环境问题备受世界关注．化工厂以及汽车尾气排放的一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、硫化物...

高三化学解答题中等难度题查看答案及解析

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环境问题已成为人类共同关注的话题，燃煤废气、汽车尾气中的氮氧化物(NOx)、CO等有害气体，消除方法有多种。

（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＝—221kJ/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）①用甲烷催化还原氮的氧化物可消除氮氧化物的污染CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　　　 ΔH=QkJ·mol-1，写出上述反应的平衡常数表达式_______，已知该反应的平衡常数K随温度升高而减小，则Q_______0（填“>”或“<”或“=”）。

②某温度下，密闭容器中CH4与NO的起始浓度分别为1mol/L、2mol/L，其中c(NO)随时间变化如图所示，t2时达到平衡，保持温度不变在t2时将容器容积压缩到一半，请画出t2-t3 c(CH4)随时间变化的曲线。_______

（3）①为提高反应：CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)中的转化率，可以采取在恒压条件下充入稀有气体，解释其原因______________。

②电解吸收法处理氮氧化物废气的基本原理是用硝酸吸收氮氧化物生成NO2-，同时用石墨电极电解将NO2-转化成NO3-，电解条件下循环利用NO3-来处理氮氧化物。写出该法处理NO2总反应的化学方程式_______。

高三化学简答题中等难度题查看答案及解析

建设“美丽中国”首先要做好环境保护与治理。氮氧化物(NOx)是严重的大气污染物，其主要来源有汽车尾气和硝酸工厂等。氮氧化物(NOX)能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题。某科研机构设计了如下转化氮氧化物的几种方案。请回答下列问题：

(1)方案Ⅰ：利用甲烷在催化剂条件下还原NOx，相关反应如下：

①N2(g)+O2(g)=2NO(g)　　 ∆H1=+180.5kJ/mol

②CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)　　 ∆H2=-574kJ/mol

③CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+2H2O(l)　　 ∆H3=-1160kJ/mol

则表示甲烷燃烧热的热化学反应方程式是 ___ 。

(2)方案Ⅱ：利用CO在催化剂条件下还原NOx：2NOx(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)　 ∆H。向容积均为2L的甲(温度为T1)、乙(温度为T2)两个恒容密闭容器中分别充入2 mol NO2(g)和3 mol CO(g)。反应过程中两容器内CO2的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示：

①甲容器中，平衡时NO2的转化率为____；

②T1___T2(填“>”或“<”)；△H___0(填“>”或“<”)，判定的依据是____；

③T2温度时，该反应的平衡常数K=____；

④乙容器达到平衡后，再充入3 mol NO2和2 molCO2，此时v(正)___v(逆)(填“>”“<”或“=”)。

(3)方案3：可以利用原电池原理处理氮氧化合物，原理如图。则其正极的电极反应式为____。

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析

汽车尾气排放的一氧化碳、氮氧化物等气体已成为大气污染的主要来源。德国大众汽车尾气检测造假事件引起全世界震惊。根据下列示意图回答有关问题：

（1）汽车发动机工作时会引发N2(g)+O2(g)=2NO(g)　 ∆H = +180 kJ·mol-1，其能量变化示意图如下：

则NO中氮氧键的键能为 　　　 　　 kJ·mol-1。

（2）空燃比过小易产生CO。有人提出可以设计反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)来消除CO的污染。判断该设想是否可行，并说出理由 　　　　　　 　　 。

（3）利用活性炭涂层排气管处理NOx的反应为：xC(s)＋2NOx(g)N2(g)＋xCO2 (g)　 ∆H= -b kJ·mol-1。若使NOx更加有效的转化为无毒尾气排放，以下措施理论上可行的是 　 　　　　 　 。

A．增加排气管长度　 　　 B．增大尾气排放口

C．升高排气管温度　　　　 D．添加合适的催化剂

（4）催化装置中涉及的反应之一为：2NO(g) + 2CO(g)N2(g) + 2CO2(g) 。

①探究上述反应中NO的平衡转化率与压强、温度的关系，得到图28-1所示的曲线。催化装置比较适合的温度和压强是　　 　　　　　　 　　 。

②测试某型号汽车在冷启动（冷启动指发动机水温低的情况下启动）时催化装置内CO和NO百分含量随时间变化曲线如图28-2所示。则前10 s 内，CO和NO百分含量没明显变化的原因是　　 　　　　　　 　　 。

③研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了以下三组实验：

根据坐标图28-3，计算400K时该反应的平衡常数为　　 　　　　　　 　 ；并在图中画出上表中的实验II、III条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图（标明各条曲线的实验编号）。

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“绿水青山就是金山银山”，近年来，绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列问题：

(1)已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH1＝ ＋180.5 kJ/mol

C(s)＋O2(g)===CO2(g)　 ΔH2＝－393.5 kJ/mol

2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH3＝－221 kJ/mol

若某反应的平衡常数表达式为K＝[c(N2)·c2(CO2)]/[c2(NO)·c2(CO)]，则此反应的热化学方程式为：_____________。

(2)N2O5在一定条件下可发生分【解析】
2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)，某温度下恒容密闭容器中加入一定量N2O5，测得N2O5浓度随时间的变化如下表：

①反应开始时体系压强为p0，第2 min时体系压强为p1，则p1∶p0＝________。2～5 min内用NO2表示的该反应的平均反应速率为________。

②一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量N2O5进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是________(填字母)。

a．NO2和O2的浓度比保持不变　　　 b．容器中压强不再变化

c．2v正(NO2)＝v逆(N2O5)　　　　　　　 d．气体的密度保持不变

(3)Kp是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数，即将K表达式中平衡浓度用平衡分压代替。已知反应：NO2(g)＋CO(g)NO(g)＋CO2(g)，该反应中正反应速率v正＝k正·p(NO2)·p(CO)，逆反应速率v逆＝k逆·p(NO)·p(CO2)，其中k正、k逆为速率常数，则Kp为________(用k正、k逆表示)。

(4)如图是密闭反应器中按n(N2)∶n(H2)＝1∶3投料后，在200 ℃、400 ℃、600 ℃下，合成NH3反应达到平衡时，混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线，已知该反应为放热反应。

①曲线a对应的温度是________。

②M点对应的H2的转化率是________。

(5)常温下，联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似，联氨第一步电离反应的电离平衡常数值_______________。(已知：N2H4+H+ N2H5+的K＝8.7×107 Kw＝1.0×10-14)

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“绿水青山就是金山银山”，近年来,绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一,减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列问题：

(1)已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)  △H1= +180.5 kJ/mol

C(s)+O2(g)=CO2(g)  △H2=-393.5 kJ/mol

2C(s)+O2(g)=2CO(g)  △H3=-221 kJ/mol

若某反应的平衡常数表达式为：K= [c(N2) ·c2(CO2)]/[c2(NO) ·c2(CO)],则此反应的热化学方程式为____________________________________。

(2)N2O5在一定条件下可发生分【解析】
2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),某温度下恒容密闭容器中加入一定量N2O5,测得N2O5浓度随时间的变化如下表：

①反应开始时体系压强为p0,第2 min时体系压强为p1，则p1∶p0=__________。2~5 min内用NO2表示的该反应的平均反应速率为__________。

②一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量N2O5进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是__________。(填字母)。

a．NO2和O2的浓度比保持不变  　　　　　　　　　　 b．容器中压强不再变化

c．2v正(NO2)=v逆(N2O5)  　　　　　　　　　　　　　　　　 d．气体的密度保持不变

(3)Kp是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数，即将K表达式中平衡浓度用平衡分压代替。已知反应：NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g),该反应中正反应速率v正=k正·p(NO2)·p(CO),逆反应速率v逆=k逆·p(NO)·p(CO2),其中k正、k逆为速率常数,则Kp为__________(用 k正、k逆表示)。

(4)如图是密闭反应器中按n(N2) ∶n(H2)=1∶3投料后,在200℃、400℃、600℃下,合成NH3反应达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线，已知该反应为放热反应。

①曲线a对应的温度是__________。

②M点对应的H2的转化率是__________。

(5)工业上常用氨水吸收二氧化硫,可生成(NH4)2SO3。判断常温下(NH4)2SO3溶液的酸碱性并说明判断依据：______________________________________________。(已知：NH3·H2O的Kb=1.8×10-5;H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.3×10-8。)

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“绿水青山就是金山银山”，近年来,绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一,减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列问题：

(1)已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)  △H1= +180.5 kJ/mol

C(s)+O2(g)=CO2(g)  △H2=-393.5 kJ/mol

2C(s)+O2(g)=2CO(g)  △H3=-221 kJ/mol

若某反应的平衡常数表达式为：K= [c(N2) ·c2(CO2)]/[c2(NO) ·c2(CO)],则此反应的热化学方程式为____________________________________。

(2)N2O5在一定条件下可发生分【解析】
2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),某温度下恒容密闭容器中加入一定量N2O5,测得N2O5浓度随时间的变化如下表：

①反应开始时体系压强为p0,第2 min时体系压强为p1，则p1∶p0=__________。2~5 min内用NO2表示的该反应的平均反应速率为__________。

②一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量N2O5进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是__________。(填字母)。

a．NO2和O2的浓度比保持不变  　　　　　　　　 　　 b．容器中压强不再变化

c．2v正(NO2)=v逆(N2O5)  　　　　　　　　　　　　　 　　 d．气体的密度保持不变

(3)Kp是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数，即将K表达式中平衡浓度用平衡分压代替。已知反应：NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g),该反应中正反应速率v正=k正·p(NO2)·p(CO),逆反应速率v逆=k逆·p(NO)·p(CO2),其中k正、k逆为速率常数,则Kp为__________(用 k正、k逆表示)。

(4)如图是密闭反应器中按n(N2) ∶n(H2)=1∶3投料后,在200℃、400℃、600℃下,合成NH3反应达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线，已知该反应为放热反应。

①曲线a对应的温度是__________。

②M点对应的H2的转化率是__________。

(5)工业上常用氨水吸收二氧化硫,可生成(NH4)2SO3。判断常温下(NH4)2SO3溶液的酸碱性并说明判断依据：______________________________________________。(已知：NH3·H2O的Kb=1.8×10-5;H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.3×10-8。)

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“绿水青山就是金山银山”，近年来，绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。

(I)汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列问题：

(1)已知：　

若某反应的平衡常数表达式为，则此反应的热化学方程式为_______。

(2)在一定条件下可发生分【解析】
，一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是_____(填字母)。

a. 和的浓度比保持不变　　 b.容器中压强不再变化

c. 　　　　 d. 气体的密度保持不变

(Ⅱ)甲醇、乙醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便，都是重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景，可以用多种方法合成。 CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g)

(3)将和按物质的量之比1：3充入体积为2.0L的恒容密闭容器中反应生成，如图1表示压强为0.1 MPa和5.0 MPa下转化率随温度的变化关系。

①a、b两点化学反应速率分别用，表示，则_____(填“大于”、“小于”或“等于”)

②列出a点对应的平衡常数表达式K= ____________________。

(4)在1.0 L恒容密闭容器中投入1 mol 和2.75 mol 发生反应：CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g)，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量变化如图2所示，下列说法正确的是________。

A.该反应的正反应为放热反应

B.压强大小关系为P1＜P2＜P3

C.M点对应的平衡常数K的值约为

D.在及512 K时，图中N点

(5)催化加氢合成乙醇的反应为：2CO2(g) + 6H2(g) C2H5OH(g) + 3H2O(g) ；m代表起始时的投料比，即。

① 图3中投料比相同，温度，则该反应的焓变_______0(填)。

② m=3时，恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图4所示，则曲线b代表的物质为_________(填化学式)。

(6)以甲醇为主要原料，电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图5所示。离子交换膜a为 ______(填“阳膜”、“阴膜”)，阳极的电极反应式为_______________________________________

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以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是

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