△H2=__________kJ·mol－1

（3）1573K时，N2+O22NO平衡常数为2.0×10－6，若测得内燃机内平衡混合气中氮气、氧气的物质的量分别为0.2mol、0.001mol，则生成NO的物质的量为__________mol，N2的转化率为__________。

（4）反应NO(g)+CO(g)=N2(g)+CO2(g)的平衡常数为1.68×1060，从热力学角度看，该反应程度应该很大，实际汽车尾气中该反应的程度很小，原因是____________________，要增大汽车尾气净化装置中单位时间内该反应的程度，关键是要____________________。

（5）T<500K时，反应NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)分两步进行：

第一步：NO2(g)+NO2(g)→NO3(g)+NO(g)　　 (慢反应)

第二步：NO3(g)+CO(g)→NO(g)+CO2(g)　　 (快反应)

下列表述正确的是__________(填标号)

A.反应速率与NO浓度有关　 B.反应速率与NO2浓度有关

C.反应的中间产物只有NO3　　 D.第二步反应活化能较高

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化学与生产、生活息息相关。下列有关说法错误的是

A．大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的原因之一

B．燃料脱硫和减少汽车尾气排放都能减少酸雨的产生

C．从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现

D．淀粉、纤维素和蛋白质都属于有机高分子化合物

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（1）为了降低汽车尾气对大气的污染，有关部门拟用甲醇替代液化石油气作为公交车的燃料。已知：在25℃10kPa下，10g甲醇燃烧生成CO₂和液态水时放热226.8kJ。请写出表示甲醇燃烧的热化学方程式：

________

（2）  某些化学反应可用下式表示：A  +  B  C  +  D  + H₂O

请回答下列问题：

①若A、D均可用于消毒，且C是家家户户的厨房必备的调味品之一，写出该反应的离子方程式。

②若A为水垢的主要成分之一，B是日常生活常见有机物（厨房用品），

写出该反应的化学方程式：。

③若C、D均为气体且都能使澄清石灰水变浑浊，则只用

或（任写两种试剂的名称）就可以鉴别C、D两种气体。

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