汽车尾气排放的NO和CO都是有毒的气体，科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变...

汽车尾气排放的NO和CO都是有毒的气体，科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成无毒的CO2和N2，减少污染。

（1）已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g） △H=+180.0 kJ/mol

2C（s）+O2（g）=2CO（g） △H=-221.0 kJ/mol

2C（s）+2O2（g）=2CO2（g） △H=-787.0 kJ/mol

则尾气转化反应：2NO（g）+2CO（g） N2（g）+2CO2（g）　 △H=　　 　　 　　 。

（2）对于反应2NO（g）+2CO（g） N2（g）+2CO2（g），为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表

请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：

①前2s内的平均反应速率 υ(CO2)=　　　　　　　　 mol/(L•s)。

②在该温度下，反应的平衡常数K=　　　　　　　　 。

（3）假设在恒容密闭容器中发生上述反应，下列有关说法正确的是　　　　　　 。

A．选用更有效的催化剂能提高尾气的转化率

B．升高反应体系的温度能提高反应速率， 提高尾气的转化率

C．相同温度下，若NO和CO的起始浓度分别为1.50×10－4 mol/L和2.00×10－4 mol/L，平衡时N2的体积分数比原平衡体系中N2的体积分数低

D．单位时间内消耗NO的物质的量等于生成CO2的物质的量时即达平衡状态

（4）用尾气NO2为原料可制新型硝化剂N2O5，原理：先将NO2转化为N2O4，再采用电解法制备N2O5，装置如右图所示则电源b极是__________极（填“正”“负”），生成N2O5电极反应式为　　　　　　　　　　 　　　　 ，电解一段时间后硝酸溶液的pH　　　 　　 　　 （填“增大”“减小”“不变”）。

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汽车尾气排放的CO、NOx等气体是大气污染的主要来源，NOx也是雾天气的主要成因之一。

(1)科学家研究利用催化技术将尾气中有害的NO和CO转变成无毒的气体，其热化学方程式为：2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)　　 △H1＝－746.5kJ·mol—1

已知：2C(s)＋O2(g)2CO(g)　　　　　　　　　　　　 △H2＝－221.0kJ・mol—1

CO2(g)C(s)＋O2(g)　　　　　　　　　　　　　　　　 △H3＝＋393.5kJ・mol—1

①C(s)的然烧热(△H)为_____________。

②NO(g)分解成两种气体单质的热化学方程式为_____________。

(2)一定温度下，向初始容积均为2L的A、B、C三个容器中，均投入5 mol CO气体和4 mol NO气体发生如下反应：2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g)

①上图表示该反应中NO的平衡转化率()随温度、压强变化的示意图，则X代表的物理量是______，Y1_ Yz(填“＞”或“＜”)

②反应过程中，A容器中保持恒温恒压，B容器中保持恒温恒容，C容器中保持绝热恒容。下列说法错误的是________。

a．B、C两个容器中反应达到平衡所用的时长为：tB＞tC

b．3个容器中NO的平衡转化率的大小顺序为＞＞

c．当A容器内气体平均摩尔质量不变时，说明该反应处于化学平衡状态

d．当B容器内气体密度保持不变时，说明该反应处于化学平衡状态

③当B容器中保持平衡时，NO所占体积分数为25％。则相同温度下，A容器中逆反应的平衡常数K=_________(保留两位有效数字)

(3)利用反应NO2＋NH3→N2＋H2O(未配平)消除用电器NO2的简易装置如图所示。

①a电极上的反应式为_____________。

②常温下，若用该电池电解0.6L，饱和食盐水，一段时间后，测得饱和食盐水pH变为13，则理论上b电极上消耗B气体的体积为_______mL(标准状况；假设电解过程中溶液体积不变)。

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汽车尾气中的NOx是大气污染物之一，科学家们在尝试用更科学的方法将NOx转化成无毒物质，从而减少汽车尾气污染。

（1）压缩天然气（CNG）汽车的优点之一是利用催化技术能够将NOx转变成无毒的CO2和N2。

①CH4(g)＋4NO2(g) 4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　　 △H1＜0

②CH4(g)＋4NO(g) 2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　　　 △H2＜0

③CH4(g) ＋2NO2(g) N2(g) ＋CO2(g) ＋2H2O(g)　 △H3＝　　　　　　 。（用△H1和△H2表示）

（2）在恒压下，将CH4(g)和NO2(g)置于密闭容器中发生化学反应③，在不同温度、不同投料比时，NO2的平衡转化率见下表：

①写出该反应平衡常数的表达式K=　　　　　　 。

②若温度不变，提高[n(NO2) / n(CH4)]投料比，则K将　　　　　　 。（填“增大”、“减小”或“不变”。）

③400 K时，将投料比为1的NO2和CH4的混合气体共0.04 mol，充入一装有催化剂的容器中，充分反应后，平衡时NO2的体积分数　　　　　　 。

（3）连续自动监测氮氧化物（NOx）的仪器动态库仑仪的工作原理示意图如图1

图1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 图2

①NiO电极上NO发生的电极反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②收集某汽车尾气经测量NOx的含量为1.12%（体积分数），若用甲烷将其完全转化为无害气体，处理1×104L（标准状况下）该尾气需要甲烷30g，则尾气中V(NO)︰V(NO2)=　　

（4）在容积相同的两个密闭容器内 (装有等量的某种催化剂) 先各通入等量的CH4，然后再分别充入等量的NO和NO2。在不同温度下，同时分别发生②③两个反应：并在t秒时测定其中NOx转化率，绘得图象如图2所示：

①从图中可以得出的结论是

结论一：相同温度下NO转化效率比NO2的低

结论二：在250℃-450℃时，NOx转化率随温度升高而增大，450℃-600℃时NOx转化率随温度升高而减小

结论二的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

②在上述NO2和CH4反应中，提高NO2转化率的措施有_________。(填编号)

A．改用高效催化剂　　　 B．降低温度　　　 C.分离出H2O(g)　　　　 D．增大压强

E．增加原催化剂的表面积　　 F．减小投料比[n(NO2) / n(CH4)]

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2007年诺贝尔化学奖授予德国化学家Gerhard Ertl,以表彰他对固体表面化学研究过程中的重大发现。使CO．NO_x等在铂表面发生化学反应转变成无毒气体，以减少汽车尾气中有毒气体的排放，正是此项研究的重要应用之一。下列有关说法不正确的是                （    ）

A．CO在铂表面被氧化生成CO₂，铂起催化作用

B．汽车尾气中NO_x在铂表面发生反应的产物是N₂

C．CO在铂表面可能和O₂．NO_x反应

D．NO_x．CO．CO₂均能与人体中的血红蛋白结合

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2007年诺贝尔化学奖授予德国化学家Gerhard Ertl，以表彰他对固体表面化学研究过程中的重大发现．使CO、NO_x等在铂表面发生化学反应转变成无毒气体，以减少汽车尾气中有毒气体的排放，正是此项研究的重要应用之一。下列有关说法不正确的是

A．CO在铂表面被氧化生成CO₂，铂起催化作用

B．汽车尾气中NO_x在铂表面发生反应的产物是N₂

C．CO在铂表面可能和O₂、NO_x反应

D．NO_x、CO、CO₂均能与人体中的血红蛋白结合

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(20分)碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫的处理与利用是世界各国研究的热点问题。请回答：

（1）消除汽车尾气中的NO、CO，有利于减少对环境的污染。已知如下信息：

②在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体，写出反应的热化学方程式___________________。

（2）在催化剂作用下，CO2和H2可以制取甲醇，在体积为2L的密闭容器中，充入lmolCO2和3mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 　 △H<0

测得CO2（g）和CH3OH(g)的物质的量随时间变化的曲线如下图所示：

①从反应开始到平衡，H2O的平均反应速率v(H2O)=_________________________。此反应的平衡常数为_________________。

②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是_________________(填序号)

A．升高温度　　　 　　　　　 　 B．将CH3OH(g)及时液化移出

C．选择高效催化剂　　 　　　 D．再充入1 molCO2和4molH2

（3）用间接电化学法除去NO的过程，如图所示：已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间，写出阴极的电极反应式：____________。用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理：________________。

（4）①工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO2，分别生成NaHSO3、NH4HSO3，其水溶液均呈酸性。相同条件下，同浓度的两种酸式盐的水溶液中c(SO32-)较小的是，用文字和化学用语解释原因__________________。

②废气中的SO2可用NaOH溶液吸收，吸收SO2后的碱性溶液还可用于C12的尾气处理，吸收C12后的溶液仍呈强碱性。则吸收C12后的溶液中一定存在的阴离子有OH-_____、_____；还可能存在SO32-，取该溶液于试管中，滴加黄色的溴水，得到无色溶液。此实验不能证明溶液中含有SO32-，理由是：________________(用离子方程式表示)。

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超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2 , 化学方程式如下：2NO + 2 CO2CO2 + N2 ，为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下，用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表：

请回答：（以下各题均不考虑温度变化对催化效率的影响）：

（1）前2s内的平均反应速度v (N2)＝         　　　　　　　 。

（2）在该温度下，反应的平衡常数K＝         　　　　　　 ；若升高温度时K值变小，则该反应的ΔH    0(填写“＞”、“＜”、“＝”)。

（3）若在容器中发生上述反应，达平衡后，下列措施能提高NO转化率的是　　　　　　　　

A. 选用更有效的催化剂    B. 升高反应体系的温度

C. 降低反应体系的温度　　　　　　　　　　 D. 缩小容器的体积

（4）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，某同学设计了三组对比实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在下面设计表的空格中填入剩余的实验条件数据。

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（15分）（1）超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO₂和N₂，化学方程式如下：

2NO＋2CO 2CO₂＋N₂

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，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中：

①请在表格中填入剩余的实验条件数据。

②设计实验Ⅱ、Ⅲ的目的是。

（2）工业尾气中氮的氧化物常采用氨催化吸收法，原理是NH₃与NOx反应生成无毒的物质。某同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮的氧化物处理过程。提供的装置：

步骤一、NH₃的制取

①所提供的装置中能快速、简便制取NH₃的装置是：________（填装置序号）。

②若采用C装置制取氨气（控制实验条件相同），情况如下表：

分析表中数据，实验室制NH₃产率最高的是________（填序号），其它组合NH₃产率不高的原因是。

步骤二、模拟尾气的处理选用上述部分装置，按下列顺序连接成模拟尾气处理装置：

①A中反应的离子方程式：________。

②D装置作用有：使气体混合均匀、调节气流速度，还有一个作用是：________。

③D装置中的液体可换成________（填序号）。

a．CuSO₄溶液          b．H₂O        c．CCl₄         d．浓H₂SO₄

④该同学所设计的模拟尾气处理实验还存在的明显缺陷是：________。

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