随着汽车数量的逐年增多,汽车尾气污染已成为突出的环境问题之一。反应:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)可用于净化汽车尾气,已知该反应速率极慢,570 K时平衡常数为1×1059。下列说法正确的是( )
A.提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂
B.提高尾气净化效率的常用方法是升高温度
C.装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO
D.570 K时及时抽走CO2、N2,平衡常数将会增大,尾气净化效率更佳
高三化学选择题中等难度题
随着汽车数量的逐年增多,汽车尾气污染已成为突出的环境问题之一。反应:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)可用于净化汽车尾气,已知该反应速率极慢,570 K时平衡常数为1×1059。下列说法正确的是( )
A.提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂
B.提高尾气净化效率的常用方法是升高温度
C.装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO
D.570 K时及时抽走CO2、N2,平衡常数将会增大,尾气净化效率更佳
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氮氧化物是环境污染物,研究氮氧化物转化有重要的意义。
回答下列问题
(1)催化转化器可使汽车尾气反应而转化:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H
已知:N2(g)+O2(g)==2NO(g) △H1= a kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)==2CO(g) △H2= b kJ·mol-1
C(s)+ O2(g)=CO2(g) △H3= c kJ·mol-1
△H=___________ kJ·mol-1(用含a、b、c的代数式表示)
(2)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中发生尾气转化反应,容器中NO物质的量随时间变化如图所示。
①T℃时,该化学反应的平衡常数K=___________。
②下列事实无法判断汽车尾气转化反应达到到化学平衡状态的是___________;
A.NO消耗速率等于N2消耗速率的2倍 B.混合气体平均相对分子质量不再变化
C.体系中NO的转化率和CO的转化率相等 D.气体的密度不再变化
③已知汽车尾气转化反应的△H<0。10min后,改变下列示意图横坐标对应的反应条件,纵坐标对应的量变化关系正确的是___________。(填序号)
(3)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:
第一步I2(g)2I(g)(快反应)
第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)
第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g)(快反应)
实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是___________(填标号)。
A.N2O分解反应中,k值与是否含碘蒸气无关
B.第二步对总反应速率起决定作用
C.第二步活化能比第三步小
D.IO为反应的中间产物
(4)碱吸收、碳还原是目前工业生产中处理氮氧化物的常用方法。
①碱吸收的常见产物为NaNO2。常温下,pH=8的NaNO2溶液中c(Na+)-c(NO2-)=___________mol·L-1(用精确值表示)
②碳还原法是在高温条件下将NO与NO2混合气体与焦炭反应,生成CO和N2。已知,采用碳还原法处理某工厂氮氧化物废气时,生成的CO与N2的物质的量之比为4︰3。则该工厂尾气中NO和NO2的物质的量比为___________。
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(15分)CO和NO是汽车尾气的主要污染物。消除汽车尾气的反应式之一为:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。请回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H= +180.5kJ/mol ①
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H= -393.5kJ/mol ②
2C(s)+O2=2CO(g) △H= -221kJ/mol ③
则 2NO(g) + 2CO(g)N2(g) + 2CO2(g)△H= 。
(2)-定温度下,在一体积为VL的密闭容器中充人一定量的NO和CO时,反应进行到t时刻时达到平衡状态,此时n(CO)=amol、n(NO)=2amol、n(N2)=bmol,且N2占平衡混合气体总体积的1/4。
①该反应的平衡常数K= (用只含a、V的式子表示)。
②判断该反应达到平衡的标志是____(填序号)
A.v(CO2)生成=v(CO)消耗
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.混合气体的密度不再改变
D.NO、CO、N2、CO2的物质的量浓度均不再变化
(3)在一定温度下,将2.0molNO、2.4molCO通入固定容积2L的密闭中,反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示,则:
①有害气体NO的转化率是 ,0~15minCO2的平均反应速率v(CO2)=____。
②20min时,若改变反应条件,导致CO浓度减小,则改变的条件是 (填序号)。
A.增加CO的量 B.加入催化剂
C.降低温度 D.扩大容积体积
(4)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 。
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(题文)CO和NO2是汽车尾气的主要污染物.汽车尾气的反应式之一为:2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g).请回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.5kJ/mol
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=﹣393.5kJ/mol
2C(s)+O2═2CO(g)△H=﹣221kJ/mol
则2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=______.
(2)一定温度下,在一体积为VL的密闭容器中充入一定量的NO和CO时,反应进行到t时刻时达到平衡状态,此时n(CO)=a mol、n(NO)=2a mol、n(N2)=b mol,且N2占平衡混合气体总价体积的1/4.
①该反应的平衡常数K=______(用只含a、V的式子表示)
②判断该反应达到平衡的标志是______(填序号)
A.v(CO2)生成=v(CO)消耗
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.混合气体的密度不再改变
D.NO、CO、N2、CO2的物质的量浓度均不再变化
(3)在一定温度下,将2.0mol NO、2.4mol CO通入固定容积2L的密闭容器中,反应过程中部分物质的物质的量变化如图一所示,
则①有害气体NO的转化率是______,0~15min CO2的平均反应速率v(CO2)=______②20min时,若改变反应条件,导致CO浓度减小,则改变的条件是______(填序号)
A.增加CO2的量 B.加入催化剂 C.降低温度 D.扩大容积体积
(4)通过NOX传感器可监测NOX的含量,其工作原理如图二所示,
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______.
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I.汽车尾气是城市的主要空气污染物,研究控制汽车尾气成为保护环境的首要任务。汽车内燃机工作时发生反应:N2(g)+O2(g)2NO(g),该反应是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。T℃时,向5L密闭容器中充入6.5 mol N2和7.5 molO2,在5 min时反应达到平衡状态,此时容器中NO的物质的量是5mol。
(1)5 min内该反应的平均速率v(NO)=___________;在T℃时,该反应的平衡常数值为_________。
(2)反应开始至达到平衡的过程中,容器中下列各项发生变化的是(填序号)___________。
a.混合气体的密度 b.混合气体的压强
c.正反应速率 d.单位时间内,N2和NO的消耗量之比
(3)已知:ⅰ.
ⅱ. N2(g) + 2O2(g) === 2NO2(g) ΔH= + 68 kJ·mol-1
结合热化学方程式,说明温度对于NO生成NO2平衡转化率的影响:_____________________。
II. 含pm2.5的雾霾主要成分有SO2、NOx、CxHy及可吸入颗粒等。
(4)雾霾中能形成酸雨的物质是_____________
(5)NaClO2溶液可以吸收SO2、NO。在NaClO2溶液中通入含有SO2和NO的气体,反应温度为323 K,NaClO2溶液浓度为5×10−3mol·L−1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表
离子 | SO42− | SO32− | NO3− | NO2− | Cl− |
c/(mol·L−1) | 8.35×10−4 | 6.87×10−6 | 1.5×10−4 | 1.2×10−5 | 3.4×10−3 |
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式________________________
增大压强,NO的转化率______(填“提高”“不变”或“降低”)。
②由实验结果可知,脱硫反应速率大于脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因除了SO2溶解性大于NO,还可能是___________________
(6)如图电解装置可将SO2、NO转化为(NH4)2SO4,
① 阴极的电极反应式是______________________________
②SO2、NO通入电解装置中的体积比为___________________
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CO 和 NO 是汽车尾气中的主要污染物,易引起酸雨、温室效应和光化学烟雾等环境污染问题。随着我国机动车保有量的飞速发展, 汽车尾气的有效处理变得迫在眉睫。其中的一种方法为2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g),请回答下列问题:
(1)已知该反应为自发反应,则该反应的反应热△H ______0(填“>”或“<”或“=”)
(2)已知:N2 (g) + O2(g)=2NO(g) △H= a kJ•mol -1
C(s) + O2 (g)=CO2 (g) △H= b kJ•mol -1
2C(s) + O2 (g)=2CO(g) △H= c kJ•mol -1
则 2CO(g)+2NO(g)=N2 (g)+2CO2 (g) △H=______kJ•mol-1 (用含 a、b、c 的表达式表示)。
(3)一定温度下,将 a molCO、b molNO 充入一恒压真空密闭容器。已知起始压强为 c kPa,到达平衡时, 测得N2 的物质的量为 d mol,则:
①该温度此反应用平衡分压代替平衡浓度的平衡常数Kp=_____(用含 a、b、c、d 的式子表示)
②该条件下,可判断此反应到达平衡的标志是_____。
A.单位时间内,断裂 2n molC=0 同时形成 n mol N≡N
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.混合气体的密度不再改变
(4)某研究小组探究催化剂对 CO、NO 转化的影响。将 CO 和 NO 以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中 N2 的含量,从而确定尾气脱氮率(即 NO 的转化率),结果如图所示:
①由图可知:要达到最大脱氮率,该反应应采取的最佳实验条件为_____________。
②若低于 200℃,图中曲线 I 脱氮率随温度升高变化不大的主要原因为________。
(5)己知常温下, Kb(NH3·H 2O)=1.8×10-5,Ka1(H2CO3) =4.4×10-7,Ka2(H2CO3) =4.4×10-11。此温度下某氨水的浓度为 2mol/L,则溶液中c(OH-)= ____mol/L,将脱氮反应后生成CO2 通入氨水中使溶液恰好呈中性,则此时=____________(保留小数点后4位数字)
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综合处理工业“三废”,有利于保护环境、节约资源。反应 2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g),可减少汽车尾气中污染物的排放,在 2L 密闭容器中发生该反应时,n(CO2)随温度 T 和时间 t 的变化曲线如图所示。
(1)该反应的平衡常数表达式为K=______,若升高温度,平衡常数 K 值______(填“增加”“减小”或“不变”),说明理由______;
(2)在 T2温度下, 0~2s 内的平均反应速率 v(N2)=______;
(3)工业废水的处理方法有很多,使用 Fe2(SO4)3 处理废水,酸性废水中的悬浮物很难沉降除去,结合离子方程式用平衡移动原理解释原因______,干法制备多功能水处理剂高铁酸钠(Na2FeO4)的反应原理为:2FeSO4+6Na2O2→2Na2FeO4+Na2O+2Na2SO4+O2↑,该反应的氧化剂为______;
(4)采用氨碱法生产纯碱会产生大量的副产品______,用化学方程式表示产生副产品的原因______。
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近年来,汽车尾气催化净化成为极其重要的环保产业。请回答下列问题:
I.治理汽车尾气中NO和CO的一种方法是在汽车的排气管道上安装一个催化转化装置。发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。
(1)实际测试某汽车冷启动时的尾气催化处理CO、NO百分含量随时间变化曲线如图一,0~10 s阶段,CO、NO百分含量没有明显变化的原因是______;
(2)在密闭容器中充入10 mol CO和8 mol NO发生反应,测得平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图二。
①已知T2>T1,则反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),△H___0(填“>”、“=”或“<”)。
②为同时提高反应速率和NO的平衡转化率,可采取的措施有______(填字母序号)。
a.改用高效催化剂 b.缩小容器的体积
c.增加CO的浓度 d.升高温度
③压强为10MPa、温度为T1下,该温度下用分压表示的平衡常数Kp=___MPa-1(分压=总压×物质的量分数)。
II.汽车尾气中CO与N2O会发生反应:N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g) ΔH。几种物质的相对能量如下:
物质 | N2O(g) | CO(g) | CO2(g) | N2(g) |
相对能量/ kJ/mol | 475.5 | 283 | 0 | 393.5 |
(3)ΔH=___kJ/mol。
(4)实验室用Fe+作催化剂,以N2O和CO投入比为1:1模拟上述反应,其总反应分两步进行:
第一步:Fe++N2OFeO++N2;
第二步:___(写反应方程式)。
催化过程中,c(N2)和c(CO2)几乎相等,由此判断该反应进行的快慢由第___步反应决定。
请在如图中绘制反应在催化剂作用下的“能量~反应过程”示意图___。已知:两步反应均放热。
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近年我国汽车拥有量呈较快增长趋势,汽车尾气已成为重要的空气污染物。回答下列问题:
(l)汽车发动机工作时会引起反应:N2(g)+O2(g)2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。2000K时,向容积为2L的密闭容器中充入2molN2与2molO2,发生上述反应,经过5min达到平衡,此时容器内NO的体积分数为0.75% .则该反应在5min内的平均反应速率v(O2)=_______mol/(Lmin),N2的平衡转化率为_______,2000K时该反应的平衡常数K=_____。
(2)一定量NO发生分解的过程中,NO的转化率随时间变化的关系如右图所示。
① 反应2NO(g)N2(g)+O2(g)为______反应(填“吸热”或“放热”) ;
②一定温度下,能够说明反应2NO(g)N2(g)+O2(g)已达到平衡的是_____(填序号);
a.容器内的压强不发生变化
b.混合气体的密度不发生变化
c. 2NO、N2、O2的浓度保持不变
d.单位时间内分解4molNO,同时生成2molN2
③ 在四个容积和温度均完全相同的密闭容器中分别加入下列物质,相应物质的量(mol)如下表所示。相同条件下达到平衡后,N2的体积分数最大的是_______(填容器代号);
容器代号 | NO | N2 | O2 |
A | 2 | 0 | 0 |
B | 0 | l | l |
C | 0.4 | 0.6 | 0.8 |
D | l | 0.5 | 0.4 |
(3)当发动机采用稀薄燃烧时,尾气中的主要污染物为NOx。可用CH4催化还原NOx以消除氮氧化物污染。
已知:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mol-1
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ·mol-1
①写出CH4与NO反应生成N2、CO2、H2O(g)的热化学方程式:___________;
②使用催化剂可以将汽车尾气的主要有害成分一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)转化为无毒气体,该反应的化学方程式为___________________。
高三化学简答题中等难度题查看答案及解析
近年我国汽车拥有量呈较快增长趋势,汽车尾气已成为重要的空气污染物。回答下列问题:
(l)汽车发动机工作时会引起反应:N2(g)+O2(g)2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。2000K时,向容积为2L的密闭容器中充入2molN2与2molO2,发生上述反应,经过5min达到平衡,此时容器内NO的体积分数为0.75% .则该反应在5min内的平均反应速率v(O2)=_______mol/(Lmin),N2的平衡转化率为_______,2000K时该反应的平衡常数K=_____。
(2)一定量NO发生分解的过程中,NO的转化率随时间变化的关系如右图所示。
① 反应2NO(g)N2(g)+O2(g)为______反应(填“吸热”或“放热”) ;
②一定温度下,能够说明反应2NO(g)N2(g)+O2(g)已达到平衡的是_____(填序号);
a.容器内的压强不发生变化
b.混合气体的密度不发生变化
c. 2NO、N2、O2的浓度保持不变
d.单位时间内分解4molNO,同时生成2molN2
③ 在四个容积和温度均完全相同的密闭容器中分别加入下列物质,相应物质的量(mol)如下表所示。相同条件下达到平衡后,N2的体积分数最大的是_______(填容器代号);
容器代号 | NO | N2 | O2 |
A | 2 | 0 | 0 |
B | 0 | l | l |
C | 0.4 | 0.6 | 0.8 |
D | l | 0.5 | 0.4 |
(3)当发动机采用稀薄燃烧时,尾气中的主要污染物为NOx。可用CH4催化还原NOx以消除氮氧化物污染。
已知:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mol-1
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ·mol-1
①写出CH4与NO反应生成N2、CO2、H2O(g)的热化学方程式:___________;
②使用催化剂可以将汽车尾气的主要有害成分一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)转化为无毒气体,该反应的化学方程式为___________________。
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