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：(1)汽车发动机工作时会引...

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=+180kJ•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2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3所示．则前10s 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4，计算400K时该反应的平衡常数为____________________________。

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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：

(1)汽车发动机工作时会引发N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJ•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2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3所示．则前10s 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4，计算400K时该反应的平衡常数为　　　　　　　　 ；

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（15分）NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。

（1）NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：　　 　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下:

①写出该反应的热化学方程式：　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　 。

②随温度升高，该反应化学平衡常数的变化趋势是_　　　　　　　　　　 。

（3）在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOX的排放。

①当尾气中空气不足时，NOX在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：

_　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　 。

②当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NOX生成盐。其吸收能力顺序如下：12MgO <20CaO <38SrO<56BaO。原因是　　　　　　　　　　 ，元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NOX的吸收能力逐渐增强。

（4）通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：

①Pt电极上发生的是　　　　　　　　 反应（填“氧化”或“还原”)。

②写出NiO电极的电极反应式：　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　 。

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近年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。回答下列问题：

（1）汽车发动机工作时会引起反应：N2(g)+O2(g) 2NO(g)，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。一定量NO发生分解的过程中，NO的转化率随时间变化的关系如右图所示。

①反应2NO(g) N2(g)+O2(g)为________反应(填“吸热”或“放热”)；

②一定温度下，能够说明反应2NO(g) N2(g)+O2(g)已达到平衡的是______(填序号)；

a．容器内的压强不发生变化　　　　　　 b．混合气体的密度不发生变化

c．NO、N2、O2的浓度保持不变　　　 d．单位时间内分解4 mol NO，同时生成2 mol N2

（2）当发动机采用稀薄燃烧时，尾气中的主要污染物为NOx。可用CH4催化还原NOx以消除氮氧化物污染。

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

CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　　 △H=－867 kJ·mo1-1

写出CH4与NO反应生成N2、CO2、H2O(g)的热化学方程式：______________________；

（3）大气污染物氮氧化物可以用活性炭还原法处理。某研究小组向某0.5L的密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2 (g)。在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的物质的量如下：

①0~10min内，NO的平均反应速率v(NO)＝________________；T1℃时，该反应的平衡常数K＝___________________________；

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是__________（填字母编号）。

a．加入一定量的活性炭　　　　　　　　　　 b．通入一定量的NO

c．适当缩小容器的体积　　　　　　　　　　 d．加入合适的催化剂

f．移出一定量的CO2

③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3，则 ∆H_________0（填“＞”或“＜”或“＝”）。

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雾霾已经成为部分城市发展的障碍。雾霾形成的最主要原因是人为排放，其中汽车尾气污染对雾霾的“贡献”逐年增加。回答下列问题：

(1)汽车尾气中含有NO，N2与O2生成NO的过程如下：

①1 mol O2与1 mol N2的总能量比2 mol NO的总能量________(填“高”或“低”)。

②N2(g)＋O2(g)===NO(g)的ΔH＝________。

③NO与CO反应的热化学方程式可以表示为2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1，但该反应速率很慢，若使用机动车尾气催化转化器，可以使尾气中的NO与CO转化成无害物质排出。上述反应在使用“催化转化器”后，a值________(选填“增大”“减小”或“不变”)。

(2)氢能源是绿色燃料，可以减少汽车尾气的排放，利用甲醇与水蒸气反应可以制备氢气：CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)　ΔH1。下图是该反应的能量变化图：

①通过图中信息可判断反应CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)的ΔH1________(选填“>”“＝”或“<”)0。

②图中途径(Ⅱ)的条件是_______________，途径(Ⅰ)的反应热________(选填“>”“＝”或“<”)途径(Ⅱ)的反应热。

③已知下列两个热化学方程式：

H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH2

2CH3OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)　ΔH3

ΔH1、ΔH2、ΔH3三者的关系式为：____________________。

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I、“蓝天白云”是现代城市人向往的目标，而机动车尾气已成为城市大气的主要污染源，机动车尾气中的主要有害物质为氮的氧化物目前科技工作者正在探索用甲烷等燃料气体将氮氧化物还原为N2和水，涉及到的反应有:

CH4（g）＋4NO2（g） ＝4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g） ΔH1＝-574 kJ·mol－1

CH4（g）＋2NO2（g） ＝CO2（g）＋2H2O（g）＋N2（g）　　 ΔH2＝-867 kJ·mol－1

写出CH4还原NO生成N2的热化学方程式: ____________

Ⅱ、一定温度下，在三个体积均为2.0L的恒容密闭容器中分别加入一定量的X发生反应:

pX（g）⇌Y（g）＋Z（g）相关数据如下表所示:

回答下列问题：

（1）若容器A中反应经10min达到平衡，则前10min内Y的平均反应速率v(Y)=___________。容器A和容器B中起始时X的反应速率v(X)A___________v(X)B(填“大于”“小于”或“等于”)。

（2）已知该正反应为放热反应，则T___________387(填“大于”或“小于”)。

（3）容器B中X的平衡转化率为___________，若起始时向容器A中充入0.1molX、0.15molY和0.10molZ，则反应将向___________ (填“正”或“逆”)反应方向进行，判断理由是_____________________________________________________。

Ⅲ、科学家用氮化镓材料与铜组装成如图所示的人工光合系统，利用该装置实现了用CO2和H2O合成CH4下列关于该太电池的叙述错误的是____________

A.电池工作时，是将太阳能转化为电能

B.铜电极为正极，电极反应式为：CO2＋8e－＋8H＋＝CH4＋2H2O

C.电池内部H+透过质子交换膜从左向右移动

D.为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量硝酸溶液

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（14分）汽车在现代生活中扮演着越来越重要的角色，但其尾气（碳氢化合物、氮氧化物及一氧化碳等）带来的环境污染越来越明显，机动车废气排放已成为城市大气污染的重要来源。

（1）设汽油成分为C8H18，若在气缸中汽油高温裂解产生丁烷和丁烯，写出该反应的化学方程

　　 。

（2）气缸中生成NO的反应为：N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H ＞0

①汽车启动后，气缸内温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是　　 。

②1mol空气中含有0.8molN2和0.2molO2，1300℃时在含1mol空气的密闭容器内反应达到平衡。测得NO为8×10－4mol。计算该温度下的平衡常数K≈　　 。

（3）尾气中的CO主要来自于汽油不完全燃烧。

　　　 ①有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)=2C(s)+O2(g)　 △H=+221kJ·mol－1, 简述该设想能否实现的依据：　　 。

②测量汽车尾气的浓度常用电化学气敏传感器，其中CO传感器可用下图简单表示，则阳极发生的电极反应为　　 。

（4）在汽车尾气系统中安装催化转换器，可有效减少尾气中的CO、NOx 和碳氢化合物等废气。

已知：N2(g)＋O2(g)=2NO(g)　　　　　　　　　　　 △H1=＋180kJ/mol

CO(g) ＋1/2O2(g)= CO2(g)　　　　　　　　 △H2=－283kJ/mol

2NO(g)＋ 2CO(g) = 2CO2(g) ＋ N2(g)　　 △H3

则△H3 =　　 kJ·mol－1。

（5）光化学烟雾（含臭氧、醛类、过氧乙酰硝酸酯等）是汽车尾气在紫外线作用下发生光化学反应生成的二次污染物。写出2－丁烯与臭氧按物质的量之比为1：2反应生成乙醛及氧气的化学方程式　　 。

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汽车在现代生活中扮演着越来越重要的角色，但其尾气（碳氢化合物、氮氧化物及一氧化碳等）带来的环境污染越来越明显，机动车废气排放已成为城市大气污染的重要来源。

（1）设汽油成分为C8H18，若在气缸中汽油高温裂解产生丁烷和丁烯，写出该反应的化学方程式____

（2）气缸中生成NO的反应为：N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H ＞0

①汽车启动后，气缸内温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是___________。

②1mol空气中含有0.8molN2和0.2molO2，1300℃时在含1mol空气的密闭容器内反应达到平衡。测得NO为8×10－4mol。计算该温度下的平衡常数K≈_____________。

（3）尾气中的CO主要来自于汽油不完全燃烧。

①有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)=2C(s)+O2(g)　 △H=+221kJ·mol－1, 简述该设想能否实现的依据：______________。

②测量汽车尾气的浓度常用电化学气敏传感器，其中CO传感器可用下图简单表示，则阳极发生的电极反应为______。

（4）在汽车尾气系统中安装催化转换器，可有效减少尾气中的CO、NOx 和碳氢化合物等废气。

已知：N2(g)＋O2(g)=2NO(g)　　　　　　　　　　　 △H1=＋180kJ/mol

CO(g) ＋1/2O2(g)= CO2(g)　　　　　　　　　　　　 △H2=－283kJ/mol

2NO(g)＋ 2CO(g) = 2CO2(g) ＋ N2(g)　　　　　　 △H3

则△H3 =__________kJ·mol－1。

（5）光化学烟雾（含臭氧、醛类、过氧乙酰硝酸酯等）是汽车尾气在紫外线作用下发生光化学反应生成的二次污染物。写出2－丁烯与臭氧按物质的量之比为1：2反应生成乙醛及氧气的化学方程式____________。

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雾霾已经成为部分城市发展的障碍。雾霾形成的最主要原因是人为排放，其中汽车尾气污染对雾霾的“贡献”逐年增加。回答下列问题：

（1）汽车尾气中含有NO，N2与O2生成NO的过程如下：

①1molO2与1molN2的总能量比2molNO的总能量___（填“高”或“低”）。

②N2（g）+O2（g）═2NO（g）的△H＝___。

③NO与CO反应的热化学方程式可以表示为2NO（g）+2CO（g）⇌2CO2（g）+N2（g）△H＝akJ•mol﹣1，但该反应速率很慢，若使用机动车尾气催化转化器，可以使尾气中的NO与CO转化成无害物质排出。上述反应在使用“催化转化器”后，a值___（选填“增大”“减小”或“不变”）。

（2）氢能源是绿色燃料，可以减少汽车尾气的排放，利用甲醇与水蒸气反应可以制备氢气：CH3OH（g）+H2O（g）═CO2（g）+3H2（g）△H1。如图是该反应的能量变化图：

①通过图中信息可判断反应CH3OH（g）+H2O（g）═CO2（g）+3H2（g）的△H1___（选填“＞”“＝”或“＜”）0

②图中途径（Ⅱ）的条件是___，途径（Ⅰ）的反应热___（选填“＞”“＝”或“＜”）途径（Ⅱ）的反应热。

③已知下列两个热化学方程式：

2CH3OH（g）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H2

H2（g）+O2（g）═H2O（g）△H3

△H1、△H2、△H3三者的关系式为：___。

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汽车尾气是城市的主要空气污染物，研究控制汽车尾气成为保护环境的首要任务。

（1）汽车内燃机工作时发生反应：N₂(g) + O₂(g)  2NO(g)，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。T ℃时，向5L密闭容器中充入6.5 molN₂和7.5 molO₂，在5 min时反应达到平衡状态，此时容器中NO的物质的量是5 mol。

① 5 min内该反应的平均速率υ(NO) = ________；在T ℃时，该反应的平衡常数K = ________。

② 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. 混合气体的压强

c. 正反应速率             d. 单位时间内，N₂和NO的消耗量之比

（2）H₂或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的。

已知：N₂(g) + O₂(g) = 2NO(g)   ?H =" +180.5" kJ·mol^－1

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

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

（3）当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。下图表示在其他条件不变时，反应：2NO(g) + 2CO(g) 2CO₂(g) + N₂(g) 中NO的浓度[c(NO)]随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线。

① 该反应的?H________0 （填“＞”或“＜”）。

② 若催化剂的表面积S₁＞S₂ ，在下图中画出c(NO) 在T₁、 S₂ 条件下达到平衡过程中的变化曲线。

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