2010年上海世博会期间加强了污染治理的力度，最大限度地减少污染物的排放．各种氮氧化物（N...

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(12分)

随着氮氧化物污染的日趋严重，国家将于“十二五”期间加大对氮氧化物排放的控制力度。目前，用活性炭还原法处理氮氧化物是消除氮氧化物污染的有效方法。

⑴已知产物 A、B 都是参与大气循环的气体，请结合下表数据写出NO与活性炭反应的化学方程式：

　　　　　　　　　　　　　　　　________

⑵某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温(T₁℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

①T₁℃时，求该反应平衡常数（列出Ｋ的表达式，要求计算过程）。

②30min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是________　　________。

③若30min后升高温度至T₂℃，达到平衡时，容器中NO、A、B的浓度之比为5：3：3，则该反应的△H________0（填“>”、“=”或“<”）。

④压缩容器体积，增大压强对该反应的反应速率和平衡移动的影响是________　　　　　　　 。

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随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫(SO2)排放量减少 8%，氮氧化物(NOx)排放量减少 10%。目前，消除大气污染有多种方法。

（1）用 CH4 催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。

已知：①CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g) + CO2(g) + 2H2O(g)△H =－574 kJ/mol

②CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)△H =－1160 kJ/mol

③H2O(g) = H2O(l) △H =－44.0 kJ/mol

写出 CH4(g)与 NO2(g)反应生成 N2(g)、CO2(g)和 H2O(l)的热化学方程式：__________。

（2）利用 Fe2+、Fe3+的催化作用，常温下可将 SO2 转化为 SO42-，从而实现对 SO2 的治理。已知含 SO2 的废气通入含 Fe2+、Fe3+的溶液时，其中一个反应的离子方程式为 4Fe2+ + O2 + 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O，则另一反应的 离子方程式为__________。

（3）用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为 C(s) + 2NO(g) N2(g) + CO2(g)。某研究小组向密闭的真空 容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)加入 NO 和足量的活性炭，在恒温(T1℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

①10～20 min 以υ(N2)表示的反应速率为__________。

②该反应的平衡常数表达式　 K=________。根据表中数据，计算 T1 ℃时该反应的平衡常数为__________(保留两位小数)。

③一定温度下，随着 NO 的起始浓度增大，则 NO 的平衡转化率__________ (填“增大”、“不变”或“减小”)。

④下列各项能作为判断该反应达到平衡的是__________ (填序号)。

A．混合气体的密度保持不变

B．υ正(NO) = 2υ逆(CO2)

C．容器内压强保持不变

D．容器内 N2 的体积分数保持不变

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（14分）随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫（SO2)排放量减少8%，氮氧化物（NOx)排放量减少10%.目前，消除大气污染有多种方法.

（1）处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx.已知：

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

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

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

（2）降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：

2NO（g)+2CO（g)N2（g)+2CO2（g)；△H＜0.若在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示，该反应的化学平衡常数为K=　　　　　 .

若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol，平衡将　　　　 移动（填“向左”、“向右”或“不”）.

20min时，若改变反应条件，导致N2浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能是　　　　　　 （填序号）.

①加入催化剂　　 　　 ②降低温度

③缩小容器体积　 　 ④增加CO2的量

（3）肼（N2H4）用亚硝酸氧化可生成氮的另一种氢化物，该氢化物的相对分子质量为43.0，其中氮原子的质量分数为0.977.写出肼与亚硝酸反应的化学方程式　　　　　　　　　　 .

（4）如图所示装置可用于制备N2O5，则生成N2O5的那一极电极反应式为 　　　　　　　　 　　　 .

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（14分）随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫(SO₂)排放量减少8%，氮氧化物(NO_x)排放量减少10%。目前，消除大气污染有多种方法。

（1）处理NO_x的一种方法是利用甲烷催化还原NO_x。已知：

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

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

则甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为________。

（2）全钒氧化还原液流电池，是目前发展势头强劲的优秀绿色环保储能电池。

其电池总反应为：

V³⁺＋VO²⁺＋H₂OVO₂^＋+ 2H^＋＋V²⁺。

充电过程中，H⁺向________迁移（填“阴极区”或“阳极区”） 。充电时阴极反应式为________。

（3）降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：

2NO(g)+2CO(g) N₂(g)+2CO₂(g)；△H＜0。

该反应的化学平衡常数表达式为K=________。

若在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如上图所示。若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N₂各0.6mol，平衡将________移动（填“向左”、 “向右”或“不”）。

20min时，若改变反应条件，导致N₂浓度发生如上图所示的变化，则改变的条件

可能是________（填序号）。

①加入催化剂　  ②降低温度　  ③缩小容器体积　  ④增加CO₂的量

（4）利用Fe²⁺、Fe³⁺的催化作用，常温下将SO₂转化为SO₄^2－而实现SO₂的处理（总反应为2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄）。已知，含SO₂的废气通入含Fe²⁺、Fe³⁺的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe²⁺ + O₂+ 4H⁺ = 4Fe³⁺ + 2H₂O，则另一反应的离子方程式为________。

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（15分）随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫(SO₂)排放量减少8%，氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前，消除大气污染有多种方法。

(1)用CH₄催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：

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

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

③H₂O(g)＝H₂O(l)     △H＝-44.0 kJ·mol^－1

写出CH₄(g)与NO₂(g)反应生成N₂ (g)、CO₂ (g)和H₂O(1)的热化学方程式。

（2）利用Fe²⁺、Fe³⁺的催化作用，常温下可将SO₂转化为SO₄^2-，从而实现对SO₂的治理。已知含SO₂的废气通入含Fe²⁺、Fe³⁺的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe²⁺ + O₂+ 4H⁺ ＝4Fe³⁺ + 2H₂O，则另一反应的离子方程式为。

(3)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为：C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)。某研究小组向密闭的真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计）加入NO和足量的活性炭，恒温(T₁℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

①10min～20min以v(CO₂) 表示的反应速率为 ________。

②根据表中数据，计算T₁℃时该反应的平衡常数为________　　________（保留两位小数）。

③一定温度下，随着NO的起始浓度增大，则NO的平衡转化率________（填“增大”、“不变”或“减小”） 。

④下列各项能作为判断该反应达到平衡的是________　　________（填序号字母）。

A．容器内压强保持不变　　        B．2v_正(NO)＝v_逆(N₂)

C．容器内CO₂的体积分数不变      D．混合气体的密度保持不变

⑤30min末改变某一条件，过一段时间反应重新达到平衡，则改变的条件可能是。请在右图中画出30min至40min 的变化曲线。

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随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫(SO₂)排放量减少8%，氮氧化物(NO_x)排放量减少10%。目前，消除大气污染有多种方法。

（1）处理NO_x的一种方法是利用甲烷催化还原NO_x。已知：

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

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

则甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为________。

（2）降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g)；△H＜0。若在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示，该反应的化学平衡常数为K=________。若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N₂各0.6mol，平衡将________移动（填“向左”、 “向右”或“不”）。

20min时，若改变反应条件，导致N₂浓度发生如图11所示的变化，则改变的条件可能是

________（填序号）。

①加入催化剂　  ②降低温度　  ③缩小容器体积　  ④增加CO₂的量

（3）肼（N₂H₄）用亚硝酸氧化可生成氮的另一种氢化物，该氢化物的相对分子质量为43.0，其中氮原子的质量分数为0.977。写出肼与亚硝酸反应的化学方程式________。

（4）如图所示装置可用于制备N₂O₅，则生成N₂O₅的那一极电极反应式为________。

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随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫(SO₂)排放量减少8%，氮氧化物(NO_x)排放量减少10%。目前，消除大气污染有多种方法。

Ⅰ．处理NO_x的一种方法是利用甲烷催化还原NO_x。

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

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

CH₄(g)+2NO₂ (g)＝N₂(g) + CO₂(g)+2H₂O(g)      △H₃＝－867kJ·mol^－1

则△H₂＝________ 。

Ⅱ． 化石燃料的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产过程中产生的SO₂是大气中SO₂的主要来源。（1）将煤转化为水煤气是将煤转化为洁净燃料的方法之一，反应为C(s) + H₂O(g)＝ CO(g) + H₂(g)，

该反应的化学平衡常数表达式为K＝。 800℃时，将1molCO、3mol H₂O、1mol H₂充入容积为1L的容器中，发生反应：CO(g) + H₂O(g)  CO₂(g) + H₂(g)，反应过程中各物质的浓度如右图t₁前所示变化。若保持温度不变，t₂时再向容器中充入CO、H₂各1mol，平衡将________移动（填“向左”、 “向右”或“不”）。t₂时，若改变反应条件，导致H₂浓度发生如图t₂后所示的变化，则改变的条件可能是________（填符号）。

a加入催化剂       b降低温度       c缩小容器体积        d减少CO₂的量

（2）碘循环工艺不仅能吸收SO₂降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：

①用离子方程式表示反应器中发生的反应________。

②用化学平衡移动的原理分析，在 HI分解反应中使用膜反应器分离出H₂的目的是________。

Ⅲ．开发新能源是解决大气污染的有效途径之一。甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如图所示：

通入a气体的电极是原电池的极（填“正”或“负”），其电极反应式为。

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随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫(SO₂)排放量减少8%，氮氧化物(NO_x)排放量减少10%。目前，消除大气污染有多种方法。

（1）处理NO_x的一种方法是利用甲烷催化还原NO_x。已知：

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

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

则甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程为________。

（2）降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化 转化器，发生如下反应：

2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g) △H＜0。

若在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示，该反应的化学平衡常数为K=________。

若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N₂各0.6mol，平衡将________移动（填“向左”、 “向右”或“不”）。

20min时，若改变反应条件，导致N₂浓度发生如上图所示的变化，则改变的条件可能是 ________（填序号）。

①加入催化剂　  ②降低温度　  ③缩小容器体积　  ④增加CO₂的量

（3）肼（N₂H₄）用亚硝酸（HNO₂）氧化可生成氮的另一种氢化物，该氢化物的相对分子质量为43.0，其中氮原子的质量分数为0.977。写出肼与亚硝酸反应的化学方程式 ________。

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随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫(SO2)排放量减少8%，氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前，消除大气污染有多种方法。

Ⅰ．处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx。

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

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

CH4(g)+2NO2 (g)＝N2(g) + CO2(g)+2H2O(g)　　　　 △H3＝－867kJ·mol－1

则△H2＝　　　　　　　　　　　 。

Ⅱ．化石燃料的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产过程中产生的SO2是大气中SO2的主要来源。（1）将煤转化为水煤气是将煤转化为洁净燃料的方法之一，反应为　　 C(s) + H2O(g)＝ CO(g) + H2(g)，

该反应的化学平衡常数表达式为K＝　　　　　　　　　　　　　　 。 800℃时，将1molCO、3mol H2O、1mol H2充入容积为1L的容器中，发生反应：CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)，反应过程中各物质的浓度如右图t1前所示变化。若保持温度不变，t2时再向容器中充入CO、H2各1mol，平衡将　　　　 移动（填“向左”、 “向右”或“不”）。t2时，若改变反应条件，导致H2浓度发生如右图t2后所示的变化，则改变的条件可能是　　　　　 （填符号）。

a加入催化剂 　　　 b降低温度　　 　 c缩小容器体积 　　　 d减少CO2的量

（2）碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：

①用离子方程式表示反应器中发生的反应　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②用化学平衡移动的原理分析，在 HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是　　　　　　　　　　 。

Ⅲ．开发新能源是解决大气污染的有效途径之一。甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如图所示：

通入a气体的电极是原电池的　 　　 （填“正”或“负”），

其电极反应式为　 　　 　　　 　　　　 。

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