汽车尾气中CO、氮氧化物(NOx)严重影响人们的生活和健康，化学工作者对氮氧化物的处理做了广泛而深入的研究。I.利用甲烷还原NOX①CH4(g)+4NO2(g)-组卷网

解答题-原理综合题适中0.65 引用1 组卷93

汽车尾气中CO、氮氧化物(NOx) 严重影响人们的生活和健康，化学工作者对氮氧化物的处理做了广泛而深入的研究。
I.利用甲烷还原NO_X
①CH₄(g)+4NO₂(g)=4NO(g) +CO₂(g)+2H₂O(g) △H₁=-574kJ/mol ；
②CH₄ (g)+4NO(g)=2N₂(g) +CO₂(g)+2H₂O(g) △H₂=-1160 kJ/mol 。
(1)甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为______________________________。
(2)在恒容(2L)密闭容器中充入1molCH₄和2molNO₂进行(1)中反应，CH₄的平衡转化率φ。(CH₄)与温度和压强的关系如图甲所示。

①若容器中的压强为p₂，y 点； v 正________V逆(填“大于"“等于“或“小于”)。
②图中压强大小P₁_______ P₂
③X 点对应温度下反应的平衡常数K=______________ 。
II.某研究小组以Ag-ZSM-5为催化剂模拟汽车尾气的处理，实现NO和CO反应转化为无毒气体。同时利用反应放出的热量预热NO 和CO。实验测得NO的转化率随温度的变化如图乙所示。
(1)高于773K，NO的转化率降低的可能原因是_________________。
(2)为提高汽车尾气中NO的转化率，除了改变温度、压强外，还可以采取的措施有_________

19-20高二上·江西赣州·阶段练习

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汽车尾气主要含有CO₂ 、CO、SO₂、NO_x 等物质，尾气中CO、氢氧化物(NO_x) 严重影响人们的生活和健康，化学工作者对氮氧化物的处理做了广泛而深入的研究。
（1）利用甲烷还原NO_x
①CH₄(g)+4NO₂(g)=4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)△H₁=-574kJ/mo l；
②CH₄(g)+4NO(g)=2N₂(g)+CO₂(g)+H₂O(g) △H₂=-1160kJ/mo l,
甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为________________________________。
（2）将不同量的CO(g)积H₂O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)+H₂O(g)

CO₂(g)+H₂(g)，得到如下三组数据：

实验组	温度℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡所需时间/min
实验组	温度℃	CO	H₂O	H₂	CO	达到平衡所需时间/min
1	650	4	2	1.6	2.4	6
2	900	2	1	0.4	1.6	4
3	900	a	b	c	d	t

①实验1中以v(CO₂) 表示的反应速率为_________(保留两位有效数字，下同)。
②该反应为________(填“吸热”或“放热”) 反应，实验2条件下的平衡常数K=________。
③若达平衡状态时，实验2 与实验3中各物质的质量分数分别相等，且t＜4min,则a、b应满足的关系是_________________________(用含a、b的数学式表示)。
（3）CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准。该分析仪的工作原理类似于燃料电池，其中电解质是氧化钇(Y₂O₃) 和氧化锆(ZrO₂) 晶体，能传导O^2-，则负极的电极反应式为____________。
（4）SO₂可用钙基固硫反应除去，反应生成的CaSO₄是一种微溶物质，其K_sp=9.0×10^-6。若将浓度为2×10^-3mol/L的Na₂SO₄溶液与等体积的CaCl₂溶液混合，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为_____________。

研究含氮污染物的治理是环保的一项重要工作。合理应用和处理氮的化合物，在生产生活中有重要意义，利用甲烷催化还原NO_x消除氮氧化物的污染：
①CH₄(g)+4NO₂(g)

4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g) ΔH₁=-574kJ·mol^-1
②CH₄(g)+4NO(g)

2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g) ΔH₂=-1160kJ·mol^-1
③CH₄(g)+2NO₂(g)

N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g) ΔH₃=-867kJ·mol^-1
(1)上述三个反应中ΔH₃=___，如果三个反应的平衡常数依次为K₁、K₂、K₃，则K₃=___(用K₁、K₂表示)。
(2)在2L恒容密闭容器中充入1molCH₄和2molNO₂进行反应③，CH₄的平衡转化率α(CH₄)与温度和压强的关系如图所示。

若容器中的压强为p₂，y点：v_正___填“大于”“等于”或“小于”)v_逆。
(3)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物。向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应：C(s)+2NO(g)

N₂(g)+CO₂(g) ΔH。在T₁℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

时间/min 浓度/mol⋅L^-1	0	10	20	30	40	50
NO	1.0	0.58	0.40	0.40	0.48	0.48
N₂	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36
CO₂	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36

①T₁℃时，该反应在0～20min的平均反应速率v(CO₂)=___；
②30min后只改变某一条件，根据上表数据判断改变的条件可能是___(填序号)。
A．加入一定量的活性炭 B．恒温恒压充入氩气
C．适当缩小容器的体积 D．加入合适的催化剂

研究含氮污染物的治理是环保的一项重要工作。合理应用和处理氮的化合物，在生产生活中有重要意义，利用甲烷催化还原NO_x消除氮氧化物的污染：
①CH₄(g)+4NO₂(g)

4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)ΔH₁=-574kJ·mol^-1
②CH₄(g)+4NO(g)

2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)ΔH₂=-1160kJ·mol^-1
③CH₄(g)+2NO₂(g)

N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)ΔH₃
（1）上述三个反应中ΔH₃=___，第三个反应的平衡常数表达式为K₃=___。
（2）在2L恒容密闭容器中充入1molCH₄和2molNO₂进行反应③，CH₄的平衡转化率α(CH₄)与温度和压强的关系如图所示。

若容器中的压强为p₂，y点：v_正(填“大于”“等于”或“小于”)___v_逆。
（3）用活性炭还原法也可以处理氮氧化物。向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应：C(s)+2NO(g)

N₂(g)+CO₂(g)ΔH。在T₁℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

时间浓度/mol•L^-1	0	10	20	30	40	50
NO	1.0	0.58	0.40	0.40	0.48	0.48
N₂	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36
CO₂	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36

①T₁℃时，该反应在0～20min的平均反应速率v(CO₂)=___；
②30min后只改变某一条件，根据上表数据判断改变的条件可能是__(填序号)。
A.加入一定量的活性炭 B.恒温恒压充入氩气
C.适当缩小容器的体积 D.加入合适的催化剂

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