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CxH...

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等大气污染物，煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径之一。回答下列问题：

（1）锗是第四周期第ⅣA族元素，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) ΔH4<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、乙丙个恒容密团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的物质的量依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）一定温度下，用水吸收SO2气体时，溶液中水的电离平衡_________移动（填“向左” “向右”或“不”）；若得到pH=4的H2SO3溶液，试计算溶液中=____________。SO2可用足量小苏打溶液吸收，反应的离子方程式是_________________________________。（已知该温度下，H2SO3的电离常数：K1=4.5×10-2，K2=2.5×10-7，H2CO3的电离常数K1=8.4×10-7，K2=1.2×10-10）

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煤的主要组成元素是碳、氢、氧、硫、氮，燃煤产生CxHy、SO2等大气污染物，煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径之一。回答下列问题:

（1）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(1) = H2O(g)　 ΔH1= +44 .0kJ/mol

CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(g)　 ΔH2=-3.0kJ/mol

CO2(g)+3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g)　 ΔH3=-58.7 kJ/mol

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

（2）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) ΔH4<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________(填编号)。

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图所示:

甲容器中，在5-15min时的平均反应速率v(CO2)=___________.乙容器中，若平衡时n(CO2)=0.2mol.则T1_____T2 (填“>”“<”或“=”)。两容器的反应达平衡时CO2的转化率: 甲________丙(填“>”“<."或”=”)。

（3）利用甲醇可制成微生物燃料电池(利用微生物将化学能直接转化成电能的装置)。某微生物燃料电池装置如图所示: A极是_____极(填“正”或“负”)，其电极反应式是_______。该电池不能在高温下工作的理由是________。

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大气污染物主要成分是SO2、NO2、CxHy及可吸入颗粒等，主要来自于燃煤、机动车尾气和工业废气。

(1)上述成分中能形成酸雨的是________(填化学式)。

(2)煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径之一。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：CO2(g) + 3H2(g) =CH3OH(g) + H2O(g)　　　 ΔH 1 = − 58.7 kJ·mol-1

CO2(g) + H2(g) =CO(g) + H2O(g)　　　　　　 ΔH 2 = + 41.0 kJ·mol-1

CO 与 H2 生成 CH3OH 气体反应的热化学方程式是___________。

(3)空气质子交换法治理SO2，其原理是将含有SO2的烟气与O2通过电化学反应制得硫酸，负极的电极反应式是___________。

(4)湿法吸收工业尾气中的NO2，常选用纯碱溶液，将NO2转化为两种氮元素的常见含氧酸盐。反应的离子方程式是___________。

(5)用高能电子束激活烟气(主要成分是SO2、NO2、H2O等)，会产生O3等强氧化性微粒。烟气经下列过程可获得化肥。

该化肥中含有的离子是______________(填离子符号)。

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SO2是常见的大气污染物，燃煤是产生SO2的主要原因。工业上有多种方法可以减少SO2的排放。

（1）往煤中添加一些石灰石，可使燃煤过程中产生的SO2转化成硫酸钙。该反应的化学方程式是　　 　　　　 　　　　 。

（2）可用多种溶液做燃煤烟气中SO2的吸收液。

① 分别用等物质的量浓度的Na2SO3溶液和NaOH溶液做吸收液，当生成等物质的量NaHSO3时，两种吸收液体积比V（Na2SO3）：V（NaOH）=　　 　　　　 　　 。

② NaOH溶液吸收了足量的SO2后会失效，可将这种失效的溶液与一定量的石灰水溶液充分反应后过滤，使NaOH溶液再生，再生过程的离子方程式是　 　　　　　　 　　 。

（3）甲同学认为BaCl2溶液可以做SO2的吸收液。为此甲同学设计如下实验（夹持装置和加热装置略，气密性已检验）：

已知：Na2SO3(固体) + H2SO4(浓) Na2SO4 + SO2↑+ H2O

反应开始后，A中Na2SO3固体表面有气泡产生同时有白雾生成；B中有白色沉淀。甲认为B中白色沉淀是SO2与BaCl2溶液反应生成的BaSO3，所以BaCl2溶液可做SO2吸收液。

乙同学认为B中的白色沉淀是BaSO4，产生BaSO4的原因是：

① A中产生的白雾是浓硫酸的酸雾，进入B中与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀。

②　　　　　　　　　　　　　　　 。

为证明SO2与BaCl2溶液不能得到BaSO3沉淀，乙同学对甲同学的实验装置做了如下改动并实验（夹持装置和加热装置略，气密性已检验）：

反应开始后，A中Na2SO3固体表面有气泡产生同时有白雾生成；B、C试管中除了有气泡外，未见其它现象；D中红色褪去。

③试管B中试剂是　　　　　　　　 溶液；滴加浓硫酸之前的操作是　　　　　　 。

④通过甲乙两位同学的实验，得出的结论是　　　　　　　　　 。

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SO2是常见的大气污染物，燃煤是产生SO2的主要原因。工业上有多种方法可以减少SO2的排放。

（1）往煤中添加一些石灰石，可使燃煤过程中产生的SO2转化成硫酸钙。该反应的总化学方程式是___________________________________。

（2）可用多种溶液做燃煤烟气中SO2的吸收液。

①分别用等物质的量浓度的Na2SO3溶液和NaOH溶液做吸收液，当生成等物质的量NaHSO3时，两种吸收液体积比V(Na2SO3): V(NaOH)=_________________。

②NaOH溶液吸收了足量的SO2后会失效，可将这种失效的溶液与一定量的石灰水溶液充分反应后过滤，使NaOH溶液再生，再生过程的离子方程式是_________________。

（3）甲同学认为BaCl2溶液可以做SO2的吸收液。为此甲同学设计如下实验（夹持装置和加热装置略，气密性已检验）。反应开始后，A中Na2SO3固体表面有气泡产生同时有白雾生成；B中有白色沉淀。甲同学认为B中白色沉淀是SO2与BaCl2溶液反应生成的BaSO3，所以BaCl2溶液可做SO2吸收液。

乙同学认为B中的白色沉淀是BaSO4，产生BaSO4的原因是：

①A中产生的白雾是浓硫酸的酸雾，进入B中与BaCI2溶液反应生成BaSO4沉淀。

②________________________________________________。

为证明SO2与BaCl2溶液不能得到BaSO3沉淀，乙同学对甲同学的实验装置做了如下改动并实验（夹持装置和加热装置略，气密性已检验）：

反应开始后，A中Na2SO3固体表面有气泡产生同时有白雾生成；B、C试管中除了有气泡外，未见其它现象；D中红色褪去。

③试管B中试剂是__________________溶液；滴加浓硫酸之前的操作是____________________。

④通过甲、乙两位同学的实验，得出的结论是______________________________。

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SO2是常见的大气污染物，燃煤是产生SO2的主要原因。工业上有多种方法可以减少SO2的排放。

（1）往煤中添加一些石灰石，可使燃煤过程中产生的SO2转化成硫酸钙。该反应的总化学方程式是___________________________________。

（2）可用多种溶液做燃煤烟气中SO2的吸收液。

①分别用等物质的量浓度的Na2SO3溶液和NaOH溶液做吸收液，当生成等物质的量NaHS03时，两种吸收液体积比V(Na2SO3): V(NaOH)=　　　　　　　　　　　　 。

②NaOH溶液吸收了足量的：SO2后会失效，可将这种失效的溶液与一定量的石灰水溶液充分反应后过滤，使NaOH溶液再生，再生过程的离子方程式是　　　　　　　　　　　　 。

（3）甲同学认为BaCl2溶液可以做SO2的吸收液。为此甲同学设计如下实验（夹持装置和加热装置略，气密性已检验）。反应开始后，A中Na2SO3固体表面有气泡产生同时有白雾生成；B中有白色沉淀。甲同学认为B中白色沉淀是SO2与BaCl2溶液反应生成的BaSO3，所以BaCl2溶液可做SO2吸收液。

乙同学认为B中的白色沉淀是BaSO4，产生BaSO4的原因是：

①A中产生的白雾是浓硫酸的酸雾，进入B中与BaCI2溶液反应生成BaSO4沉淀。

②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

为证明SO2与BaCl2溶液不能得到BaSO3沉淀，乙同学对甲同学的实验装置做了如下改动并实验（夹持装置和加热装置略，气密性已检验）：

反应开始后，A中Na2SO3固体表面有气泡产生同时有白雾生成；B、C试管中除了有气泡外，未见其它现象；D中红色褪去。

③试管B中试剂是　 　　　　　　　　　　 　 溶液；滴加浓硫酸之前的操作是　　　　　　　　　　　　　　 。

④通过甲、乙两位同学的实验，得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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硫的氧化物（SO₂和SO₃）和大气污染

1）主要来源：煤炭燃烧、火山喷发等。

2）主要危害：产生________。有关的化学方程式是________

________

3）减少污染物的原理和方法：

a．改善燃煤质量。降低煤的含硫量和含灰量。

b．改进燃烧装置和燃烧技术。如向煤中加入石灰石或生石灰，减少产物中SO₂的含量，有关的化学方程式是________。

c．发展洁净煤技术。如煤的气化和液化，将焦炭在高温下与水蒸气反应，生成CO和H₂；关的化学方程式是________。

d．开发洁净能源

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(16分)汽车尾气中CO、NOx 以及燃煤废弃中的SO2都是大气污染物，对它们的治理具有重要意义。吸收SO2和NO，获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素)：

（1）装置Ⅰ中，NaOH溶液吸收SO2也可生成Na2SO3和NaHSO3的混合溶液

①写出NaOH溶液吸收SO2生成等物质的量的Na2SO3和NaHSO3混合溶液时总反应的离子方程式　　 　　　　　 。

②已知混合液pH随：n（）变化关系如下表：

当混合液中时，c(Na+)　　　　 c(HSO3-)+ 2c(SO32-)（填“>”“=”或“<”）

（2）装置Ⅱ中，酸性条件下，NO被Ce4+ 氧化的产物主要是NO3- 、NO2- ，写出只生成NO2-的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　 ；

（3）装置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+，其原理如下图所示。

①生成的Ce4+从电解槽的　　　　　　 (填字母序号)口流出；

②生成S2O42 - 的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

（4）已知进入装置Ⅳ的溶液中，NO2- 的浓度为a g·L- 1 ，要使1m3该溶液中的NO2- 完全转化为NO3-，至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2　　　　　　 L。(用含a代数式表示)

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二氧化硫是大气的主要污染物之一。催化还原SO2不仅可以消除SO2的污染，还可以得到工业原料S。燃煤烟气中硫的回收反应为：2CO(g)+SO2(g) 2CO2(g)+S(l)　　 △H。

(1)已知：2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)　　 △H1=－566.0kJ·mol－1

S(l)+O2(g)===SO2(g)　　 △H2=－296.8 kJ·mol－1

则硫的回收反应的△H=___________ kJ·mol－1。

(2)其他条件相同、催化剂不同时，硫的回收反应中SO2的转化率随反应温度的变化如图所示。260℃时，___________（填“La2O3”、“NiO”或“TiO2”)的催化效率最高。La2O3和NiO作催化剂均可能使SO2的转化率达到很高，不考虑价格因素，选择La2O3的主要优点是___________。

(3)一定条件下，若在恒压密闭容器中发生硫的回收反应，SO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示，则P1、P2、P3、P4由大到小的顺序为___________；某温度下，若在恒容密闭容器中，初始时c(CO)=2 a mol·L－1，c(SO2)= a mol·L－1，SO2的平衡转化率为80%，则该温度下反应的化学平衡常数为___________。

(4)某实验小组为探究烟气流速、温度对该反应的影响，用La2O3作催化剂，分别在两种不同烟气流量、不同温度下进行实验。实验结果显示：在260℃时，SO2的转化率随烟气流量增大而减小，其原因是___________；在380℃时，SO2的转化率随烟气流量增大而增大，其原因是___________。

(5)工业上常用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2，将烟气通入1.0 mol·L－1的N2SO3溶液，当溶液pH约为6时，吸收SO2的能力显著下降此时溶液中c(HSO3－)c︰(SO32－)=___________。(已知H2SO3的Ka1=1.5×10-2、Ka2=1.0×10-7)

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