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解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷91
氮氧化物排放到大气中会严重危害人体健康。技术是去除NOx最为有效的技术之一,在催化剂条件下,以将尾气中NOx还原为从而降低污染。
(1)反应Ⅰ:            
反应Ⅱ:       
反应Ⅲ:        
则:ΔH3=_______kJ/mol
(2)用去除尾气中的NOx,当时,可发生“快速反应”,其有利于增大NOx脱除率。该反应的化学方程式为___________
(3)研究发现加入臭氧会发生反应:,对技术去除NOx有一定的辅助作用。时,脱除率较高,原因是___________
(4)一定温度下,向恒容密闭容器中充入,仅发生反应Ⅱ,起始压强为,反应过程中的物质的量如下表所示:
0510203040
10.80.70.60.60.6
内,该反应的平均反应速率___________。该反应的平衡常数___________(列出计算式)。
(5)利用隔膜电解法脱除废气中的的装置如图所示。

电解池中阴极的电极反应式为___________。当处理的物质的量为时,阳极区电解质溶液的质量减少___________
23-24高三上·湖北·期末
知识点:盖斯定律与热化学方程式化学平衡常数的有关计算电解池电极反应式及化学方程式的书写与判断 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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Ⅰ.汽车尾气中含有NO、CO等有害物质,其中NOx会引起光化学烟雾等环境问题。
NH3-SCR技术是去除NOx最为有效的技术之一:在催化剂条件下,以NH3或尿素将尾气中NOx还原为N2从而降低污染。
(1)汽车燃料中一般不含氮元素,汽缸中生成NO的原因 _________________(用化学方程式表示,该反应为为可逆反应);汽车启动后,汽缸内温度越高,单位时间内NO排放量越大,试分析其原因 _____________________________
(2)①NH3去除尾气中的NOx,当v(NO):v(NO2)=1:1时称为“快速SCR 反应”,该反应化学方程式为______________________________________
②合成NH3所用原料气H2,可用天然气为原料制得,有关反应能量变化如下所示。
CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H1=-282.0 KJ/mol
H2(g)+O2(g)=H2O(g)   △H2=-241.8 KJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(g)   △H3=-836.3 KJ/mol
则用CH4(g)和H2O(g)反应制得H2(g)和CO(g)的热化学方程式为___________
(3)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理如图所示,则:

①Pt电极上发生的是 ______________反应(填“氧化”或“还原”);
②NiO电极上的电极反应式为______________________________________
(4)研究发现,将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧,能够降低燃煤时NO的排放,主要反应为:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)。在一定温度下,于2L的恒容密闭容器中充入0.1molNO和0.3molCO发生该反应,测得不同时间容器内的压强(p)与起始压强(p0)的比值(p/p0)如下表。
时间/t0min2min5min10min13min15min
比值(p/p0)10.970.9250.900.900.90

0~5min内,该反应的平均反应速率V(NO)=___________________
(5)将上述反应的CO2与NH3为原料合成尿素,能够实现节能减排:①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);②NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)
对于上述反应②在密闭容器中将过量NH2CO2NH4固体于300K下分解,平衡时P[H2O(g)]为aPa,若反应温度不变,将体系的体积增加50%,至达新平衡的过程中P[H2O(g)]的取值范围是__________________ (用含a的式子表示)。
研究将汽车尾气中含有的NO、CO等有害物质变废为宝,具有非常重要的现实意义。回答下列问题:
(1)NH3-SCR技术是去除NOx最为有效的技术之一:在催化剂条件下,以NH3、CH4将尾气中NOx还原为N2从而降低污染。
已知:
反应Ⅰ:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)       H1=-906.5kJ•mol-1
反应Ⅱ:N2(g)+O2(g)2NO(g)       H2=+229.3kJ•mol-1
①则反应Ⅲ:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)        H3=_______kJ•mol-1
②用NH3去除尾气中的NOx,当V(NO):V(NO2)=1:1时称为“快速SCR反应”,该反应的化学方程式为______
(2)用CH4消除NO2污染的反应为CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)       H=bkJ•mol-1。在10L密闭容器中分别加入0.50molCH4和1.2molNO2,测得不同温度下n(CH4)随时间变化的有关实验数据如表所示。
组别温度/K物质的量/mol
时间/min
010204050
T1n(CH4)0.500.350.250.100.10
T2n(CH4)0.500.300.180.15
由实验数据可知:b_______0(填“>”或“<”)。40min时,表格中M对应的数据为_______
(3)研究发现,将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧,能够降低燃煤时NO的排放,主要反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。在一定温度下,向2L的恒容密闭容器中充入0.1molNO和0.3molCO发生该反应,测得不同时间容器内的压强(p)与起始压强(p0)的比值()如表。
时间/t0min2min5min10min13min15min
比值()10.970.9250.900.900.90
0~5min内,该反应的平均反应速率v(N2)=______。该反应的平衡常数K=_______(保留三位有效数字)。
(4)将上述反应的CO2与NH3为原料合成尿素,能够实现节能减排:①2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s);②NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)。对于上述反应②,在密闭容器中将过量NH2CO2NH4固体于300K下分解,平衡时p[H2O(g)]为aPa,若反应温度不变,将体系的体积减小50%,至达新平衡的过程中p[H2O(g)]的取值范围是_______(用含a的式子表示)。
氮氧化物NOx(主要指NO和NO2)会形成酸雨、光化学烟雾,破坏臭氧层,是大气主要污染物之一,有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
(1)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ΔH1<0 (Ⅰ)
2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K2 ΔH2<0 (Ⅱ)
①4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=____(用K1、K2表示)。
②为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响,在恒温条件下,向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2,10 min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10 min内υ(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1,则平衡后NO的转化率α1=____。其他条件保持不变,反应(Ⅱ)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率α2____α1(填“>”“<”或“=”),平衡常数K2____(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)NO能与N2O反应生成N2和NO2,反应的能量变化如下图所示,若生成1 mol N2,其ΔH=____kJ·mol-1

(3)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图甲所示。

①由图甲可知,SCR技术中的氧化剂为_____________。当NO2与NO的物质的量之比为1:1时,与足量氨气在一定条件下发生脱氮反应。该反应的化学方程式为______________
②图乙是不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氮率,由图可知工业选取的最佳催化剂为________
(4)利用电化学装置可消除氮氧化物污染,变废为宝。图丙装置实现的能量转化形式是_______。图丁为电解NO制备NH4NO3的装置,该装置中阳极的电极反应式为___________________

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