研究碳氧化合物、氮氧化合物、硫氧化合物等大气污染物的处理对缓解环境污染、能源危机具有重要意...

研究碳氧化合物、氮氧化合物、硫氧化合物等大气污染物的处理对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。

(1)SCR(选择性催化还原)脱硝法是工业上消除氮氧化物的常用方法，反应原理为：4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H＜0。其他条件相同，在甲、乙两种催化剂作用下，相同时间时NO转化率与温度的关系如图。

①工业上选择催化剂__________(填“甲”或“乙”)。

②在催化剂甲作用下，图中M点处(对应温度为210℃)NO的转化率______(填“可能是”、“一定是”或“一定不是”)该温度下的平衡转化率。高于210℃时，NO转化率降低的原因可能是__________。(写一条即可)。

(2)某研究小组对反应NO2+SO2SO3+NO△H＜0进行相关实验探究。在固定体积的密闭容器中，使用某种催化剂，改变原料气配比[n(NO2)：n(SO2)]进行多组实验(每次实验的温度可能相同，也可能不同)，测定NO2的平衡转化率[a(NO2)]。部分实验结果如图所示。

①如果将图中b点的平衡状态改变为c点的平衡状态，应采取的措施是________________。

②图中a、d两点对应的实验温度分别为T1和T2，则T1_______T2(填“＞”、“＝”或“＜”)。

(3)在酸性电解质溶液中，以惰性材料作电极，将CO2转化为丙烯的原理如图所示。

①太阳能电池的正极为_____(填“a”或“b”)。

②生成丙烯的电极反应式是_____________________________。

③当生成标准状况下2.24L丙烯时，右侧溶液中质量减少____g。

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运用化学反应原理研究碳、氮、硫的化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。

（1）汽车尾气脱硝脱碳主要原理为2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g)　 ΔH <0。

①该反应在______（填“低温”或“高温”）下可自发反应。

②一定条件下的密闭容器中，充入10 mol CO和8 mol NO， 发生上述反应，如图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。

Ⅰ.该反应达到平衡后，为在提高反应速率同时提高NO的转化率，可采取的措施有______（填字母序号）。

a．缩小容器的体积　　　　　　 b．改用高效催化剂

c．升高温度　　　　　　　　　 d．增加CO的浓度

Ⅱ.压强为10 MPa、温度为T1下，若反应进行到30 min达到平衡状态，容器的体积为4L，该温度下平衡常数Kp=______（压强以MPa为单位进行计算,用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数；保留两位有效数字）。

③氨气易溶于水可电离出 NH4+和 OH-、易液化，液氨也与水一样发生微弱的双聚电离，但比水弱，能溶解一些金属等性质。下列说法中不正确的是_______

a．NH3 可看作比水弱的电解质

b．NH3 的双聚电离可表示为：2NH3NH4++NH2-

c．NH3　 易溶于水是由于与水形成氢键

d．NH3 可与Na 反应: 2NH3+2Na=2NaNH2+H2↑

（2）冶金工业、硝酸工业的废气废液中含氮化合物污染严重，必须处理达标后才能排放。用活性炭处理工厂尾气中的氮氧化物。

①已知:Ⅰ. 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) ΔH1=a kJ·mol-1

Ⅱ. 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) ΔH2=b kJ·mol-1

Ⅲ. C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3=c kJ·mol-1

则反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)的ΔH =_____ kJ·mol-1(用a、 b 、c表示)。

②在容积不变的密闭容器中，一定量的NO与足量的C发生反应：C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) ΔH=Q kJ·mol-1，平衡时c(NO)与温度T的关系如图所示，下列说法正确的是______。

a．其他条件不变，容器内压强不再改变时，反应达到平衡状态

b．温度为T2时，若反应体系处于状态D，则此时v正＞v逆

c．该反应的Q＞0，所以T1、T2、T3对应的平衡常数:K1＜K2＜K3

d．若状态B、C、D体系的压强分别为p(B)、p(C)、p(D)，则p(D)=p(C)＞p(B)

③已知某温度时，反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)的平衡常数K=9/16，在该温度下的2 L密闭容器中投入足量的活性炭和2.0 mol NO发生反应，t1时刻达到平衡，请在图中画出反应过程中c(NO)随时间t的变化曲线。

____________

④工业上实际处理废气时，常用活性炭作催化剂，用NH3还原NO，同时通入一定量的O2以提高处理效果。当n(NH3)=n(NO)时，写出体系中总反应的化学方程式:__________________。

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运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。

(1)反应ⅠFe(s)＋CO2(g) FeO(s)＋CO(g)　ΔH1，平衡常数为K1；

反应ⅡFe(s)＋H2O(g) FeO(s)＋H2(g)　ΔH2，平衡常数为K2；

在不同温度K1、K2值如下表：

①由表中判断，反应Ⅰ为中ΔH1______ (填“<”或“=”或“>”) 0。

②反应CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH平衡常数为K，则K＝________(用K1和K2表示)。

③能判断CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)达到化学平衡状态的依据是________(填字母)。

A.容器中压强不变　　　　　　　　 B.混合气体中c(CO)不变

C.v正(H2)＝v逆(H2O)　　　　　　　 D.c(CO)＝c(CO2)

E.容器内的气体密度不变　　　　 F.混合气体的平均摩尔质量不变。

(2)在不同温度和压强下合成氨，起始时投入氮气和氢气的物质的量分别为1mol、3mol。平衡时混合物中氨的体积分数与温度的关系如图。

①P1_______P2 (填“>”“=” “<”或“不确定”，)。

②C点H2的转化率为________。

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“绿水青山就是金山银山”，研究NO2、NO、CO、NO2-，碳氢化合物大气污染物和水污染物热处理对建设美丽中国具有重要意义。

（1）己知：汽车尾气中的CO、NOx、碳氮化合物是大气污染物。使用稀土等催化剂能将CO、NO转化成无毒物质。

已知:N2（g）+O2（g）=2NO（g） △H1=+180.5kJ/mol K1（该反应的平衡常数）

2C（s）+O2（g）=2CO（g） △H2=-221kJ/mol K2（同上）

C（s）+O2（g）=CO2（g） △H3=-393.5kJ/mol K3（同上）

写出NO（g）与CO（g）催化转化成N2（g）和CO2（g）的热化学方程式________，以及该热化学方程式的平衡常数K=________（用K1、K2、K3表示）

（2）污染性气体NO2与CO在一定条件下的反应为:2NO2+4CO4CO2+N2 △H=-1200kJ/mol。

①某温度下，在2L密闭容器中充入0.lmolNO2和0.2molCO，此时容器的压强为1个大气压，5秒时反应达到平衡时，容器的压强变为原来的29/30，则反应开始到平衡时NO2的平均反应速率v（NO2=_____mol/（L·s）。

②能使该反应的反应速率增大，且平衡向逆反应方向移动的是_______。

A.及时分离出CO2　　

B.适当升高温度

C.减小容器体积使体系压强增大

D.选择高效催化剂

（3）在高效催化剂作用下可用NH3还原NO2进行污染物处理。

①相同条件下，选用A、B、C三种催化剂进行反应，生成氮气的物质的量与时间变化如图。活化能最小的是________。

②在催化剂A作用下测得相同时间处理NO2的量与温度关系如图。试说明图中曲线先增大后减小的原因___（假设该温度范围内催化剂的催化效率相同）。

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研究 NOx、SO2、CO 等大气污染气体的处理方法具有重要意义。

(1)处理含 CO、SO2 烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质 S。

已知：①CO(g)+ 1/2O2(g)＝CO2(g)　 ΔH=－283.0kJ·mol-1

②S(s)+ O2(g)＝SO2(g)　　 ΔH=－296.0kJ·mol-1

此反应的热化学方程式是___________________。

(2)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知：

① CO(g)+NO2(g)＝NO(g)+CO2(g)　　 ΔH=－akJ·mol-1 (a＞0)

② 2CO(g)+2NO(g)＝N2(g)+2CO2(g)　　 ΔH=－bkJ·mol-1 (b＞0)

若用标准状况下 3.36LCO 还原 NO2 至 N2(CO 完全反应)的整个过程中转移电子的物质的量为_______mol，放出的热量为_______ kJ(用含有 a 和 b 的代数式表示)。

(3)用 CH4 催化还原 NOx 也可以消除氮氧化物的污染。例如：

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

CH4(g)+4NO (g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　　 ΔH2＝？②

若 1molCH4 还原 NO2 至 N2 整个过程中放出的热量为 867kJ，则 ΔH2=_______ 。

(4)工业上一般用碱溶液来吸收 NO2，SO2。写出用氨水吸收过量 SO2 的离子方程式__________________ 。

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研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

（1）处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知：

①CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)　ΔH＝－283.0kJ·mol－1

②S(s)＋O2(g)=SO2(g)　ΔH＝－296.0kJ·mol－1

此反应的热化学方程式是___________________________。

（2）氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知：

CO(g)＋NO2(g) =NO(g)＋CO2(g)　ΔH＝－akJ·mol－1(a>0)

2CO(g)＋2NO(g) =N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－bkJ·mol－1(b>0)

若用标准状况下3.36LCO还原NO2至N2(CO完全反应)的整个过程中转移电子的物质的量为________mol，放出的热量为________kJ(用含有a和b的代数式表示)

（3）用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如：

CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－574kJ·mol－1①

CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝？②

若1molCH4还原NO2至N2，整个过程中放出的热量为867kJ，则ΔH2＝________

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研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

（1）处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知：1molCO（g）与适量的SO2（g）反应生成S（s）和CO2（g）时，放出135kJ的热量，则此反应的热化学方程式为______________。

（2）氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体，用CO（g）处理NO2（g）的能量转化关系如图所示。

标准状况下，22.4LCO和NO2发生上述反应。整个过程中，转移电子的物质的量为___________mol，放出的热量为___________kJ（用含有a的代数式表示）。

（3）用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如：

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

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

若1molCH4（g）直接将NO2（g）还原至N2（g），整个过程中放出的热量为867kJ，则△H2=_____________。

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科学处理NOx、SO2等大气污染物，对改善人们的生存环境具有重要的现实意义。

（1）利用甲烷催化还原氮氧化物。已知：

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

CH4(g)+2NO2(g)=N2(g) +CO2(g)+2H2O(g)；△H=-867kJ•mol-1

则CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H=____________________

（2）利用氧化氮氧化物的流程如下：

已知反应I的化学方程式为2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl，若反应I中转移3mol电子，则反应Ⅱ中可生成N2的体积为_____L（标准状况下）。

（3）常温下，用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液，吸收过程中水的电离程度_____（填“增大”、“减小”或“不变”）；请写出Na2SO3溶液中，c(Na+)、c(H2SO3)、c(SO32-)、c(HSO3-)的大小关系：_____。

（4）利用Fe2（SO4）3溶液也可处理SO2废气，所得Fe2+溶液有很多重要用途。保存1.8mol•L﹣1的FeSO4溶液时，为防止溶液中Fe2+被氧化，常加入_____；为确保溶液中不出现浑浊，应调节溶液的pH不超过_____。（常温下，Ksp[Fe(OH) 2]=1.8×10﹣16）

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科学处理NOx、SO2等大气污染物，对改善人们的生存环境具有重要的现实意义。

（1）利用甲烷催化还原氮氧化物。已知：

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

CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-867kJ•mol-1

则CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=___kJ•mol-1。

（2）利用氧化氮氧化物的流程如下：

已知反应I的化学方程式为2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl，

若反应I中转移3mol电子，则反应Ⅱ中可生成N2的体积为_________L（标准状况下）。

（3）常温下，用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液，吸收过程中水的电离平衡_________（填“增大”、“减小”或“不变”）；试计算溶液中c(SO32-)/c(HSO3-)=_______。（常温下H2SO3的电离常数：Ka1=1×10-2 mol/L，Ka2=6.0×10-8mol/L）

（4）利用Fe2(SO4)3溶液也可处理SO2废气，所得Fe2+溶液有很多重要用途。保存1.8mol·L-1的FeSO4溶液时，为防止溶液中Fe2+被氧化，常加入________；为确保溶液中不出现浑浊，应调节溶液的pH不超过______。（常温下，Ksp[Fe(OH)2]=1.8×10-16）

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研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的测量及处理具有重要意义。

(1)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)　ΔH＜0

①一定条件下，将体积比为1∶2的NO、CO气体置于恒容密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是___(填字母)。

A．体系压强保持不变　　　　　　　　　　　　　　 B．混合气体颜色保持不变

C．N2和CO2的体积比保持不变　　　　　　　　　 D．v正(CO)＝2v逆(N2)

②20min时，若改变反应条件，导致N2浓度发生如下图所示的变化，则改变的条件可能是______(填字母)。

A．加入催化剂　　　　 B．降低温度　　　　 C．增加CO2的量　　　　 D．缩小容器体积

(2)在一定条件下，将SO2和NO2通入绝热恒容密闭容器中，发生反应：SO2(g)+NO2(g) SO3(g) +NO(g)，正反应速率随时间变化如图所示。由图可得出的正确结论是__(填字母)

A．反应在c点达到平衡状态　　 　　　　　　

B．反应物浓度：b点小于c点

C．反应物的总能量低于生成物的总能量

D．△t1=△t2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段

(3)采用一种新型的催化剂（主要成分是Cu-Mn的合金），利用CO和H2可制备二甲醚(DME)。观察图回答问题。

催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为__________时最有利于二甲醚的合成。

(4)工业上可以用CO和H2生产燃料甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=－92.9kJ/mol，300℃，在容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡的有关数据如下：

下列说法中正确的是____________　　

A．2c1>c3　　　　　　　　 B．a+b=92.9　　　　　　 C．2p2<p3 　　　　　　　　 D．α1+α3<1

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