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,

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,

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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:     
答案
(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)
解析

举一反三
下列说法正确的是                                       (   )
A.反应:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)在温度为298K时能自发进行,则它的△H>0, △S>0
B.0.1mol/L NH4C1溶液加蒸馏水稀释,溶液的pH不断减小
C.铅蓄电池放电时,正极和负极均有硫酸铅生成
D.反应:2A(g)B(g)+2C(g),增大压强反应速率加快,A的转化率减小

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在密闭容器中发生可逆反应aA(g)+ bB(g) pC(g) △H<0,平衡时测得A的浓度为0.5mol/L保持温度不变,将容器的容积缩小到原来的一半,再达平衡时测得A的浓度为1.2mol/L下列有关判断正确的是
A.C的体积分数下降
B.a + b > p  
C.正反应速率和逆反应速率均减小,平衡向逆反应方向移动
D.正反应速率和逆反应速率均加大,平衡向正反应方向移动

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在一定温度下,向一个容积为2 L的密闭容器内(预先加入催化剂)通入2mol SO3,经过一段时间后,测得容器内的压强为起始时的1.2倍。则SO3的转化率为
A.25%B.40%C.35%D.80%

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在汽车上安装三效催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物(CO、NOx、碳氢化合物)进行相互反应,生成无毒物质,减少汽车尾气污染。
(1)已知:N2(g)+ O2(g)="2NO(g)" △H=+180.5 kJ/mol  
2C(s)+ O2(g)="2CO(g)" △H="-221.0" kJ/mol
C(s)+ O2(g)=CO2(g) △H="-393.5" kJ/mol
尾气转化的反应之一:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H            
(2)某研究性学习小组在技术人员的指导下,在某温度时,按下列流程探究某种催化剂作用下的反应速率,用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:

请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
①前2s内的平均反应速率v (N2) = ___________________。
②在该温度下,反应的平衡常数K =           。(只写出计算结果)
③对于该可逆反应,通过综合分析以上信息,至少可以说明     (填字母)。
A.该反应的反应物混合后很不稳定
B.该反应一旦发生将在很短的时间内完成
C.该反应体系达到平衡时至少有一种反应物的百分含量较小
D.该反应在一定条件下能自发进行
E.该反应使用催化剂意义不大
(3)CO分析仪以燃料电池为工作原理,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法错误的是     

A.负极的电极反应式为:CO+O2—―2e-=CO2
B.工作时电极b作正极,O2-由电极a流向电极b
C.工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
D.传感器中通过的电流越大,尾气中CO的含量越高
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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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