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大气中NOx、SO2等污染物的有效去除和资源的充分利用是当今社会的重要研究课题,目前采用的方法如下:
Ⅰ.直接转化法:利用高效催化剂将汽车尾气直接转化为无毒物质。
已知:N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H1=+180kJ•mol-1
(1)利用固体表面催化工艺将NO分解为N2、O2而消除污染。
分别表示N2、NO、O2和固体催化剂,在固体催化剂表面分解NO的过程如图1所示。从吸附到解吸的过程中,能量状态最低的是
C
C
(填字母序号)。

(2)利用稀土等催化剂能将汽车尾气中的CO、NO直接转化成无毒物质N2、CO2
①已知:C(s)、CO(g)的燃烧热分别为393kJ•mol-1、283kJ•mol-1,写出NO(g)与CO(g)催化转化成N2(g)和CO2(g)的热化学方程式
2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-746kJ•mol-1
2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-746kJ•mol-1

②为研究上述反应,某学习小组在密闭容器中充入10mol CO和10mol NO,发生上述①所写反应,实验测得平衡时NO的体积分数随温度、压强的关系如图2。
a.某温度下的平衡状态D点,若同时采取缩小容器体积和降低温度,重新达到平衡状态时,可能到达图中A~G点中的
G
G
点。
b.当压强为10MPa、温度为T时的平衡常数Kp=
0.474MPa-1
0.474MPa-1
(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数;保留3位有效数字)。
Ⅱ.催化还原法:利用还原剂在催化剂的作用下将氮氧化物转为无毒物质N2、CO2
(3)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物。
某研究小组在2L的恒容密闭容器中加入一定量的NO和足量的固体活性炭,发生反应:C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)。在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量如表:
T/℃ n(固体活性炭) n(NO)/mol n(N2)/mol n(CO2)/mol
200 2.000 0.040 0.030 0.030
350 2.005 0.050 0.025 0.025
①该反应的正反应为
放热
放热
(填“吸热”或“放热”)反应。
②350℃时,反应达到平衡后向恒容容器中再充入0.100mol NO,再次达到平衡后,N2的体积分数应为
B
B

A.0.5 B.0.25 C.介于0.25和0.5之间 D.无法确定
Ⅲ.电解法:利用电解的方法将氨氧化物转化为有用物质,从而达到资源的回收利用。
(4)如图所示的电解装置,可将雾霾中的NO2、SO2转化为硫酸铵,从而实现废气的回收再利用,回答下列问题:

①阴极的电极反应式为
NO2+8H++7e-═NH4++2H2O
NO2+8H++7e-═NH4++2H2O

②如图中A物质是
H2SO4
H2SO4

【答案】C;2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-746kJ•mol-1;G;0.474MPa-1;放热;B;NO2+8H++7e-═NH4++2H2O;H2SO4
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:23引用:2难度:0.2
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  • 1.氢气最早于16世纪被人工制取出来,氢气是一种清洁能源。
    (1)利用光伏电池电解水制H2是氢能的重要来源。已知:H-H键、O=O键、H-O键的键能依次为436kJ•mol-1、495kJ•mol-1、463kJ•mol-1。则2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
     
    kJ•mol-1
    (2)T1℃时,向5L恒容密闭容器中充入0.5molCH4,只发生反应2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的转化率为
     
    ;保持其他条件不变,温度改为T2℃,经25s后达到平衡,测得c(CH4)=2c(C2H4),则0~25s内v(C2H4)=
     
    mol•L-1•s-1
    (3)CH4分解时几种气体的平衡分压(pPa)的对数值lgp与温度的关系如图所示。

    ①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此时的平衡常数Kp=
     
    (用平衡分压代替浓度进行计算)Pa2
    ②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
     
    (填标号)。
    A.减小C2H2的浓度
    B.升高温度
    C.增大压强
    D.加入合适的催化剂
    (4)工业上,以KNH2和液氨为电解质,以石墨为电极,电解液氨制备H2。阳极的电极反应式为
     
    ,一段时间后阴、阳两极收集到的气体质量之比为
     

    发布:2025/1/4 8:0:1组卷:9引用:3难度:0.5
  • 2.反应 4A(g)+5B(g)⇌4C(g)+6D(g)在 5L 的密闭容器中进行,半分钟后,C 的物质的量增 加了 0.30mol。下列叙述正确的是(  )

    发布:2024/12/30 19:30:2组卷:67引用:6难度:0.6
  • 3.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g),经5min后,测得D的浓度为0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反应速率为0.1mol/(L•min).求:
    (1)此时A的浓度c(A)=
     
    mol/L,反应开始前容器中的A、B的物质的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反应速率v(B)=
     
    mol/(L•min);
    (3)x的值为
     

    发布:2024/12/30 19:0:1组卷:163引用:26难度:0.3
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