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...

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)。

高三化学简答题中等难度题查看答案及解析

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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利用氢气对废气进行脱碳处理可实现绿色环保、废物利用，对于减少雾霾也具有重要意义。

（1）汽车尾气的主要污染物为NO，用H2催化还原NO可以达到消除污染的目的。

已知：2NO(g) N2(g)＋O2(g) ΔH=－180.5 kJ·mol－1

2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH=＋571.6 kJ·mol－1

写出H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是______________。

（2）某研究小组模拟研究如下：向2 L恒容密闭容器中充入2 mol NO发生反应2NO(g) N2(g)＋O2(g)，在不同的温度下，反应过程中物质的量与时间的关系如图所示：

①T2下，在0～5 min内，v(O2)=______________mol·L－1·min－1；该温度下反应N2(g)＋O2(g) 2NO(g)的平衡常数K=______________。

②该反应进行到M点放出的热量______________进行到W点放出的热量(填“＞”、“＜”或“=”)。

M点时再加入一定量NO，平衡后NO的转化率______________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

③反应开始至达到平衡的过程中，容器中下列各项发生变化的是______________(填序号)。

a．混合气体的密度　　　　　　　　　　　　　　 b．逆反应速率

c．单位时间内，N2和NO的消耗量之比　　 d．气体的平均相对分子质量

（3）氢气作为一种理想燃料，但不利于贮存和运输。利用氢能需要选择合适的储氢材料，镧镍合金在一定条件下可吸收氢气形成氢化物：LaNi5(s)＋3H2(g) LaNi5H6(s) ΔH＜0，欲使LaNi5H6(s)释放出气态氢，根据平衡移动原理，可改变的条件是______________(填字母编号)。

A．增加LaNi5H6(s)的量　 　　 　　　　　　 B．升高温度

C．使用催化剂　 　　　　　　　　　　 　　 D．减小压强

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利用氢气对废气进行脱碳处理可实现绿色环保、废物利用，对于减少雾霾也具有重要意义。

（1）汽车尾气的主要污染物为NO，用H2催化还原NO可以达到消除污染的目的。

已知：2NO(g) N2(g)＋O2(g) ΔH=－180.5 kJ·mol－1

2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH=＋571.6 kJ·mol－1

写出H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是______________。

（2）某研究小组模拟研究如下：向2 L恒容密闭容器中充入2 mol NO发生反应2NO(g) N2(g)＋O2(g)，在不同的温度下，反应过程中物质的量与时间的关系如图所示：

①T2下，在0～5 min内，v(O2)=______________mol·L－1·min－1；该温度下反应N2(g)＋O2(g) 2NO(g)的平衡常数K=______________。

②该反应进行到M点放出的热量______________进行到W点放出的热量(填“＞”、“＜”或“=”)。

M点时再加入一定量NO，平衡后NO的转化率______________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

③反应开始至达到平衡的过程中，容器中下列各项发生变化的是______________(填序号)。

a．混合气体的密度　　　　　　　　　　　　　　 b．逆反应速率

c．单位时间内，N2和NO的消耗量之比　　 d．气体的平均相对分子质量

（3）氢气作为一种理想燃料，但不利于贮存和运输。利用氢能需要选择合适的储氢材料，镧镍合金在一定条件下可吸收氢气形成氢化物：LaNi5(s)＋3H2(g) LaNi5H6(s) ΔH＜0，欲使LaNi5H6(s)释放出气态氢，根据平衡移动原理，可改变的条件是______________(填字母编号)。

A．增加LaNi5H6(s)的量　 　　 　　　　　　 B．升高温度

C．使用催化剂　 　　　　　　　　　　 　　 D．减小压强

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利用氢气对废气进行脱碳处理可实现绿色环保、废物利用，对于减少雾霾也具有重要意义。

（1）汽车尾气的主要污染物为NO，用H2催化还原NO可以达到消除污染的目的。

已知：2NO(g) N2(g)＋O2(g) ΔH=－180.5 kJ·mol－1

2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH=＋571.6 kJ·mol－1

写出H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是______________。

（2）某研究小组模拟研究如下：向2 L恒容密闭容器中充入2 mol NO发生反应2NO(g) N2(g)＋O2(g)，在不同的温度下，反应过程中物质的量与时间的关系如图所示：

①T2下，在0～5 min内，v(O2)=______________mol·L－1·min－1；该温度下反应N2(g)＋O2(g) 2NO(g)的平衡常数K=______________。

②该反应进行到M点放出的热量______________进行到W点放出的热量(填“＞”、“＜”或“=”)。

M点时再加入一定量NO，平衡后NO的转化率______________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

③反应开始至达到平衡的过程中，容器中下列各项发生变化的是______________(填序号)。

a．混合气体的密度　　　　　　　　　　　　　　 b．逆反应速率

c．单位时间内，N2和NO的消耗量之比　　 d．气体的平均相对分子质量

（3）氢气作为一种理想燃料，但不利于贮存和运输。利用氢能需要选择合适的储氢材料，镧镍合金在一定条件下可吸收氢气形成氢化物：LaNi5(s)＋3H2(g) LaNi5H6(s) ΔH＜0，欲使LaNi5H6(s)释放出气态氢，根据平衡移动原理，可改变的条件是______________(填字母编号)。

A．增加LaNi5H6(s)的量　 　　 　　　　　　 B．升高温度

C．使用催化剂　 　　　　　　　　　　 　　 D．减小压强

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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

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

（15分）火力发电厂释放出大量氮氧化物（NOx）、SO2和CO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。

（1）脱硝。利用甲烷催化还原NOx：

CH4(g) ＋ 4NO2(g) ＝4NO(g) ＋ CO2(g) ＋ 2H2O(g)　 △H1＝－574 kJ·mol－1

CH4(g) ＋ 4NO(g) ＝2N2(g) ＋ CO2(g) ＋ 2H2O(g)　　 △H2＝－1160 kJ·mol－1

甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）脱碳。将CO2转化为甲醇：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　　 △H3

①在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示。回答：0~10 min内，氢气的平均反应速率为　　　 mol/(L·min)；第10 min后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g)，则平衡　　　　　　 （填“正向”、“逆向”或“不”）移动。

②取五份等体积的CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH）与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3　　　 0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（3）脱硫。利用Na2SO3溶液可脱除烟气中的SO2。Na2SO3可由NaOH溶液吸收SO2制得。NaOH溶液吸收SO2的过程中，pH随n(SO32-)︰n(HSO3﹣)变化关系如下表：

① 由上表判断，NaHSO3溶液显　　性，用化学平衡原理解释：　　　　　　　　 　　。

② 当溶液呈中性时，离子浓度关系正确的是（选填字母）：　　　。

a．c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)

b．c(Na+) > c(HSO3-) > c(SO32-) > c(H+) = c(OH-)

c．c(Na+) + c(H+) = c(SO32-) + c(HSO3-) + c(OH-)

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（20分）氮氧化物（NOx）、SO2和CO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、 脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。

（1）脱硝。利用甲烷催化还原NOx：

CH4(g) ＋ 4NO2(g) ＝4NO(g) ＋ CO2(g) ＋ 2H2O(g)　 △H1＝－574 kJ·mol－1

CH4(g) ＋ 4NO(g) ＝2N2(g) ＋ CO2(g) ＋ 2H2O(g)　　 △H2＝－1160 kJ·mol－1

甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）脱碳。将CO2转化为甲醇：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　　 △H3

在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示。

则0~10 min内，氢气的平均反应速率为　　　　　 _______mol/(L·min)；第10 min后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g)，则平衡　　　　　　 （填“正向”、“逆向”或“不”）移动。

（3）脱硫。利用Na2SO3溶液可脱除烟气中的SO2。Na2SO3可由NaOH溶液吸收SO2制得。NaOH溶液吸收SO2的过程中，pH随n(SO32-)︰n(HSO3﹣)变化关系如下表：

①由上表判断，NaHSO3溶液显　　 性，用化学平衡原理解释：　　　　　　　　 。

②当溶液呈中性时，离子浓度关系正确的是（选填字母）：　　　　 。

a．c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)

b．c(Na+) > c(HSO3-) > c(SO32-) > c(H+) = c(OH-)

c．c(Na+) + c(H+) = c(SO32-) + c(HSO3-) + c(OH-)

（4）利用下图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，用阴极排出的溶液可吸收NO2。

①阳极的电极反应式为_________________。

②在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO2，使其转化为无害气体，同时有生成。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______________。

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（14分）火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。

（1）脱硝。利用甲烷催化还原NOx：

CH4（g）＋4NO2（g）＝4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g） △H1＝－574 kJ·mol－1

CH4（g）＋4NO（g）＝2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　 △H2＝－1160 kJ·mol－1

甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　 。

（2）脱碳。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：

CO2（g）＋3H2（g） CH3OH（g）＋H2O（g）　 △H3

①取五份等体积的CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH） 与反应温度T的关系曲线如图所示，

则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3__________0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示。试回答：0~10 min内，氢气的平均反应速率为　　 　　　　 mol/（L·min）；该温度下，反应的平衡常数的值为　　　　　　 　　　　　　　　 ；第10 min后，向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2，则再次达到平衡时CH3OH（g）的体积分数　　 　　 　　　　　　 （填变大、减少、不变）。

（3）脱硫。某种脱硫工艺中将废气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH＜7，其原因用离子方程式表示为　　　　　　　　　　　　 ；在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液，使溶液的pH=7，则溶液中c(Na+) + c(H+)__________c(NO3-) + c(OH-)（填写 “＞”“＝”或“＜”）

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（14分）火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NO_x）、二氧化硫和二氧化碳等气体

会造成环境污染。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。

（1）脱硝。利用甲烷催化还原NO_x：

CH₄（g）＋4NO₂（g）＝4NO（g）＋CO₂（g）＋2H₂O（g） △H₁＝－574 kJ·mol^－1

CH₄（g）＋4NO（g）＝2N₂（g）＋CO₂（g）＋2H₂O（g）   △H₂＝－1160 kJ·mol^－1

甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为________。

（2）脱碳。将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：

CO₂（g）＋3H₂（g） CH₃OH（g）＋H₂O（g）  △H₃

①取五份等体积的CO₂和H₂的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH₃OH） 与反应温度T的关系曲线如图所示，则上述CO₂转化为甲醇的反应的△H₃__________0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂，进行上述反应。测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图所示。

试回答：0~10 min内，氢气的平均反应速率为

________mol/（L·min）；该温度下，反应的平衡常数的值为________；第10 min后，向该容器中再充入1 mol CO₂和3 mol H₂，则再次达到平衡时CH₃OH（g）的体积分数________（填变大、减少、不变）。

（3）脱硫。某种脱硫工艺中将废气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH＜7，其原因用离子方程式表示为；在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液，使溶液的pH=7，则溶液中c(Na⁺) + c(H⁺)__________c(NO₃^-) + c(OH^-)（填写“＞”“＝”或“＜”）

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