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
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)]
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(16分)汽车尾气中的CO、NOX已经成为大气的主要污染物,使用稀土等催化剂能将CO、NOX、碳氢化合物转化成无毒物质,从而减少汽车尾气污染。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1 ①
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2 ②
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H3 ③
写出NO与CO催化转化成N2和CO2的热化学方程式(反应热用△H1、△H2、△H3表示): 。
(2)在容积相同的两个密闭容器内(装有等量的某种催化剂),分别充入同量的NOx及C3H6,在不同温度下,同时发生以下反应:
18NO(g)+2C3H6(g)9N2(g)+6CO2(g)+6H2O(g);
18NO2(g)+4C3H6(g)9N2(g)+12CO2(g)+12H2O(g);
并分别在t秒时测定其中NOX的转化率,绘得图像如下图所示:
① 从图中可以得出的结论是
结论一:相同温度下, 。
结论二: 。
② 上述NO2和C3H6反应达平衡后,可提高NO2
转化率的措施有 。(填编号)
A.加入催化剂 B.降低温度
C.分离出H2O(g) D.增大压强
(3)CO的中毒是由于CO与血液中血红蛋白的血红素
部分反应生成碳氧血红蛋白(Hb·CO),在37℃时:CO+Hb·O2O2+Hb·CO K=220
实验表明,Hb·CO的浓度即使只有Hb·O2浓度的2%,也可造成人的智力损伤。抽烟后,测得平衡时人体肺部的空气中CO和O2的浓度分别为10-6 mol·L-1和10-2 mol·L-1。请问,抽烟会造成人的智力损伤吗?(写出计算过程)
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在我国汽车尾气已成为主要的大气污染物,使用稀土等催化剂能将汽车尾气中的CO、NOx和碳氢化合物转化成无毒物质,从而减少污染。向容积相同的两个密闭容器内(装有等量的某种催化剂),分别充入等量的NOx及C3H6,在不同温度下,发生如下反应:
①18 NO(g)+2C3H6(g)9N2(g)+6CO2(g)+6H2O(g);
②18 NO2(g)+4C3H6(g)9N2(g)+12 CO2(g)+12 H2O(g)
分别测定不同温度时NOx的转化率,所得的曲线如图所示。下列说法正确的是( )。
A.该反应的ΔH>0
B.加入催化剂,NO(g)的转化率比NO2(g)的低
C.分离出H2O(g)可提高碳氢化合物的转化率
D.增大C3H6(g)的浓度可提高NOx的转化率,具有实际意义
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在我国汽车尾气已成为主要的大气污染物,使用稀土等催化剂能将汽车尾气中的CO、NOx和碳氢化合物转化成无毒物质,从而减少污染。向容积相同的两个密闭容器内(装有等量的某种催化剂),分别充入等量的NOx及C3H6,在不同温度下,发生如下反应:
①18 NO(g)+2C3H6(g)9N2(g)+6CO2(g)+6H2O(g);
②18 NO2(g)+4C3H6(g)9N2(g)+12 CO2(g)+12 H2O(g)
分别测定不同温度时NOx的转化率,所得的曲线如图所示。下列说法正确的是( )。
A.该反应的ΔH>0
B.加入催化剂,NO(g)的转化率比NO2(g)的低
C.分离出H2O(g)可提高碳氢化合物的转化率
D.增大C3H6(g)的浓度可提高NOx的转化率,具有实际意义
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(14分)工业上通常用下列方法治理含氮化合物的污染。
(1)用稀土等催化剂能将汽车尾气中的CO、NOx、碳氢化合物转化成无毒物质,从而减少汽车尾气污染。已知:
①N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H=+180.5 kJ/mol ②2C(s)+ O2(g)=2CO(g) △H=—221.0 kJ/mol
③C(s)+ O2(g)=CO2(g) △H=—393. 5 kJ/mol
写出NO(g)与CO(g)催化转化成N2(g)和CO2(g)的热化学方程式 。
(2)用NH3还原NOx生成N2和H2O。现有NO、NO2的混合气3 L,可用同温同压下3.5 L的NH3恰好使其完全转化为N2,则原混合气体中NO和NO2的物质的量之比为 。
(3)电化学降解治理水中硝酸盐污染。在酸性条件下,电化学降解NO的原理如图1,A为电源的 极,阴极反应式为 。
(4)通过控制溶液的pH对工业废水中的金属离子进行分离。图2是某些金属氢氧化物在不同浓度和pH时的沉淀——溶解图像,图中直线上的点表示平衡状态。当溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。
①Fe (OH)3、Al(OH)3、Cr(OH)3三种物质的溶度积常数最大的是 ,
图中A、B、C三点中表示Fe(OH)3的沉淀速率大于溶解速率的是 。
②由图可得Fe(OH)2的溶度积的值为 。
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近年来我国汽车拥有量呈较快增长趋势,汽车尾气已成为重要的空气污染物。在汽车上安装三效催化转化器,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。
(1)已知:
① N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ/mo1
② 2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221.0kJ/mo1
③ C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ/mo1
尾气转化的反应之一:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=________。
(2)某研究性学习小组在技术人员的指导下,在某温度时,按下列流程探究某种催化剂作用下的反应速率,用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响);
①前2s内的平均反应速率v(N2)=________。
②在该温度下,反应的平衡常数K=________L·mo1-1(写出计算结果)。
③对于该可逆反应,通过综合分析以上信息,至少可以说明________(填字母)
A.该反应的反应物混合后很不稳定
B.该反应一旦发生将在很短的时间内完成
C.该反应体系达到平衡时至少有一种反应物的百分含量较小
D.该反应在一定条件下能自发进行
E.该反应使用催化剂意义不大
(3)为节约能源,减少污染,该研究小组继续探究一种高铁电池,这是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为
该电池放电时负极反应式为________,每有1mo1K2FeO4被还原,转移电子的物质的量为,充电时阳极反应式为________。
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时间/s | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
c(NO) | 10.0 | 4.50 | 2.50 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
c(CO) | 3.60 | 3.05 | 2.85 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
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在汽车上安装三效催化转化器,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。
(1)已知:N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H=+180.5 kJ/mol
2C(s)+ O2(g)=2CO(g) △H=-221.0 kJ/mol
C(s)+ O2(g)=CO2(g) △H=-393.5 kJ/mol
尾气转化的反应之一:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=________。
(2)某研究性学习小组在技术人员的指导下,在某温度时,按下列流程探究某种催化剂作用下的反应速率,用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
①前2s内的平均反应速率v (N2) = ___________________。
②在该温度下,反应的平衡常数K =________。(只写出计算结果)
③对于该可逆反应,通过综合分析以上信息,至少可以说明________(填字母)。
A.该反应的反应物混合后很不稳定
B.该反应一旦发生将在很短的时间内完成
C.该反应体系达到平衡时至少有一种反应物的百分含量较小
D.该反应在一定条件下能自发进行
E.该反应使用催化剂意义不大
(3)CO分析仪以燃料电池为工作原理,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法错误的是________。
A.负极的电极反应式为:CO+O2—―2e-=CO2
B.工作时电极b作正极,O2-由电极a流向电极b
C.工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
D.传感器中通过的电流越大,尾气中CO的含量越高
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