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解答题-原理综合题 适中0.65 引用2 组卷403
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=________________,该反应在________下能自发进行(填“高温”“低温”或“任意温度”)。
(2)T℃时,将等物质的量的NO和CO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(0~15min)中NO的物质的量随时间变化如上图所示。
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0.3 mol,平衡将________(填“向左”“向右”或“不”)移动。
②15min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生如图所示的变化,则改变的条件可能是___(填字母)。
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)如上方图示的电解装置,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4.48 L(标况下),则另外一个电极通入的SO2质量至少为________g。
2018·江西·一模
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化学计算电解原理的应用 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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CO、NO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=+180kJ·mol−1
2CO(g)+O2(g)2CO2(g);ΔH=-564kJ·mol−1
(1)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g);ΔH=___________,该反应在___________下能自发进行(填“高温”“低温”或“任意温度”)。若该反应在绝热、恒容的密闭容器中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是___________

(2)T℃时,将等物质的量的NO和CO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。
②在15min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生如图所示的变化,则改变的条件可能是___________(填字母)
A.增大CO浓度        B.升温            C.减小容器体积               D.加入催化剂
(3)在固态金属氧化物电解池中,高温电解H2O­CO2混合气制备H2和CO是一种新的能源利用方式,原理如图所示。

①请写出总反应方程式:___________
②阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是:___________
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=+196 kJ·mol1
2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-554 kJ·mol1
(1)请写出NO和CO转变为两种无毒无害的物质的热化学方程式_______________
(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=30MPa,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)发生如图所示的变化,则改变的条件可能是_____(填序号)
A.升温B.增大CO浓度C.加入催化剂D.减小容器体积
(3)在373K时,向体积为2L的恒容真空容器中通入0.40molNO2,发生反应:2NO2(g)N2O4(g) ΔH=−57.0kJ·mol−1。测得NO2的体积分数[φ(NO2)]与反应时间(t)的关系如下表:
t/min020406080
φ(NO2)1.00.750.520.400.40

①0~20min内,v(N2O4)=_________________
②上述反应中,v(NO2)=k1·c2(NO2),v(N2O4)=k2·c(N2O4),其中k1、k2为速率常数,则373K时,k1、k2的数学关系式为__________
(4)最新研究发现,用隔膜电解法可以处理高浓度乙醛废水。原理:使用惰性电极电解,乙醛分别在阴、阳极转化为乙醇和乙酸,总反应为2 CH3CHO+H2OCH3CH2OH+CH3COOH。实验室中,以一定浓度的乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的处理过程,其装置示意图如图所示

①电解过程中,两极除分别生成乙酸和乙醇外,均产生无色气体,阳极电极反应分别为4OH-4e=O2↑+2H2O、__________________
②在实际工艺处理过程中,阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1m3乙醛的含量为300mg/L的废水,可得到乙醇_______kg(计算结果保留2位小数)。
秋冬季是雾霾高发的季节,其中汽车尾气和燃煤尾气是造成雾霾的主要原因之一。
(1)工业上利用甲烷催化还原NO,可减少氮氧化物的排放。
已知:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-574kJ·mol−1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1160kJ·mol−1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为_____________________________________
(2)汽车尾气催化净化是控制汽车尾气排放、减少汽车尾气污染的最有效的手段,主要原理为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH<0
T℃时,将等物质的量的NO和CO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(0~15min)中NO的物质的量随时间变化如上图所示。
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。
②15min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生如图所示的变化,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
(3)工业上常采用“碱溶液吸收”的方法来同时吸收SO2,和氮的氧化物气体(NOx),如用氢氧化钠溶液吸收可得到Na2SO3、NaHSO3、NaNO2、NaNO3等溶液。已知:常温下,HNO2的电离常数为Ka=7×10-4,H2SO3的电离常数为Ka1=1.2×10-2、Ka2=5.8×10-8
①常温下,相同浓度的Na2SO3、NaNO2溶液中pH较大的是______溶液。
②常温下,NaHSO3___性(填“酸”“碱”或“中”,判断的理由是(通过计算说明)_____________
(4)铈元素(Ce)是镧系金属中自然丰度最高的一种,常见有+3、+4两种价态。雾霾中含有大量的污染物NO,可以被含Ce4+的溶液吸收,生成NO2-、NO3-(二者物质的量之比为1∶1)。可采用电解法将上述吸收液中的NO2-转化为无毒物质,同时再生Ce4+,其原理如图所示。

①Ce4+从电解槽的_____(填字母代号)口流出。
②写出阴极的电极反应式:_______________________________

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