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燃煤废气、汽车尾气中的氮氧化物(NOx)、一氧化碳等有害气体,常用下列方法处理,以减少对环境的污染。
(1)对燃煤废气进行脱硝处理时,常利用甲烷催化还原氮氧化物,如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H=-1160 kJ·mol-1
则1molCH4将NO2还原为N2的反应热为     
(2)除氮氧化物及CO外,汽车尾气中还含有碳氢化合物等污染物,下图是汽车尾气转化研究的示意图:表示的是Pt/Al2O3/Ba表面吸附与解吸作用的机理,氮氧化物是NO2,碳氢化合物是CxHy,写出两者反应的化学方程式:     ,Pt/Al2O3/Ba的作用是     

(3)平衡常数K的数值大小,是衡量化学反应进行程度的标志,K的数值越大,化学反应的限度越大,反应物反应的越充分。在25℃时,下列反应的平衡常数如下:
N2(g)+O2(g)2NO(g)                   K1=1×1030  ㈠
2H2(g)+O2(g)2H2O(g)        K2=2×1081   ㈡
2CO2 (g)2CO(g)+O2(g)        K3=4×1092  ㈢
①常温下,反应2H2O(g)    2H2(g)+O2(g) 平衡常数K     
②关于以上反应,下列说法正确的是     
A.常温下,NO,H2O,CO2三种化合物分解放出氧气的倾向大小顺序:NO>H2O>CO2
B.若升高温度,反应㈢的平衡常数K3将增大
C.若只增加压强,且反应物、生成物状态不变,反应㈠平衡不发生移动,平衡常数不变;反应㈡平衡朝正向移动,平衡常数增大
D.若增加汽车发动机空气的进气量,可同时减少氮氧化物和一氧化碳的排放
③基于环保法规,要求改装汽车尾气处理装置,达到使氮氧化物(NO)、一氧化碳转化为无污染、可排放的气体的目的。改装的方法主要是加入有效催化剂,请你根据以上有关数据分析,在不改变其它条件的情况下,可使用催化剂除污染气体的原因:     
(12分)
(1)—868 kJ·mol1(2分) (2)CxHy+(x+y/4)NO2 xCO2+(x/2+y/8)N2+y/2H2O,(2分)催化剂(1分)  (3)①5×1082(2分)② AB (2分)
③反应2CO+2NO=2CO2+N2的K=1/K1K2=2.5×10121,K数值很大,反应进行完全,若使用合适催化剂加快反应速率,可以除去污染气体(3分)
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

一定条件下,在容积为10L的密闭容器中,1molX和1molY进行如下反应:2X(g)+Y(g) Z(g)经60s达到平衡,生成0.3molZ,下列说法正确的是       
A.以X浓度变化表示的反应速率为0.001mol/(L·s)
B.将容器容积变为20L,Z的平衡浓度为原来的
C.若增大压强,则正反应速率增大,逆反应速率减小
D.若升高温度,X的体积分数增大,则该反应的△H<0

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

将固体NH4I置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:

达到平衡时,c(H2)=0.5mol·L-1,c(HI)=4mol·L-1,则此温度下,反应①的平衡常数为
A.9B.16C.20D.25

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(16分)Ⅰ.如何降低大气中CO2的含量及有效利用CO2,目前已引起各国普遍重视。
(1)工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,在500℃下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 。
实验测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图1所示。

①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=_____________________;
②图2是改变温度时H2的化学反应速率随时间变化的示意图,则该反应的正反应是
     热(填“吸”或“放”)反应。
③该反应的平衡常数K     (保留两位小数)。若提高温度到800℃进行,达平衡时,K      (填“增大”、“减小”或“不变”),
④500℃达平衡时,CH3OH的体积分数ω为       
(2)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为:4OH-4e=O2↑+2H2O,则阴极反应式为_________      ____   ___。
Ⅱ.工业上可利用煤的气化产物(CO和H2)合成二甲醚(CH3OCH3),其三步反应如下:
① 2H2 (g)+CO(g)  CH3OH (g)          ΔH=-90.8 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g)  CH3OCH3(g)+H2O(g)    ΔH=-23.5 kJ·mol-1
③ CO(g)+H2O(g)  CO2 (g)+H2(g)       ΔH=-41.3 kJ·mol-1
(3)总合成反应的热化学方程式为__________                          _  
(4)一定条件下的密闭容器中,上述总反应达到平衡时,要提高CO的转化率,可以采取的措施是__________(填字母代号)。
A.高温高压
B.加入催化剂
C.减少CO2的浓度
D.增加CO的浓度E.分离出二甲醚
(5)已知反应②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)在某温度下的平衡常数K = 400。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
c / mol·L-1
0.44
0.60
0.60
此时,v (正) _____ v (逆) (填“>”、“<”或“=”)。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(10分)研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)    ΔH=-196.6 kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)    ΔH=-113.0 kJ·mol-1
则反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH=       kJ·mol-1
(2)一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是       
a.体系压强保持不变                   b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变         d.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol  NO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶6,则平衡常数K=         。(保留2位小数)
(3)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。

该反应ΔH     0(填“>”或“ <”)。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右,选择此压强的理由是                                                        

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(8分)在密闭容器中,使2molN2和6molH2混合发生下列反应:
N2(g)+3H2(g)===2NH3(g)(正反应为放热反应)
(1)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是_______;N2和H2的转化率比是_________。
(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混和气体的平均相对分子质量_______,密度________。(填“变大”、“变小”或“不变” )
(3)当达到平衡时,将C(N2)、C(H2)、C(NH3)同时减小一倍,平衡将向______移动。
(4)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将向_________移动。
(5)若容器恒容,绝热、加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将_______
(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后,容器内温度_______(填“大于”“小于”或“等于”)原来的2倍。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列说法不正确的是
A.增大压强,活化分子百分数不变,化学反应速率增大
B.升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率增大
C.加入反应物,活化分子百分数增大,化学反应速率增大
D.使用催化剂,活化分子百分数增大,化学反应速率增大

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科目:高中化学 来源:不详 题型:计算题

在一个容积为500 mL的密闭容器中,充入5 mol H2和2 mol CO。在一定条件下,发生如下反应,经过5 min后达到平衡状态。若此时测得CH3OH蒸气的浓度为2 mol /L,求:
(1)以H2的浓度变化表示该反应的速率。
(2)达平衡时CO的转化率。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(14分)下图是煤化工产业链的一部分,试运用所学知识,解决下列问题:

(1)已知该产业链中某反应的平衡表达式为:K=,它所对应的化学反应为:                    
(2)已知在一定温度下,各反应的平衡常数如下:
C(s)+C02(g) 2C0(g),K1         ①
CO(g)+H20(g) H2(g)+C02(g),K2      ②
C(s)+H20(g) CO(g)+H2(g),K3       ③
K1、K2、K3,之间的关系是:       ,反应①的平衡常数K随温度的升高而    (增大/减小/不变)。
一定温度下,在三个容积均为2L的容器中均进行着③反应,各物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中相应的空格。

简述理由:                            
(3)该产业链中氨催化氧化可以制硝酸,此过程中涉及氮氧化物,如N0、N02、N204等。对反应N2O4(g) 2N02(g) △H>O,在温度为T1、T2时,平衡体系中N02的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是(    )

A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
D.由状态B到状态A,可以用加热的方法
(4)如果(3)中的反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N204、N02的量),反应速率v与时间t关系如图所示。图中t4时引起平衡移动的条件可能是            ;图中表示平衡混合物中N02的含量最高的一段时间是    

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