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大氣中NOx、SO2等污染物的有效去除和資源的充分利用是當(dāng)今社會(huì)的重要研究課題,目前采用的方法如下:
Ⅰ.直接轉(zhuǎn)化法:利用高效催化劑將汽車尾氣直接轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)。
已知:N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H1=+180kJ?mol-1
(1)利用固體表面催化工藝將NO分解為N2、O2而消除污染。
菁優(yōu)網(wǎng)菁優(yōu)網(wǎng)、菁優(yōu)網(wǎng)菁優(yōu)網(wǎng)分別表示N2、NO、O2和固體催化劑,在固體催化劑表面分解NO的過程如圖1所示。從吸附到解吸的過程中,能量狀態(tài)最低的是
C
C
(填字母序號(hào))。
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(2)利用稀土等催化劑能將汽車尾氣中的CO、NO直接轉(zhuǎn)化成無毒物質(zhì)N2、CO2
①已知:C(s)、CO(g)的燃燒熱分別為393kJ?mol-1、283kJ?mol-1,寫出NO(g)與CO(g)催化轉(zhuǎn)化成N2(g)和CO2(g)的熱化學(xué)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為研究上述反應(yīng),某學(xué)習(xí)小組在密閉容器中充入10mol CO和10mol NO,發(fā)生上述①所寫反應(yīng),實(shí)驗(yàn)測(cè)得平衡時(shí)NO的體積分?jǐn)?shù)隨溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2。
a.某溫度下的平衡狀態(tài)D點(diǎn),若同時(shí)采取縮小容器體積和降低溫度,重新達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),可能到達(dá)圖中A~G點(diǎn)中的
G
G
點(diǎn)。
b.當(dāng)壓強(qiáng)為10MPa、溫度為T時(shí)的平衡常數(shù)Kp=
0.474MPa-1
0.474MPa-1
(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù);保留3位有效數(shù)字)。
Ⅱ.催化還原法:利用還原劑在催化劑的作用下將氮氧化物轉(zhuǎn)為無毒物質(zhì)N2、CO2。
(3)用活性炭還原法可以處理汽車尾氣中的氮氧化物。
某研究小組在2L的恒容密閉容器中加入一定量的NO和足量的固體活性炭,發(fā)生反應(yīng):C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g)。在不同溫度下測(cè)得平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量如表:
T/℃ n(固體活性炭) 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該反應(yīng)的正反應(yīng)為
放熱
放熱
(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
②350℃時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡后向恒容容器中再充入0.100mol NO,再次達(dá)到平衡后,N2的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)為
B
B

A.0.5 B.0.25 C.介于0.25和0.5之間 D.無法確定
Ⅲ.電解法:利用電解的方法將氨氧化物轉(zhuǎn)化為有用物質(zhì),從而達(dá)到資源的回收利用。
(4)如圖所示的電解裝置,可將霧霾中的NO2、SO2轉(zhuǎn)化為硫酸銨,從而實(shí)現(xiàn)廢氣的回收再利用,回答下列問題:
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①陰極的電極反應(yīng)式為
NO2+8H++7e-═NH4++2H2O
NO2+8H++7e-═NH4++2H2O

②如圖中A物質(zhì)是
H2SO4
H2SO4
。

【答案】C;2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-746kJ?mol-1;G;0.474MPa-1;放熱;B;NO2+8H++7e-═NH4++2H2O;H2SO4
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:23引用:2難度:0.2
相似題
  • 1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
    (1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
     
    kJ?mol-1。
    (2)T1℃時(shí),向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經(jīng)25s后達(dá)到平衡,測(cè)得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1。
    (3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
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    ①T℃時(shí),向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算)Pa2。
    ②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)號(hào))。
    A.減小C2H2的濃度
    B.升高溫度
    C.增大壓強(qiáng)
    D.加入合適的催化劑
    (4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時(shí)間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為
     
    。

    發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
  • 2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是(  )

    發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6
  • 3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測(cè)得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
    (1)此時(shí)A的濃度c(A)=
     
    mol/L,反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
     
    mol/(L?min);
    (3)x的值為
     

    發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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