研究碳、氮、硫的氧化物的性质对化工生产和环境保护有重要意义．（1）下列措施中，有利于降低大...

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(13分)二氧化硫和氮氧化物是常用的化工原料，也会给大气带来严重污染，综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。

（1）汽车尾气中主要含有CO、NO₂、SO₂、CO₂气体，其中________能导致光化学烟雾的形成；

目前采用的是在汽车排气装置中安装一个净化器，可以有效的将尾气中的有害气体转化。如：CO（g）+NO₂（g）    NO（g）+CO₂（g）   △H=－akJ·mol^—1（a>0）2CO（g）+2NO₂（g）    N₂（g）+2CO₂（g）   △H=－bkJ·mol^—1（b>0）

据此回答：若用标准状况下3.36升CO还原NO₂至N₂（CO完全反应）的整个过程中转移电子的物质的量为mol，放出的热量为________kJ（用含有a和b的代数式表示）。

⑵新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO₂，再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应。该技术的优点除了能回收利用SO₂外，还能得到一种复合肥料，该复合肥料可能的化学式为________（只要求写一种）。

（3）工业上生产硫酸时，将SO₂氧化为SO₃是关键一步。

①某温度下，SO₂（g）＋1/2O₂（g）SO₃（g）；△H= —98 kJ· mol^—1。开始时在10L的密闭容器中加入4.0mol SO₂(g)和5.0molO₂(g)，当反应达到平衡时共放出热量196kJ，该温度下平衡常数K=________。

②一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2molSO₂和1molO₂，发生下列反应：2SO₂（g）＋O₂（g）2SO₃（g）达到平衡后改变下述条件SO₃ 　的体积分数变大的是________

A．保持温度和容器压强不变，充入2mol SO₃ 　　

B．保持温度和容器体积不变，充入2mol N₂

C．保持温度和容器体积不变，充入0.5mol SO₂和0.25mol O₂

E．升高温度    F．移动活塞压缩气体

（4）某人设想以右上图所示装置用电化学原理生产硫酸，写出通入SO₂的电极的电极反应式：________

________。

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CO、NO、NO2、SO2都是大气污染物，减少这些氧化物排放对于环境保护具有重要的意义。

已知下列热化学方程式

C(s)+O2(g)=CO2(g)　　 ΔH1=-393.5kJ·mol-1

N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)　　 ΔH2=+68kJ·mol-1

2C(s)+O2(g)=2CO(g)　　 ΔH3=-221.0kJ·mol-1

（1）2NO2(g)+4CO(g)=4CO2(g)+N2(g)ΔH=__kJ·mol-1。

①某温度下，在2L密闭容器中充入0.4mo1CO和0.6molNO2，此时容器的压强为2.0×105Pa，5s时，容器的压强变为原来的0.95倍，则从反应开始到5秒末NO2的平均反应速率v(NO2)=__mol/(L·s)。

②下列能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是__。

A.适当升高温度

B.减小容器体积使体系压强增大

C.及时分离出CO2

D.向密闭容器中再充入0.4molNO2

（2）某温度下，下列反应的平衡常数如下：

a.2NO2(g)⇌N2(g)+2O2(g)　　　 K1=7.0×1016

b.2NO(g)⇌N2(g)+O2(g)　　　 K2=2.1×1030

反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的平衡常数K3=__。

（3）在催化剂作用下用CO还原NO2进行尾气处理。

①相同条件下，选用A、B、C三种催化剂进行反应，生成N2的物质的量与时间变化如图a。活化能最小的是_(用E(A)、E(B)、E(C)表示三种催化剂下该反应活化能)。

②在催化剂B作用下，测得相同时间内，处理NO2的量与温度的关系如图b。图中曲线先增大后减小，请说明后减小的原因___(假设该温度范围内催化效率相同)。

（4）煤燃烧产生的SO2用NaOH溶液吸收，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可以制备H2SO4，其原理如图c所示(电极材料为石墨)。a电极反应式为__。b为_(阴、阳)极，d离子交换膜为__(阴、阳)离子交换膜。

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二氧化硫是一种大气污染物，研究对NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理有重要意义，某化学实验爱好小组欲探究SO₂的性质，设计如下方案：

（1）B、C、D分别用于检验SO₂的还原性、氧化性和漂白性。其中B、C分别为碘水和硫化氢的水溶液，则D中所盛试剂为_________，B中反应的离子方程式为：_________________。

（2）为了实现绿色实验的目标，某同学重新设计了如上右图A₂的制取装置来代替A₁装置，与A₁装置相比，A₂装置的优点是：________________________________（任写一点即可）。

（3）E中用氨水吸收尾气中的SO₂，“吸收液”中可能含有OH^－、SO₃^2－、SO₄^2－、HSO₃^－等阴离子。已知亚硫酸氢盐一般易溶于水，SO₂也易溶于水。现有仪器和试剂为：小烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、过滤装置和滤纸；2mol/L盐酸、1mol/L BaCl₂溶液、1mol/L Ba(OH)₂溶液、品红溶液、蒸馏水。

请设计实验证明“吸收液”中存在SO₃^2－和HSO₃^－，完成下表的实验操作、预期现象和结论：

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研究NOx、CO、SO2等大气污染气体的治理，对保护环境有重要的意义。回答下列问题：

（1）NOx与CO反应生成无污染气体的相关热化学方程式如下：

①NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)　　 ΔH1=−234.0kJ·mol−1

②4NO(g)2NO2(g)+N2(g)　　 ΔH2=−291.8kJ·mol−1

反应③2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g)的ΔH3=___kJ·mol−1，有利于提高该反应NO2平衡转化率的条件是___（填标号）。

A.高温低压　　　　 B.低温高压　　　 C.高温高压　　　 D.低温低压

（2）在一定温度下，向2L的恒容密闭容器中充入4.0molNO2和4.0molCO，在催化剂作用下发生反应：2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g)，测得相关数据如下：

①其他条件不变，若不使用催化剂，则0~5minNO2的转化率将___（填“变大”、“变小”或“不变”）。

②以下表述能说明该反应已达到平衡状态的是___。

A.CO的反应速率为N2的4倍

B.气体的颜色不再变化

C.化学平衡常数K不再变化

D.混合气的压强不再变化

③该温度下反应的化学平衡常数K=__（保留两位有效数字）。

④在20min时，保持温度不变，继续向容器中再加入2.0molNO2和2.0molN2，则化学平衡__移动（填“正向”、“逆向”或“不”）。

（3）在高效催化剂的作用下用CH4还原NO2，也可消除氮氧化物的污染。

①CH4还原NO2反应的化学方程式为___。

②在相同条件下，选用A、B、C三种不同催化剂进行反应，生成N2的物质的量与时间变化如图图1所示，其中活化能最大的是___[Ea(A)、Ea(B)、Ea(C)分别表示三种催化剂下该反应的活化能]。

③在催化剂A作用下，测得相同时间内处理NO2的量与温度的关系如图2所示，曲线先增大后减小的可能原因是___。

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研究含氮和含硫化合物的性质在工业生产和环境保护中有重要意义。

（1）制备硫酸可以有如下两种途径：

2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) △H=-198kJ·mol-1

SO2(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g) △H=-41.8kJ·mol-1

若CO的燃烧热为283 kJ·mol-1，则1molNO2和1mol CO 反应生成CO2和NO的能量变化示意图中E2= _________kJ·mol-1

（2）锅炉烟道气含CO、SO2，可通过如下反应回收硫：2CO(g)+SO2(g)S(I)+2CO2(g)。某温度下在2L恒容密闭容器中通入2 molSO2和一定量的CO发生反应，5min后达到平衡，生成1molCO2。其他条件不变时SO2的平衡转化率反应温度的变化如图A，请解释其原因：_________

②第8分钟时，保持其他条件不变，将容器体积迅速压缩至1L，在10分钟时达到平衡，CO的物质的量变化了1mol。请在图B中画出SO2浓度从6~11分钟的变化曲线。

（3）己知某温度下，H2SO3的电离常数为K1≈l.5×10-2， K2≈1.0×10-7，用NaOH溶液吸收SO2，当溶液中HSO3-, SO32-离子相等时，溶液的pH值约为_________

（4）连二亚硫酸钠（Na2S2O4）具有强还原性，废水处理时可在弱酸性条件下加入亚硫酸氢钠电解产生连二亚硫酸根，进而将废水中的HNO2还原成无害气体排放，连二亚硫酸根氧化为原料循环电解。产生连二亚硫酸根的电极反应式为_________，连二亚硫酸根与HNO2反应的离子方程式_________。

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研究含氮和含硫化合物的性质在工业生产和环境保护中有重要意义。

（1）制备硫酸可以有如下两种途径：

2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) △H=-198kJ·mol-1

SO2(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g) △H=-41.8kJ·mol-1

若CO的燃烧热为283 kJ·mol-1，则1molNO2和1mol CO 反应生成CO2和NO的能量变化示意图中E2= _________kJ·mol-1

（2）锅炉烟道气含CO、SO2，可通过如下反应回收硫：2CO(g)+SO2(g)S(I)+2CO2(g)。某温度下在2L恒容密闭容器中通入2 molSO2和一定量的CO发生反应，5min后达到平衡，生成1molCO2。其他条件不变时SO2的平衡转化率反应温度的变化如图A，请解释其原因：_________

②第8分钟时，保持其他条件不变，将容器体积迅速压缩至1L，在10分钟时达到平衡，CO的物质的量变化了1mol。请在图B中画出SO2浓度从6~11分钟的变化曲线。

（3）己知某温度下，H2SO3的电离常数为K1≈l.5×10-2， K2≈1.0×10-7，用NaOH溶液吸收SO2，当溶液中HSO3-, SO32-离子相等时，溶液的pH值约为_________

（4）连二亚硫酸钠（Na2S2O4）具有强还原性，废水处理时可在弱酸性条件下加入亚硫酸氢钠电解产生连二亚硫酸根，进而将废水中的HNO2还原成无害气体排放，连二亚硫酸根氧化为原料循环电解。产生连二亚硫酸根的电极反应式为_________，连二亚硫酸根与HNO2反应的离子方程式_________。

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CO₂ 、SO₂ 、NOx 是对环境影响较大的气体，控制和治理CO₂、SO₂、NOx 是解决温室效应、减少酸雨和光化学烟雾的有效途径。

（1）下列措施中，有利于降低大气中的CO₂、SO₂、NOx 浓度的有________（填字母）

a．减少化石燃料的使用，开发新能源

b．使用无氟冰箱，减少氟里昂排放

c．多步行或乘公交车，少用专车或私家车

d．将工业废气用碱液吸收后再排放

（2）为了降低汽车尾气对大气的污染，有关部门拟用甲醇替代作为公交车的燃料。写出用合成气(CO和H₂)生产甲醇的化学方程式 ________，已知该反应合成1 mol液态甲醇吸收热量131.9 kJ， 2H₂ (g) + CO(g) + 3/2O₂g) =CO₂ (g) +2H₂0 (g)  △H =－594.1 kJ·mol－1，请写出液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式________   。

（3）有人设想以下图所示装置用电化学原理将CO₂、SO₂ 转化为重要化工原料。

若A为CO₂，B为H₂，C为CH₃OH，则通入CO₂ 的一极为 ________极；若A为SO_2，B为O₂，C为H₂SO₄。则负极的电极反应式为________ ；

（4）①在研究氮的氧化物的转化时，某小组查阅到以下数据：17℃、1.01×105 Pa时，

2NO₂(g)   N₂O₄(g)   △H <0的平衡常数 K＝13.3，则该条件下密闭容器中N₂O₄ 和NO₂的混合气体达到平衡时，若 c (NO₂) = 0.0300 mol·L－1，

c (N₂O₄)＝ ________ （保留两位有效数字）；

②改变上述体系的某个条件，达到新的平衡后，测得混合气体中 c (NO₂₎ = 0.04 mol·L－1， c (N₂O₄) = 0.007 mol·L－1，则改变的条件为 ________；

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