利用氢气对废气进行脱碳处理可实现绿色环保、废物利用，对于减少雾霾也具有重要意义。（1）汽车...

利用氢气对废气进行脱碳处理可实现绿色环保、废物利用，对于减少雾霾也具有重要意义。

（1）汽车尾气的主要污染物为NO，用H2催化还原NO可以达到消除污染的目的。

已知：2NO(g) N2(g)＋O2(g) ΔH=－180.5 kJ·mol－1

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

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

（2）某研究小组模拟研究如下：向2 L恒容密闭容器中充入2 mol NO发生反应2NO(g) N2(g)＋O2(g)，在不同的温度下，反应过程中物质的量与时间的关系如图所示：

①T2下，在0～5 min内，v(O2)=______________mol·L－1·min－1；该温度下反应N2(g)＋O2(g) 2NO(g)的平衡常数K=______________。

②该反应进行到M点放出的热量______________进行到W点放出的热量(填“＞”、“＜”或“=”)。

M点时再加入一定量NO，平衡后NO的转化率______________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

③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．逆反应速率

c．单位时间内，N2和NO的消耗量之比　　 d．气体的平均相对分子质量

（3）氢气作为一种理想燃料，但不利于贮存和运输。利用氢能需要选择合适的储氢材料，镧镍合金在一定条件下可吸收氢气形成氢化物：LaNi5(s)＋3H2(g) LaNi5H6(s) ΔH＜0，欲使LaNi5H6(s)释放出气态氢，根据平衡移动原理，可改变的条件是______________(填字母编号)。

A．增加LaNi5H6(s)的量　 　　 　　　　　　 B．升高温度

C．使用催化剂　 　　　　　　　　　　 　　 D．减小压强

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利用氢气对废气进行脱碳处理可实现绿色环保、废物利用，对于减少雾霾也具有重要意义。

（1）汽车尾气的主要污染物为NO，用H2催化还原NO可以达到消除污染的目的。

已知：2NO(g) N2(g)＋O2(g) ΔH=－180.5 kJ·mol－1

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

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

（2）某研究小组模拟研究如下：向2 L恒容密闭容器中充入2 mol NO发生反应2NO(g) N2(g)＋O2(g)，在不同的温度下，反应过程中物质的量与时间的关系如图所示：

①T2下，在0～5 min内，v(O2)=______________mol·L－1·min－1；该温度下反应N2(g)＋O2(g) 2NO(g)的平衡常数K=______________。

②该反应进行到M点放出的热量______________进行到W点放出的热量(填“＞”、“＜”或“=”)。

M点时再加入一定量NO，平衡后NO的转化率______________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

③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．逆反应速率

c．单位时间内，N2和NO的消耗量之比　　 d．气体的平均相对分子质量

（3）氢气作为一种理想燃料，但不利于贮存和运输。利用氢能需要选择合适的储氢材料，镧镍合金在一定条件下可吸收氢气形成氢化物：LaNi5(s)＋3H2(g) LaNi5H6(s) ΔH＜0，欲使LaNi5H6(s)释放出气态氢，根据平衡移动原理，可改变的条件是______________(填字母编号)。

A．增加LaNi5H6(s)的量　 　　 　　　　　　 B．升高温度

C．使用催化剂　 　　　　　　　　　　 　　 D．减小压强

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利用氢气对废气进行脱碳处理可实现绿色环保、废物利用，对于减少雾霾也具有重要意义。

（1）汽车尾气的主要污染物为NO，用H2催化还原NO可以达到消除污染的目的。

已知：2NO(g) N2(g)＋O2(g) ΔH=－180.5 kJ·mol－1

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

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

（2）某研究小组模拟研究如下：向2 L恒容密闭容器中充入2 mol NO发生反应2NO(g) N2(g)＋O2(g)，在不同的温度下，反应过程中物质的量与时间的关系如图所示：

①T2下，在0～5 min内，v(O2)=______________mol·L－1·min－1；该温度下反应N2(g)＋O2(g) 2NO(g)的平衡常数K=______________。

②该反应进行到M点放出的热量______________进行到W点放出的热量(填“＞”、“＜”或“=”)。

M点时再加入一定量NO，平衡后NO的转化率______________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

③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．逆反应速率

c．单位时间内，N2和NO的消耗量之比　　 d．气体的平均相对分子质量

（3）氢气作为一种理想燃料，但不利于贮存和运输。利用氢能需要选择合适的储氢材料，镧镍合金在一定条件下可吸收氢气形成氢化物：LaNi5(s)＋3H2(g) LaNi5H6(s) ΔH＜0，欲使LaNi5H6(s)释放出气态氢，根据平衡移动原理，可改变的条件是______________(填字母编号)。

A．增加LaNi5H6(s)的量　 　　 　　　　　　 B．升高温度

C．使用催化剂　 　　　　　　　　　　 　　 D．减小压强

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加强汽车尾气、燃煤企业废气的监测和处理，对于减少雾霾具有重要意义。

（1）利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如下图所示。该电池中O2-可以在固体介质NASICON（固溶体）内自由移动，工作时O2-的移动方向_____（填“从a到b”或“从b到a”），负极发生的电极反应式为_______________________。

（2）汽车尾气的主要污染物为NO，用H2催化还原NO可以达到消除污染的目的。

已知：2NO(g)N2(g)+O2(g)　　 △H=﹣180.5kJ•mol﹣1

2H2O(l) = 2H2(g)+O2(g)　 △H= +571.6kJ•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）上述消除过程中第一步反应起决定作用，某研究小组模拟研究如下：向1L恒容密闭容器中充入a mol NO，其浓度与温度和时间的关系如图所示

①T2下，在0～t1时间内，ν（O2）=　 　　　　 　 mol•L﹣1•min﹣1；反应N2（g）+O2（g） 2NO（g）平衡常数K=　 　　 　 （用相关字母表示）。

②该反应进行到M点放出的热量　　　　　　 进行到W点放出的热量 （填”大于” ”小于”或’等于”）；M点时再加入一定量NO，平衡后NO的转化率　　　　　 （填”变大” ”变小”或’不变”）

③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．逆反应速率　　

d．单位时间内，N2和NO的消耗量之比　　　

e．气体的平均相对分子质量

（4）工业上用氨水吸收废气中的SO2。已知NH3·H2O的电离平衡常数Kb=1.8×10-5mol·L-1 H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.2×10-2mol·L-1　 Ka2=1.3×10-8mol·L-1。在通入废气的过程中

①当恰好形成正盐时，溶液中离子浓度的大小关系为______________________________。

②当恰好形成酸式盐时，加入少量NaOH溶液，反应的离子方程式为________________。

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利用化学原理对废气、废水进行脱硝、脱碳处理，可实现绿色环保、废物利用，对构建生态文明有重要意义。

Ⅰ．脱硝：

（1）H2还原法消除氮氧化物

已知：N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g)　　 △H＝+133kJ·mol－1

H2O(g)＝H2O(l)　　　　　 △H＝－44kJ·mol－1

H2的燃烧热为285.8KJ·mol－1

在催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和氮气的热化学方程式为_____________。

（2）用NH3催化还原法消除氮氧化物，发生反应：

4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)＋6H2O(l)　 △H＜0

相同条件下，在2L恒容密闭容器中，选用不同催化剂，产生N2的量随时间变化如图所示。

① 计算0～4分钟在A催化剂作用下，

反应速率v(NO)=_______。

② 下列说法正确的是________。

A．该反应的活化能大小顺序是：Ea(A)＞Ea(B)＞Ea(C)

B．增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数

C．单位时间内H－O键与N－H键断裂的数目相等时，说明反应已达到平衡

D．若反应在恒容绝热的密闭容器中进行，当K值不变时，说明已达到平衡

（3）微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。下图为MFC碳氮联合同时去除的氮转化系统原理示意图。

① 已知A、B两极生成CO2和N2的物质的量之比为5 : 2，写出A极的电极反应式_____________________。

② 解释去除NH4+的原理___________________。

Ⅱ．脱碳：

（4）用甲醇与CO反应生成醋酸可消除CO污染。常温下，将a mol·L－1醋酸与bmol·L－1 Ba(OH)2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba2＋)＝c(CH3COO－)，忽略溶液体积变化，计算醋酸的电离常数Ka＝__________(用含a、b的代数式表示)。

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利用化学原理对废气、废水进行脱硝、脱碳处理，可实现绿色环保、废物利用，对构建生态文明有重要意义。

Ⅰ．脱硝：

（1）H2还原法消除氮氧化物

已知：N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g)　　 △H＝+133kJ·mol－1

H2O(g)＝H2O(l)　　　　　 △H＝－44kJ·mol－1

H2的燃烧热为285.8KJ·mol－1

在催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和氮气的热化学方程式为_____________。

（2）用NH3催化还原法消除氮氧化物，发生反应：

4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)＋6H2O(l)　 △H＜0

相同条件下，在2L恒容密闭容器中，选用不同催化剂，产生N2的量随时间变化如图所示。

① 计算0～4分钟在A催化剂作用下，

反应速率v(NO)=_______。

② 下列说法正确的是________。

A．该反应的活化能大小顺序是：Ea(A)＞Ea(B)＞Ea(C)

B．增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数

C．单位时间内H－O键与N－H键断裂的数目相等时，说明反应已达到平衡

D．若反应在恒容绝热的密闭容器中进行，当K值不变时，说明已达到平衡

（3）微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。下图为MFC碳氮联合同时去除的氮转化系统原理示意图。

① 已知A、B两极生成CO2和N2的物质的量之比为5 : 2，写出A极的电极反应式_____________________。

② 解释去除NH4+的原理___________________。

Ⅱ．脱碳：

（4）用甲醇与CO反应生成醋酸可消除CO污染。常温下，将a mol·L－1醋酸与bmol·L－1 Ba(OH)2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba2＋)＝c(CH3COO－)，忽略溶液体积变化，计算醋酸的电离常数Ka＝__________(用含a、b的代数式表示)。

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氢气是一种理想的“绿色能源”，对废气进行脱碳处理可实现绿色环保、废物利用；利用氢能需要选择合适的储氢材料。目前正在研究和使用的储氢材料有镁系合金、稀土系合金等。

Ⅰ．脱碳：向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2，在适当的催化剂作用下，发生反应：

CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l)+H2O(l)

①该反应自发进行的条件是　　 （填“低温”、“高温”或“任意温度”）

②下列叙述不能说明此反应达到平衡状态的是　　 。

A．混合气体的平均式量保持不变　　　　 B．CO2和H2的体积分数保持不变

C．CO2和H2的转化率相等　　　　　　　 D．混合气体的密度保持不变

e.1mol CO2参加反应的同时有3mol H-H键生成

③CO2的浓度随时间（0～t2）变化如下图所示，在t2时将容器容积缩小一倍，t3时达到平衡，t4时降低温度，t5时达到平衡，请画出t2～t6　 CO2的浓度随时间的变化。

Ⅱ．

（2）储氢材料Mg(AlH4)2在110～200℃的反应为：Mg(AlH4)2==MgH2+2Al+3H2↑。

反应中每转移3mol电子时，产生的H2在标准状况下的体积为__________L。

（3）镧镍合金在一定条件下可吸收氢气形成氢化物：LaNi5(s)+3H2(g) LaNi5H6(s) △H<0，欲使LaNi5H6(s)释放出气态氢，根据平衡移动原理，可改变的条件是_______(填字母编号)。

a．增加LaNi5H6(s)的量　 　　 b．升高温度　　 c．减小压强　　 d．使用催化剂

（4）储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：

①某温度下，向恒容密闭容器中加入环己烷，起始浓度为amol·L-1，平衡时苯的浓度为b mol·L-1，该反应的平衡常数K=____________(用含a、b的代数式表示)。

②一定条件下，下图装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其它有机物)。

A是电源的______极(填“正”或“负”)；电解过程中产生的气体F为_____(填化学式)：电极D上发生的电极反应为__________________。

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（14分）火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。

（1）脱硝。利用甲烷催化还原NOx：

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

CH4（g）＋4NO（g）＝2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　 △H2＝－1160 kJ·mol－1

甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　 。

（2）脱碳。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：

CO2（g）＋3H2（g） CH3OH（g）＋H2O（g）　 △H3

①取五份等体积的CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH） 与反应温度T的关系曲线如图所示，

则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3__________0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示。试回答：0~10 min内，氢气的平均反应速率为　　 　　　　 mol/（L·min）；该温度下，反应的平衡常数的值为　　　　　　 　　　　　　　　 ；第10 min后，向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2，则再次达到平衡时CH3OH（g）的体积分数　　 　　 　　　　　　 （填变大、减少、不变）。

（3）脱硫。某种脱硫工艺中将废气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH＜7，其原因用离子方程式表示为　　　　　　　　　　　　 ；在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液，使溶液的pH=7，则溶液中c(Na+) + c(H+)__________c(NO3-) + c(OH-)（填写 “＞”“＝”或“＜”）

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（14分）火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NO_x）、二氧化硫和二氧化碳等气体

会造成环境污染。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。

（1）脱硝。利用甲烷催化还原NO_x：

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

CH₄（g）＋4NO（g）＝2N₂（g）＋CO₂（g）＋2H₂O（g）   △H₂＝－1160 kJ·mol^－1

甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为________。

（2）脱碳。将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：

CO₂（g）＋3H₂（g） CH₃OH（g）＋H₂O（g）  △H₃

①取五份等体积的CO₂和H₂的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH₃OH） 与反应温度T的关系曲线如图所示，则上述CO₂转化为甲醇的反应的△H₃__________0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂，进行上述反应。测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图所示。

试回答：0~10 min内，氢气的平均反应速率为

________mol/（L·min）；该温度下，反应的平衡常数的值为________；第10 min后，向该容器中再充入1 mol CO₂和3 mol H₂，则再次达到平衡时CH₃OH（g）的体积分数________（填变大、减少、不变）。

（3）脱硫。某种脱硫工艺中将废气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH＜7，其原因用离子方程式表示为；在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液，使溶液的pH=7，则溶液中c(Na⁺) + c(H⁺)__________c(NO₃^-) + c(OH^-)（填写“＞”“＝”或“＜”）

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