近几年我国大面积发生雾霾天气，其主要原因是SO2、NOx等挥发性有机物等发生二次转化，研究...

近几年我国大面积发生雾霾天气，其主要原因是SO2、NOx，挥发性有机物等发生二次转化，研究碳、氮、硫及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。

（1）在一定条件下，CH4可与NOx反应除去NOx，已知有下列热化学方程式：

①CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)       △H＝-890.3 kJ·mol-1

②N2(g)＋2O2(g) 2NO2(g)      △H＝+67.0 kJ·mol-1

③H2O(g)＝H2O(l)      △H＝-41.0 kJ·mol-1

则CH4(g)＋2NO2(g) CO2(g)＋2H2O(g)＋N2 (g)      △H＝_____kJ·mol-1；

(2)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫，将得到的Na2SO3溶液进行电解，其中阴阳膜组合电解装置如图一所示，电极材料为石墨。

① a表示_____离子交换膜(填“阴”或“阳”)。A—E分别代表生产中的原料或产品。其中C为硫酸，则A表示_______。

②阳极的电极反应式为____________________。

(3)SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中SO2发生催化氧化的反应为： 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。若在T1℃、0.1 MPa条件下，往一密闭容器通入SO2和O2 [其中n(SO2)：n(O2)= 2:1]，测得容器内总压强与反应时间如图二所示。

①图中A点时，SO2的转化率为________。

②在其他条件不变的情况下，测得T2℃时压强的变化曲线如图所示，则C点的正反应速率v0(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为v0(正)_____vA(逆) (填“>"、“<”或“ = ”)。

③图中B点的压强平衡常数Kp=______。(Kp=压强平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)

(4)为了清除NO、NO2、N2O4对大气的污染，常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理。现有由a mol NO、b molNO2、c molN2O4组成的混合气体恰好被VL氢氧化钠溶液吸收（无气体剩余），则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为______________。

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近几年我国大面积发生雾霾天气，其主要原因是SO2、NOx，挥发性有机物等发生二次转化，研究碳、氮、硫及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。

（1）在一定条件下，CH4可与NOx反应除去NOx，已知有下列热化学方程式：

①CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) 　　　　 △H＝－890.3 kJ·mol－1

②N2(g)＋2O2(g) 2NO2(g)　　　　 △H＝＋67.0 kJ·mol－1

③H2O(g)＝H2O(l)　　　　 △H＝－41.0 kJ·mol－1

则CH4(g)＋2NO2(g) CO2(g)＋2H2O(g)＋N2 (g)　　　　 △H＝_____kJ·mol－1；

（2）在3.0 L密闭容器中，通入0.10 mol CH4和0.20 mol NO2，在一定温度进行反应，反应时间（t）与容器内气体总压强（p）的数据见下表

由表中数据计算0～4min内v(NO2)＝_________，该温度下的平衡常数K＝________。

（3）在一恒容装置中，通入一定量CH4和NO2，测得在相同时间内，在不同温度下，NO2的转化率如图（横坐标为反应温度，纵坐标为NO2转化率/%）：

则下列叙述正确的是____________。

A．若温度维持在200℃更长时间，NO2的转化率将大于19%

B．反应速率：b点的v(逆)＞e点的v(逆)

C．平衡常数：c点＝d点

D．提高c点时NO2的转化率和反应速率，可适当升温或增大c(CH4)

（4）用0.05 mol·L－1Na2S溶液吸收上述甲烷中含有的H2S气体，当吸收的H2S的物质的量与原Na2S的物质的量相等时溶液显碱性，此时溶液中有关粒子的表达式正确的是（　 ）

A．n(Na＋)＝0.1 mol　　　　　　　　　　　　　 　 B．c(Na＋)－c(OH－)＞c(S2－)＋c(HS－)－c(H＋)

C．c(H2S)＋c(H＋)＜c(S2－)＋c(OH－)　　　 　　 D．c(Na＋)－c(H2S)＝2c(S2－)＋c(HS－)

测得25℃时溶液中的c(H2S)＝1.0×10－4mol·L－1，则溶液的pH＝________。

（5）将（1）中CH4＋2NO2CO2＋2H2O＋N2的反应设计为原电池，电池内部是掺杂氧化钇的氧化锆晶体，可以传导O2－；则电池的正极电极反应式为______________。

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近几年我国大面积发生雾霾天气，其主要原因是SO2、NOx等挥发性有机物等发生二次转化，研究碳、氮、硫及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。

（1）在一定条件下，CH4可与NOx反应除去NOx，已知有下列热化学方程式：

①CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)　　 △H＝-890.3 kJ·mol-1

②N2(g)＋2O2(g)2NO2(g)　　 △H＝+67.0 kJ·mol-1

③H2O(g)＝H2O(l)　　 △H＝-41.0 kJ·mol-1

则CH4(g)＋2NO2(g) CO2(g)＋2H2O(g)＋N2 (g)　 △H＝____kJ·mol-1；该反应在____（高温，低温，任何温度）下可自发进行

（2）SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中SO2发生催化氧化的反应为： 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H< 0，在一定温度下的定容容器中，能说明上述平衡达到平衡状态的是：_____________。

A. 混合气体的密度不再发生变化　　　　　　 B.混合气体的平均摩尔质量不再发生变化

C. (SO2):(O2):(SO3)=2:1:2　　　　　　　 D.混合气体的总物质的量不再发生变化

（3）若在T1℃、0.1 MPa条件下，往一密闭容器通入SO2和O2 [其中n(SO2)：n(O2)= 2:1]，测得容器内总压强与反应时间如下图所示。

①图中A点时，SO2的转化率为________。

②在其他条件不变的情况下，测得T2℃时压强的变化曲线如图所示，则C点的正反应速率0(正)与A点的逆反应速率A(逆)的大小关系为0(正)_____A(逆) (填“>"、“<”或“ = ”)。

③图中B点的平衡常数Kp=______。(Kp=压强平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)

（4）为了清除NO、NO2、N2O4对大气的污染，常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理。现有由a mol NO、b molNO2、c molN2O4组成的混合气体恰好被VL氢氧化钠溶液吸收（无气体剩余），则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为____________。

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近几年我国大面积发生雾霾天气，其主要原因是SO2、NOx等挥发性有机物等发生二次转化，研究碳、氮、硫及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。

（1）在一定条件下，CH4可与NOx反应除去NOx，已知有下列热化学方程式：

①CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)　　 △H＝-890.3 kJ·mol-1

②N2(g)＋2O2(g)2NO2(g)　　 △H＝+67.0 kJ·mol-1

③H2O(g)＝H2O(l)　　 △H＝-41.0 kJ·mol-1

则CH4(g)＋2NO2(g) CO2(g)＋2H2O(g)＋N2 (g)　 △H＝_____kJ·mol-1；该反应在_____（高温，低温，任何温度）下可自发进行

（2）SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中SO2发生催化氧化的反应为： 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H< 0，在一定温度下的定容容器中，能说明上述平衡达到平衡状态的是：_______________。

A. 混合气体的密度不再发生变化　　　　　　 B.混合气体的平均摩尔质量不再发生变化

C. v(SO2):v(O2):v(SO3)=2:1:2　　　　　　　 D.混合气体的总物质的量不再发生变化

（3）若在T1℃、0.1 MPa条件下，往一密闭容器通入SO2和O2 [其中n(SO2)：n(O2)= 2:1]，测得容器内总压强与反应时间如下图所示。

①图中A点时，SO2的转化率为________。

②在其他条件不变的情况下，测得T2℃时压强的变化曲线如图所示，则C点的正反应速率vc(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为vc(正)_____v A(逆) (填“>"、“<”或“ = ”)。

③图中B点的平衡常数Kp=______。(Kp=压强平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数)

（4）为了清除NO、NO2、N2O4对大气的污染，常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理。现有由a mol NO、b molNO2、c molN2O4组成的混合气体恰好被VL氢氧化钠溶液吸收（无气体剩余），则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为____________。

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近几年我国大面积发生雾霾天气，其主要原因是SO2、NOx等挥发性有机物等发生二次转化，研究碳、氮、硫及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。

（1）在一定条件下，CH4可与NOx反应除去NOx，已知有下列热化学方程式：

①CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)　　 △H＝-890.3 kJ·mol-1

②N2(g)＋2O2(g)2NO2(g)　　 △H＝+67.0 kJ·mol-1

③H2O(g)＝H2O(l)　　 △H＝-41.0 kJ·mol-1

则CH4(g)＋2NO2(g) CO2(g)＋2H2O(g)＋N2 (g)　 △H＝____kJ·mol-1；该反应在________（高温，低温，任何温度）下可自发进行

（2）若在T1℃、0.1 MPa条件下，往一密闭容器通入SO2和O2 [其中n(SO2)：n(O2)= 2:1]，测得容器内总压强与反应时间如下图所示。

①图中A点时，SO2的转化率为________。

②在其他条件不变的情况下，测得T2℃时压强的变化曲线如图所示，则C点的正反应速率0(正)与A点的逆反应速率A(逆)的大小关系为0(正)_____ A(逆) (填“>"、“<”或“ = ”)。

③图中B点的平衡常数Kp=__________(MPa)－1。(Kp=压强平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)

（3）利用脱氮菌可净化低浓度NO废气。当废气在塔内停留时间均为 90s 的情况下，测得不同条件下 NO 的脱氮率如图Ⅰ、Ⅱ所示。

①由图I知，当废气中的NO含量增加时，宜选用______________法提高脱氮效率。

②图Ⅱ中，循环吸收液加入Fe2+、Mn2+提高了脱氮的效率，其可能原因为______________。

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研究氮、硫、碳及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义，可减少如雾霾天气、酸雨、酸雾等环境污染问题。

（1）在一定条件下，CH4可与NOx反应除去NOx，已知有下列热化学方程式：

①CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)　　 △H＝-890.3 kJ·mol-1

②N2(g)＋2O2(g)2NO2(g)   　　 △H＝+67.0 kJ·mol-1

③H2O(g)＝H2O(l)      　　　 △H＝-41.0 kJ·mol-1

则CH4(g)＋2NO2(g)CO2(g)＋2H2O(g)＋N2 (g) △H＝____kJ·mol-1；

（2）SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中SO2发生催化氧化的反应为：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。在一定温度和压强下，往一密闭容器通入SO2和O2 [其中n(SO2)：n(O2)= 2:1]，测得容器内总压强在不同温度下与反应时间如图1所示。

① 图1中C点时，SO2的转化率为_______。

② 图1中B点的压强平衡常数Kp=_______。(Kp=压强平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)

（3）已知4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-1800 kJ·mol-1，将2 mol NH3、3 mol NO的混合气体分别置于a、b、c三个10 L恒容密闭容器中，使反应在不同条件下进行，反应过程中c(N2)随时间的变化如图2所示。

①与容器a中的反应相比，容器b中的反应改变的实验条件可能是_______，判断的依据是______________________________________。

②一定温度下，下列能说明反应已达到平衡状态的是____

A．H2O(g)与NO的生成速率相等　　　　　 B．混合气体的密度保持不变

C．ΔH保持不变　　　　　　　　　　　　　　 D．容器的总压强保持不变

（4）利用人工光合作用，借助太阳能使CO2和H2O转化为HCOOH，如图3所示，在催化剂b表面发生的电极反应为：_____________________________________。

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近几年我国大面积发生雾霾天气，2.5微米以下的细颗粒物(PM2.5)是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。空气中的CO、SO2、NOx等污染气体会通过大气化学反应生成PM2.5颗粒物。

（1）已知：2C(s)+O2(g)2CO(g)　　　　　　　　　　 ΔH1= -221.0 kJ/mol

N2(g)+O2(g)2NO (g)　　　　　　　　　 ΔH2= +180.5 kJ/mol

2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)　　　 ΔH3= -746.0 kJ/mol

用焦炭还原NO生成无污染气体的热化学方程式为_________________________________。

（2）已知由CO生成CO2的化学方程式为CO＋O2CO2＋O 。其正反应速率为v正=k正·c(CO) ·c(O2)，逆反应速率为v逆=k逆·c(CO2) ·c(O)，k正、k逆为速率常数。在2500 K下，k正=1.21×105 L·s-1·mol-1，k逆=3.02×105 L·s-1·mol-1。则该温度下上述反应的平衡常数K值为_________________________(保留小数点后一位小数)。

(3)CO2可用来生产燃料甲醇。CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol－1。在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝___________________ mol·(L·min) －1。

②氢气的转化率＝________________________。

③下列措施中能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是_____________________。

A．升高温度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．充入0.5 mol CO2 和1.5 mol H2

C．充入He(g)，使体系压强增大　　　　　　　　 D．将H2O(g)从体系中分离出去

（4）利用如图所示电解装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，并用阴极室排出的溶液吸收NO2 。与电源b极连接的电极的电极反应式为____________________________________。

（5）NO2在一定条件下可转化为NH4NO3和NH4NO2。相同温度下，等浓度NH4NO3和NH4NO2两份溶液，测得NH4NO2溶液中c(NH4+)较小，分析可能的原因________________________。

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2012年冬季，我国城市空气污染状况受到人们的强烈关注，其中NO_x、CO、SO₂是主要污染性气体。

I．汽车内燃机工作时发生的反应是导致汽车尾  气中含有NO的重要原因之一。

（1）有人欲选用合适的催化剂，使反应2NO（g）=N₂（g）+O₂（g）能较快进行以达到除去NO的目的。你认为该反应能否自发进行________（填“能”或“不能”）。

（2）利用催化技术可将汽车尾气中的NO气体转化成无毒气体，相关反应的平衡常数可表示为

，此反应为放热反应。在一定温度下，10L某密闭容器中发生上述反应，各物质的物质的量的变化情况如下表

①根据土表数据计算0~4s间用NO表示的平均速率v（NO）=________；达到化学平衡时两种反应物的转化率是否相等________（填“相等”或“不相等”）。

②在5~6s时，若K增大，5s后正反应速率________（填“增大”或“减小”）

③在5~6s时，若K不变，以上各物质的物质的量变化原因可能是________。

A．选用更有效的催化剂      B．缩小容器的体积

C．降低CO₂浓度                  D．升高温度

II为探究硫在氧气中燃烧的产物里是否有SO₃，某化学兴趣小组在绝热环境下进行了定量实验探究。探究实验的相关数据如下

（3）对数据进行分析可知，等质量的硫在纯氧中燃烧产生的SO₃比在空气中燃烧产生的SO₃________（填“多”或“少”），原因可能是________。

A．纯氧中氧气浓度高，有利于化学平衡向右移动

B．化学反应

C．纯氧中氧气浓度高，单位时间内发热量大，致使反应体系的温度较高，不利于化学平衡

向右移动

D．3g硫在纯氧中燃烧比3g硫在空气中燃烧放出的热量多，不利于化学平衡

向右移动

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雾霾天气严重影响人们的生活健康，治理污染是化学工作者义不容辞的职责，因而对SO2、NOx等进行研究其有重要意义。

请根据以下信息回答有关问题：

I．NOx是汽车尾气的主要污染物之一。

（1）汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下：

该反应的△H=__________。

（2）科学家通过实验发现，在紫外线照射下TiO2会使空气中的某些分子产生活性基团OH，并且活性基团OH可与NO2、NO发生反应生成硝酸和水。根据左下图示，请写出OH与NO反应的化学方程式__________。

（3）电解法可将工业废气中含有的NO2消除。原理是先将NO2转化为N2O4，然后电解得到N2O5 （常温下为无色固体，常做绿色硝化剂）。电解原理如右上图所示，该电解池中生成N2O5的电极反应式是___________。

Ⅱ．工业上采取多种措施减少SO2的排放。

（4）碘循环工艺具体流程如下：

① 用化学方程式表示反应器中发生的反应___________。

② 在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是__________。

③ 该工艺流程的优点有________。

（5）喷雾干燥法脱硫是除去SO2的常见方法，先将含SO2的废气溶于水，再用饱和石灰浆吸收，吸收液中c(Ca2+)一直保持为0.70mol/L，则吸收液中的c(SO42-)为_____。［已知该温度下，Ksp (CaSO3)=1.4×10-7]

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研究发现，NOx和SO2是雾霾的主要成分。

Ⅰ. NOx主要来源于汽车尾气，可以利用化学方法将二者转化为无毒无害的物质。

已知：N2(g)＋O2(g) 2NO(g)　ΔH＝＋180 kJ·mol－1

2CO(g)＋O2(g) 　 2CO2(g)　ΔH＝－564 kJ·mol－1

（1）2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝________.

（2）T℃时，将等物质的量的NO和CO充入容积为2 L的密闭容器中，保持温度和体积不变，反应过程(0～15 min)中NO的物质的量随时间变化如图所示。

①已知：平衡时气体的分压＝气体的体积分数×体系的总压强，T℃时达到平衡，此时体系的总压强为p=20MPa，则T℃时该反应的压力平衡常数Kp ＝_______；平衡后，若保持温度不变，再向容器中充入NO和CO2各0.3mol，平衡将_____ (填“向左”、“向右”或“不”)移动。

②15 min时，若改变外界反应条件，导致n(NO)发生如上图所示的变化，则改变的条件可能是_____(填序号)　　

A.增大CO浓度　　 B.升温　　 C.减小容器体积　　 D.加入催化剂

Ⅱ. SO2主要来源于煤的燃烧。燃烧烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。

已知：亚硫酸：Ka1=2.0×10-2 　 Ka2=6.0×10-7

（3）请通过计算证明，NaHSO3溶液显酸性的原因：_________________________

（4）如图示的电解装置，可将雾霾中的NO、SO2转化为硫酸铵，从而实现废气的回收再利用。通入NO的电极反应式为____________________；若通入的NO体积为4.48L(标况下)，则另外一个电极通入的SO2质量至少为________g。

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