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汽车尾气中的NOx是大气污染物之一,科学家们在尝试用更科学的方法将NOx转化成无毒物质,从而减少汽车尾气污染。

(1)压缩天然气(CNG)汽车的优点之一是利用催化技术能够将NOx转变成无毒的CO2和N2。

①CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)   △H1<0

②CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)    △H2<0

③CH4(g) +2NO2(g) N2(g) +CO2(g) +2H2O(g)  △H3=       。(用△H1和△H2表示)

(2)在恒压下,将CH4(g)和NO2(g)置于密闭容器中发生化学反应③,在不同温度、不同投料比时,NO2的平衡转化率见下表:

投料比[n(NO2) / n(CH4)]

400 K

500 K

600 K

1

60%

43%

28%

2

45%

33%

20%

①写出该反应平衡常数的表达式K=      

②若温度不变,提高[n(NO2) / n(CH4)]投料比,则K将       。(填“增大”、“减小”或“不变”。)

③400 K时,将投料比为1的NO2和CH4的混合气体共0.04 mol,充入一装有催化剂的容器中,充分反应后,平衡时NO2的体积分数      

(3)连续自动监测氮氧化物(NOx)的仪器动态库仑仪的工作原理示意图如图1

图1                         图2

①NiO电极上NO发生的电极反应式:                      

②收集某汽车尾气经测量NOx的含量为1.12%(体积分数),若用甲烷将其完全转化为无害气体,处理1×104L(标准状况下)该尾气需要甲烷30g,则尾气中V(NO)︰V(NO2)=  

(4)在容积相同的两个密闭容器内 (装有等量的某种催化剂) 先各通入等量的CH4,然后再分别充入等量的NO和NO2。在不同温度下,同时分别发生②③两个反应:并在t秒时测定其中NOx转化率,绘得图象如图2所示:

①从图中可以得出的结论是

结论一:相同温度下NO转化效率比NO2的低

结论二:在250℃-450℃时,NOx转化率随温度升高而增大,450℃-600℃时NOx转化率随温度升高而减小

结论二的原因是                                   

②在上述NO2和CH4反应中,提高NO2转化率的措施有_________。(填编号)

A.改用高效催化剂    B.降低温度    C.分离出H2O(g)     D.增大压强

E.增加原催化剂的表面积   F.减小投料比[n(NO2) / n(CH4)]

高三化学填空题极难题

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