全国平板玻璃生产企业大气污染物年排放总量逐年增加，对氮氧化物(NOx)排放的控制与监测已刻...

全国平板玻璃生产企业大气污染物年排放总量逐年增加，对氮氧化物(NOx)排放的控制与监测已刻不容缓。回答下列问题：

（1）平板玻璃熔窑烟气中的NOx以温度型氮氧化物为主。其中NO在空气中容易被一种三原子气体单质氧化剂和光化学作用氧化成NO2，该氧化剂的分子式为_________。

（2）用CH4催化还原NOx可在一定程度上消除氮氧化物的污染。

已知：CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)　 ΔH＝-574 kJ·mol-1，2NO2(g)+N2(g)4NO(g)　 ΔH＝+293 kJ·mol-1，则反应CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的ΔH＝_________kJ·mol-1。

（3）800℃时，在刚性反应器中以投料比为1:1的NO(g)与O2(g)反应：

其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t＝∞时，NO(g)完全反应]。

①NO(g)与O2(g)合成的反应速率v＝4.2×10-2×p2(NO)×p(O2)(kPa·min-1)，t＝52 min时，测得体系中p(O2)＝11.4 kPa，则此时的p(NO)＝_________kPa，v＝_________kPa·min-1（计算结果保留1位小数）。

②若升高反应温度至900℃，则NO(g)与O2(g)完全反应后体系压强p∞(900℃)_________（填“大于”“等于”或“小于”）22.3kPa，原因是___________________________________。

③800℃时，反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数Kp＝_________kPa（Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留2位小数）。

（4）对于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，科研工作者提出如下反应历程：

第一步：2NO(g)N2O2(g)　 快速平衡

第二步：N2O2+O2(g)2NO2(g)　 慢反应

下列表述正确的是_________（填标号）。

A．v（第一步的逆反应）＞v（第二步反应）　 B．反应的中间产物为N2O2

C．第二步中N2O2与O2的碰撞全部有效　　　　 D．第二步反应活化能较低

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全国平板玻璃生产企业大气污染物年排放总量逐年增加，对氮氧化物(NOx)排放的控制与监测已刻不容缓。回答下列问题

(1)平板玻璃熔窑烟气中的NOx以温度型氮氧化物为主。其中NO在空气中容易被一种三原子气体单质氧化剂和光化学作用氧化成NO2，该氧化剂的分子式为___________。

(2)用CH4催化还原NOx可在一定程度上消除氮氧化物的污染。

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

2NO2(g)+N2(g)4NO(g)　　 △H=+293kJ·mol－1

则反应CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的△H=___________kJ·mol－1

(3)800℃时，在刚性反应器中以投料比为1︰1的NO(g)与O2(g)反应：

其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t=∞时，NO(g)完全反应]。

①NO(g)与O2(g)合成的反应速率v=4.2×10－2×p2(NO)×p(O2)(kPa·min－1)，t=52min时，测得体系中p(O2)=11.4kPa，则此时的p(NO)=___________kPa， v=___________kPa·min－1(计算结果保留1位小数)。

②若升高反应温度至900℃，则NO(g)与O2(g)完全反应后体系压强p∞(900℃)______(填“大于”等于”或“小于”)22.3kPa，原因是______________________。

③800℃时，反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数Kp=___________kPa(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留2位小数)。

(4)对于反应2NO(g)+O2(g)→2NO2(g)，科研工作者提出如下反应历程：

第一步：2NO(g)N2O2(g)　　 快速平衡

第二步：N2O2+O2(g)→2NO2(g)　　 慢反应

下列表述正确的是___________(填标号)。

A.v(第一步的逆反应)>v第二步反应

B.反应的中间产物为N2O2

C.第二步中N2O2与O2的碰撞全部有效

D.第二步反应活化能较低

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控制“酸雨”是防治大气污染的重要问题之一。煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用Ca(ClO)2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，回答下列问题：

（1）Ca(ClO)2中氯元素的化合价为___________。

（2）工业上制备Ca(ClO)2的化学方程式_________________________________________________。

（3）实验室在鼓泡反应器中通入含有SO2的烟气，反应温度为323 K，Ca(ClO)2溶液浓度为5×10−3mol·L−1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表：

写出Ca(ClO)2溶液在脱硫过程中主要反应的离子方程式____________________________________。

（4）目前可用电化学方法处理由二氧化硫引起的酸雨。常见的一种方法是惰性电极电解氢溴酸，其阳极的电极反应为:___________________________________。阴极的电极反应为:_________________________________。总反应的化学方程式为：___________________________。

（5）将其阳极产物用水溶解配成溶液去淋洗含二氧化硫的废气。上述吸收废气发生的反应化学方程式为：________________________________________。若反应中转移电子1mol，则可吸收二氧化硫气体体积在标准状况下为_________L。

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（6分）随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将氮氧化物(NOx)排放量减少10%，回答 下列与氮化合物相关的问题。

（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）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　　　　　　　　 。

（3）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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煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，大量排放烟气形成酸雨、污染大气，因此对烟气进行脱硫、脱硝，对环境保护有重要意义。回答下列问题：

Ⅰ.利用CO脱硫

(1)工业生产可利用CO气体从燃煤烟气中脱硫，则25℃时CO从燃煤烟气中脱硫的热化学方程式2CO(g)＋SO2(g)⇌2CO2(g)＋S(s)的焓变△H＝_____________。25℃，100kPa时，由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物时的反应热称为标准摩尔生成焓，已知一些物质的“标准摩尔生成焓”如下表所示：

(2)在模拟脱硫的实验中，向多个相同的体积恒为2L的密闭容器中分别通入2.2mol CO和1mol SO2气体，在不同条件下进行反应，体系总压强随时间的变化如图所示。

①在实验b中，40 min达到平衡，则0～40 min用SO2表示的平均反应速率v(SO2)＝_______。

②与实验a相比，实验b可能改变的条件为_______________，实验c可能改变的条件为_________________。

Ⅱ.利用NH3脱硝

(3)在一定条件下，用NH3消除NO污染的反应原理为：4NH3(g)＋6NO(g)⇌5N2(g)＋6H2O(l)△H＝－1807.98kJ·mol－1。在刚性容器中，NH3与NO的物质的量之比分别为X、Y、Z(其中X<Y<Z)，在不同温度条件下，得到NO脱除率(即NO转化率)曲线如图所示。

①NH3与NO的物质的量之比为X时对应的曲线为_____________(填“a”“b”或“c”)。

②各曲线中NO脱除率均先升高后降低的原因为__________。

③900℃条件下，设Z＝，初始压强p0，则4NH3(g)＋6NO(g)⇌5N2(g)＋6H2O(l)的平衡常数Kp＝_____________(列出计算式即可)。

Ⅲ.利用NaCIO2脱硫脱硝

(4)利用NaClO2的碱性溶液可吸收SO2和NO2(物质的量之比为1:1)的混合气体，自身转化为NaCl，则反应的离子方程式为________________。

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对大气污染物SO₂、NO_x进行研究具有重要环保意义。请回答下列问题：

（1）为减少SO₂的排放，常采取的措施是将煤转化为清洁气体燃料。

已知：H₂（g）＋O₂（g）＝H₂ O（g）   △H＝－241.8kJ·mol^－1

C（s）＋O₂（g）＝CO（g）    △H＝－110.5kJ·mol^－1

写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：________。

（2）已知汽缸中生成NO的反应为：N₂（g）＋O₂（g）2NO（g） △H0，若1.0 mol空气含0.80 mol N₂和0.20 mol O₂，1300^oC时在1.0 L密闭容器内经过5s反应达到平衡，测得NO为8.0×10^－4 mol。

①5s内该反应的平均速率ν（NO） ＝ ________（保留2位有效数字）；在1300^oC 时，该反应的平

衡常数表达式K＝________。

②汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是。

（3）汽车尾气中NO和CO的转化。当催化剂质量一定时，增大催化剂固体的表面积可提高化学反应速率。右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，在右图中画出c（NO） 在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线（并作相应标注）。

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对大气污染物SO2、NOx进行研究具有重要环保意义。请回答下列问题：

（1）为减少SO2的排放，常采取的措施是将煤转化为清洁气体燃料。

已知：① H2（g）＋O2(g)=H2O(g)　　 △H＝－241.8kJ·mol－1

②C（s）＋ O2(g)=CO(g)　　 △H＝－110.5kJ·mol－1

写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）已知汽车汽缸中生成NO的反应为：N2(g)＋O2(g)2NO(g) △H0，若1.0 mol空气含0.80 mol N2和0.20 mol O2，1300oC时在2.0 L密闭汽缸内经过5s反应达到平衡，测得NO为1.6×10－3mol。

①在1300oC 时，该反应的平衡常数表达式K＝　　　　　 。5s内该反应的平均速率ν(N2) ＝ 　　 　　 　　　 （保留2位有效数字）；

②汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是　　　　　　　　 。

（3）汽车尾气中NO和CO的转化。当催化剂质量一定时，增大催化剂固体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，在右图中画出c(NO) 在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线（并作相应标注）。

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[2016·新课标III]煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题：

（1）NaClO2的化学名称为　　 。

（2）在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度323 K，NaClO2溶液浓度为5×10−3 mol·L−1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。

①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式　　　 　　　　　　 　　 。增加压强，NO的转化率　　 (填“提高”、“不变”或“降低”)。

②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐　　 (填“增大”、“不变”或“减小”)。

③由实验结果可知，脱硫反应速率　　 脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc如图所示。

①由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均　 　　 　 (填“增大”、“不变”或“减小”)。

②反应+22+Cl−的平衡常数K表达式为　　　　　　　　 。

（4）如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。

①从化学平衡原理分析，Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是　　　　　　　　 。

②已知下列反应：

SO2(g)+2OH−(aq) (aq)+H2O(l) ΔH1

ClO−(aq)+ (aq) (aq)+Cl−(aq) ΔH2

CaSO4(s) Ca2+(aq)+ (aq) ΔH3

则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO−(aq)+2OH−(aq) CaSO4(s)+H2O(l)+Cl−(aq)的ΔH=　　 　　　　 。

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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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