党的十九大报告中提出要建设美丽中国，推进绿色发展。燃煤烟气(污染气体包括NOx、CO、SO...

党的十九大报告中提出要建设美丽中国，推进绿色发展。燃煤烟气(污染气体包括NOx、CO、SO2等)的综合治理是解决大气污染的主要途径。

(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除其污染。已知：

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

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

③H2O(g)=H2O(1)△H=-44.0kJ·mol-1

写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式__________。

(2)选择合适的催化剂，在一定条件下可对部分燃煤烟气回收，其主要反应是：2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(1)△H=-270kJ·mol-1

①其他条件相同、催化剂不同时，SO2的转化率随反应温度的变化如图1,Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，不考虑催化剂价格因素，选择Fe2O3的主要优点是__________。

②T℃Fe2O3催化作用下，将等物质的量的CO和SO2充入容积为2L的密闭容器中，保持温度和体积不变，反应过程中CO的物质的量随时间变化如图2所示。10min内该反应的速率v(SO2)=________；T℃时该化学反应的平衡常数K=______；保持容积固定，若升高温度，反应的平衡常数_________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，容器内混合气体的密度__________。

(3) 图3是用食盐水做电解液电解烟气脱氮的原理图，NO被阳极产生的氧化性物质氧化为NO3-，尾气经NaOH溶液吸收排入空气。

①NO被氧化的离子方程式是__________。

②若通入的烟气2240L(标准状况)，烟气中NO含量为15%，(假设烟气中无其他含氮气体)，测得溶液中含有NO3-的物质的量为1.47mol,则NO除去率为__________%。

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燃煤的烟气中常含有大量的NOx、CO、SO2等有害气体，治理污染、消除有害气体对环境的影响是化学工作者研究的重要课题。

Ⅰ.已知氮氧化物可采用强氧化剂Na2S2O8氧化脱除，过程如下所示：

(1)写出反应1的离子方程式：____　　 。

(2)反应2为NO2-＋S2O82-＋2OH－=NO3-＋2SO42-＋H2O。此反应在不同温度下达到平衡时，NO2-的脱除率与Na2S2O8初始浓度的关系如图1所示。

①比较a、b点的反应速率：va正____vb逆(填“>”“<”或“＝”)。

②根据图像可以判断该反应为吸热反应，理由是____________。

Ⅱ.沥青混凝土可作为反应2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)的催化剂。图2表示在相同的恒容密闭容器、相同的起始浓度、相同的反应时间段下，使用相同质量的不同沥青混凝土(α型、β型)催化时，CO的转化率与温度的关系。

(3)下列关于图2的说法正确的是________。

A．在均未达到平衡状态时，同温下β型沥青混凝土中CO转化速率比α型要大

B．b点时CO与O2分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高

C．a、b、c、d四点中，达到平衡状态的只有b、c两点

D．e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性

(4)已知c点时容器中O2浓度为0.02 mol/L，则50 ℃时，在α型沥青混凝土中CO转化反应的平衡常数K＝_____________(用含x的代数式表示)。

Ⅲ.利用图3所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2。

(5)直流电源b极为____，阳极发生的反应为______。

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燃煤的烟气中常含有大量的NOx、CO、SO2等有害气体，治理污染、消除有害气体对环境的影响是化学工作者研究的重要课题。

Ⅰ.已知氮氧化物可采用强氧化剂Na2S2O8氧化脱除，过程如下所示：

(1)写出反应1的离子方程式：____　　 。

(2)反应2为NO2-＋S2O82-＋2OH－=NO3-＋2SO42-＋H2O。此反应在不同温度下达到平衡时，NO2-的脱除率与Na2S2O8初始浓度的关系如图1所示。

①比较a、b点的反应速率：va正____vb逆(填“>”“<”或“＝”)。

②根据图像可以判断该反应为吸热反应，理由是____________。

Ⅱ.沥青混凝土可作为反应2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)的催化剂。图2表示在相同的恒容密闭容器、相同的起始浓度、相同的反应时间段下，使用相同质量的不同沥青混凝土(α型、β型)催化时，CO的转化率与温度的关系。

(3)下列关于图2的说法正确的是________。

A．在均未达到平衡状态时，同温下β型沥青混凝土中CO转化速率比α型要大

B．b点时CO与O2分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高

C．a、b、c、d四点中，达到平衡状态的只有b、c两点

D．e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性

(4)已知c点时容器中O2浓度为0.02 mol/L，则50 ℃时，在α型沥青混凝土中CO转化反应的平衡常数K＝_____________(用含x的代数式表示)。

Ⅲ.利用图3所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2。

(5)直流电源b极为____，阳极发生的反应为______。

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十九大报告指出，“建设生态文明是中华民族水续发展的千年大计”。控制和治理NOx、SO2、CO2是解决光化学烟算、减少酸雨和温室效应的有效途径，对构建生态文明有着极为重要的意义。回答下列问题:

(1)利用SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。

①SCR(选择催化还原NOx)工作原理:

尿素水溶液热分解为NH3和CO2的化学方程式为________,SCR催化反应器中NH3还原NO2的化学方程式为__________。

②NSR(NOx储存还原)工作原理:

在储存过程中,NO发生的总化学反应方程式为__________

(2)双碱法除去SO2的工作原理:NaOH溶液Na2SO3溶液

过程①的离子方程式为_____;CaO在水中存在如下转化:CaO(s)+H2O(1)=Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq),从平衡移动的角度，简述过程②NaOH再生的原理____________.

(3)人工光合作用技术回收利用二氧化碳的工作原理:

a极为_______极,b极的电极反应式为______________。

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煤的主要组成元素是碳、氢、氧、硫、氮，还有极少量的磷、砷、锗、镓、铟等元素， 燃煤产生CxHy、SO2、NOX等大气污染物，研究NO2、NO、CO、SO2等大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。

(1)锗是第四周期第ⅣA元素，其原子结构示意图为_______________。

(2)利用煤的气化获得的水煤气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下可以合成绿色燃料甲醇。

已知：H2O(l)=H2O(g) △H1=+44.0kJ/mol

CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(l) △H2=-3.0 kJ/mol

CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H3=-58.7 kJ/mol

写出由CO与H2制备CH3OH气体的热化学方程式_________________。

(3)甲醇和CO2可直接合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3，简称DMC)：

2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)  △H4<0

①该化学反应的平衡常数表达式为K=________________。

②在恒温恒容密闭容器中发生上述反应，能说明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。

A．v正(CH3OH)= 2v逆(H2O)   　　　　　　　 B．容器内气体的密度不变

C．容器内压强不变     　　　　　　　　 D．CH3OH与CO2的物质的量之比保持不变

③一定条件下分别向甲、乙、丙三个恒容密闭容器中加入一定量的初始物质发生该反应，各容器中温度、反应物的起始量如下表，反应过程中DMC的物质的量浓度随时间变化如下图所示：

甲容器中，在5-15min中的平均反应速率v(CO2) =__________。乙容器中，若平衡时n(CO2) =0.2mol，则T1__________T2(填“>”“<"或”=”)。甲、丙两容器的反应达平衡时CO2的转化率：甲__________丙(填“>”“<"或”=”)。

(4)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。可用NaOH吸收，所得含硫各微粒(H2SO3、HSO3-和SO32-)存在于反应后的溶液中，它们的物质的量分数X(ⅰ)与溶液pH的关系如图所示。

①若是0.1mol/LNaOH 反应后的溶液，测得溶液的pH=8时，溶液中各离子浓度由大到小的顺序是__________________。

②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2 溶液，溶液中出现浑浊，pH降为2，用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因_________________________________。

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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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燃煤烟气脱除SO2及NOx对解决雾霾污染很重要，脱硫脱硝的方法很多，一种ClO2气相氧化法反应机理和速率常数（K）如下:

脱硝:①NO(g)+ ClO2(g)= NO2(g)+ ClO(g)　　 △H1 k1=l.7×1011mL·(mol·s)-1

②NO(g)+ ClO(g)= NO2(g)+Cl(g) △H2 k2=8.8×1012 mL·(mol·s)-1

脱硫：③SO2(g)+ClO2(g)=SO3(g)+ClO(g) △H3 k3=2.1×10-4 mL·(mol·s)-1

④SO2(g)+ClO(g)=SO3(g)+ Cl(g) △H　　 4　 k4=6.9×1011 mL·(mol·s)-1

两过程中产生的Cl可与ClO2进一步反应，如:

⑤C1(g)+ClO2(g)=2ClO(g) △H5

（1）同时脱硫脱硝反应NO(g)+SO2(g)+2ClO2(g)=NO2(g)+SO3(g)+ 2ClO(g)的反应热最简表达式△H=____________。

（2）己知反应③④的速率方程分別为v正=k3·c (SO2) · c (ClO2)、v正=k4·c (SO2) · c (ClO)，试判断两反应的活化能大小，E3____________E4（填“>”“<”或“=”）。控制脱硫速度的关键步骤是____________反应（填③或④）

（3）SO2、NO单独氧化及同时氧化对两气体氧化率变化如图，同时氧化对____________气体的氧化率影响明显，结合①③④反应及其速率常数分析原因____________。

（4）气相中水蒸气含量提高，SO2单独氧化率会迅速提升，并生成两种常见的酸，请写出该过程化学反应方程式__________________________________。

（5）“湿式吸收法”利用吸收剂与SO2发生反应从而达脱硫目的。

①下列适合作该法吸收剂的是____________（填序号）。

A．氨水 B． Na2SO4溶液　　 C． Na2CO3 溶液D． NaHSO4溶液

②用石灰水也可吸收SO2，生成亚硫酸钙浊液。

计算 CaSO3(s)+H+(aq)Ca2+(aq)+HSO3-(aq)的平衡常数K=____________。25℃时，H2SO3电离常数为：K1=1.41×10-2，K2=6.30×10-8 Ksp=6.76×10-3

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燃煤烟气脱除SO2及NOx对解决雾霾污染很重要，脱硫脱硝的方法很多，一种ClO2气相氧化法反应机理和速率常数（K）如下:

脱硝:①NO(g)+ ClO2(g)= NO2(g)+ ClO(g)　　 △H1 k1=l.7×1011mL·(mol·s)-1

②NO(g)+ ClO(g)= NO2(g)+Cl(g) △H2 k2=8.8×1012 mL·(mol·s)-1

脱硫：③SO2(g)+ClO2(g)=SO3(g)+ClO(g) △H3 k3=2.1×10-4 mL·(mol·s)-1

④SO2(g)+ClO(g)=SO3(g)+ Cl(g) △H　　 4　 k4=6.9×1011 mL·(mol·s)-1

两过程中产生的Cl可与ClO2进一步反应，如:

⑤C1(g)+ClO2(g)=2ClO(g) △H5

（1）同时脱硫脱硝反应NO(g)+SO2(g)+2ClO2(g)=NO2(g)+SO3(g)+ 2ClO(g)的反应热最简表达式△H=____________。

（2）己知反应③④的速率方程分別为v正=k3·c (SO2) · c (ClO2)、v正=k4·c (SO2) · c (ClO)，试判断两反应的活化能大小，E3____________E4（填“>”“<”或“=”）。控制脱硫速度的关键步骤是____________反应（填③或④）

（3）SO2、NO单独氧化及同时氧化对两气体氧化率变化如图，同时氧化对____________气体的氧化率影响明显，结合①③④反应及其速率常数分析原因____________。

（4）气相中水蒸气含量提高，SO2单独氧化率会迅速提升，并生成两种常见的酸，请写出该过程化学反应方程式__________________________________。

（5）“湿式吸收法”利用吸收剂与SO2发生反应从而达脱硫目的。

①下列适合作该法吸收剂的是____________（填序号）。

A．氨水 B． Na2SO4溶液　　 C． Na2CO3 溶液D． NaHSO4溶液

②用石灰水也可吸收SO2，生成亚硫酸钙浊液。

计算 CaSO3(s)+H+(aq)Ca2+(aq)+HSO3-(aq)的平衡常数K=____________。25℃时，H2SO3电离常数为：K1=1.41×10-2，K2=6.30×10-8 Ksp=6.76×10-3

高三化学简答题困难题查看答案及解析

研究NO_x（氮的氧化物）SO₂、CO等大气污染气体的测量及处理具有重要意义。

（1）下图是反应过程中能量示意图。

该反应的焓变

（2）一定条件下，通过可以实现燃煤烟气中硫的回收。某研究小组向2L某密闭的真空容器（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计）中通入CO和SO₂，10分钟后测得容器CO₂的物质的量为0.9mol。

①求以v(CO₂)表示的反应速率为________。

②该反应的平衡常数的表达式为：K=________。

③若想加快正反应速率的同时提高SO₂的转化率，可以采用的方法是________。

（3）工业上常用Na₂CO₃溶液吸收法处理氮的氧化物（以NO和NO₂的混合物为例）。

已知：NO不能与Na₂CO₃溶液反应。

若用足量的Na₂CO₃溶液完全吸收NO和NO₂的混合物，每产生22.4L（标准状况）CO₂（全部逸出）时，吸收液质量就增加44g，则混合气体中NO和NO₂的体积比为________。

高三化学填空题困难题查看答案及解析

烟气中主要污染物SO2、NOx,为消除排放，保护环境，实现绿色可持续发展。

处理方法一:烟气经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NO的主要反应的热化学方程式为:

NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)　　　 △H1

NO(g)+1/2O2(g)=NO2(g)　　　　　 △H2

SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)　 △H3

(1)反应3NO(g)+O3(g)=3NO2(g)的△H=_________。

(2) 室温下，进入反应器的NO、SO2的物质的量恒定，改 变通入O3的物质的量，反应一段时间后体系中n(NO)、n(NO2)和n(SO2)随反应前n(O3):nNO)的变化见图。说明预处理过程中NO2的物质的量变化的原因_______，在反应中SO2的物质的量几乎不发生变化的原因是_______________。

(3)在一定条件下，SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)　　 △H3<0，在一定温度下，向2L某恒容密闭容器中充入4molSO2(g)和1molO3(g),5min时，测得容器中SO3(g)的物质的量为0.5mol。

①0-5min内，用SO2表示的平均反应速率v(SO2)________。

②下列说法中能判断该反应达到平衡状态的是________

a.单位时间内生成nmolSO2同时生成nmolSO3

b.SO3和O2的物质的量浓度之比1:1

C.容器内压强保持不变

d.混合气体的密度不变

e.混合气体的平均相对分子质量不变

处理方法二: 也可采用NaClO2溶液作为吸收剂对烟气进行处理。在不同温度下，NaClO2溶液脱硫(S)、脱硝(N)的反应中，SO2和NO的平衡分压Pe如图所示。

(4) 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”)。

(5) 反应ClO2-+2SO32-2SO42-+Cl-的平衡常数K表达式为_______。

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