题目内容

用CH4催化还原 NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:

① CH4(g)+4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g)+2H2O (g) ;DH =-574kJ/mol

② CH4(g)+4NO(g) = 2N2(g)+CO2(g)+2H2O (g) ;DH =-1160kJ/mol  下列说法不正确的是(    )

A.由反应 ① 可推知:CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2 ( g ) +2H2O ( l) ;DH >-574 kJ/mol

B.反应 ①② 转移的电子数相同

C.若用标准状况下 4.48LCH4 还原 NO2至 N2,设水为气态,则放出的热量为 1734kJ。

D.若用标准状况下 4.48LCH4 还原 NO2至 N2,则整个过程中转移的电子总数为1.60 mol

 

【答案】

A

【解析】A:参照下图可知:CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2 ( g ) +2H2O ( l) ;DH <-574 kJ/mol

B:反应 ①② 转移的电子数均为8

C:①+②得到③:CH4(g)+2NO2(g) = N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);DH =-1734 kJ/mol。

D:反应③中转移的电子数为为8,所以标准状况下 4.48LCH4 参加反应时转移的电子总数为1.60 mol

 

练习册系列答案
相关题目
(2013?南开区一模)2013年初天津连续出现了严重的雾霾天气,给人们的出行及身体造成了极大的危害.研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义.
(1)利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2
①在钠碱循环法中,Na2SO3溶液作为吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是
2OH-+SO2=SO32-+H2O
2OH-+SO2=SO32-+H2O

②吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3- 91:9 1:l 9:91
pH 8.2 7.2 6.2
由上表判断,NaHSO3溶液显
性(填“酸”、“碱”或“中”),用化学平衡原理解释:
HSO3-存在HSO3-?H++SO32- 和HSO3-+H2O?H2SO3+OH-,HSO3-的电离程度大于水解程度
HSO3-存在HSO3-?H++SO32- 和HSO3-+H2O?H2SO3+OH-,HSO3-的电离程度大于水解程度

③当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生.再生示意图如下:

写出HSO3-在阳极放电的电极反应式:
HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+
HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+
,当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用.
(2)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染.例如:
CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-574kJ?mol-1
CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-1160kJ?mol-1
若用标准状况下4.48L CH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为
1.60NA(或1.6NA
1.60NA(或1.6NA
(阿伏加德罗常数的值用NA表示),放出的热量为
173.4
173.4
kJ.
(3)工业上合成氮所需氢气的制备过程中,其中的一步反应为:CO(g)+H2O(g)
催化剂
CO2(g)+H2(g);△H<0
一定条件下,将CO(g)与H2O(g)以体积比为l:2置于密闭容器中发生上述反应,达到平衡时测得CO(g)与H2O(g)体积比为l:6,则平衡常数K=
8
3
8
3
(2010?祁阳县一模)一氧化碳、二氧化硫和氮的氧物是重要的化工原料,但也是大气的主要污染物,综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一.
(1)硫酸生产中,SO2催化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g),反应过程的能量变化如图所示.
①图中A表示
反应物总能量
反应物总能量

②该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5对图中E的大小有何影响?
降低
降低
(填“增大”、“降低”、“没有”).
③在一定条件下,将0.100molSO2(g)和0.060molO2(g)放入容积为2L的密闭容器中,反应达到平衡时,测得c(SO3)=0.04mol/L.则该条件下反应的平衡常数K=
1.6×103
1.6×103

(2)一定条件下,氢气与一氧化碳按一定比例可生成洁净能源甲醇(CH3OH),则:
①n(H2):n(CO)=
2:1
2:1

②甲醇高效燃料电池是以CH3OH为燃料,O2为氧化剂,KOH为电解质组成.该电池放电时,负极反应式为:
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O

(3)汽车尾气是城市空气的污染源之一,治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂),它的特点是使CO和NO反应,生成可参与大气生态循环的无毒气体.
①写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式:
2CO+2NO═2CO2+N2
2CO+2NO═2CO2+N2

②用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染.例如:
CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△=-574kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△=-1160kJ/mol
若用标准状况下6.72LCH4还原NO2到N2,整个过程中转移电子总数为
2.4NA
2.4NA
(阿伏加德罗常数的值用NA表示),放出的热量为
260.1
260.1
kJ.
2013年全国各地都遭遇“十面霾伏”.其中,机动车尾气和燃煤产生的烟气对空气质量恶化贡献较大.
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)
催化剂
2CO2(g)+N2(g).△H<0
若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图甲正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是
 
(填代号).
(下图中υ、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量、质量分数)
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(2)机动车尾气和煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染.已知:
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ/mol
2NO2(g)?N2O4(g)△H=-56.9kJ/mol
H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式:
 

(3)用NH3催化还原NOX也可以消除氮氧化物的污染.图乙,采用NH3作还原剂,烟气以一定的流速通过两种不同催化剂,测量逸出气体中氮氧化物含量,从而确定烟气脱氮率(注:脱氮率即氮氧化物转化率),反应原理为:NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)?2N2(g)+3H2O(g).
①该反应的△S
 
0,△H
 
0(填“>”、“=”或“<”).
②对于气体反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作KP),则上述反应的KP=
 

③以下说法正确的是
 

A.第②种催化剂比第①种催化剂脱氮率高
B.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响
C.催化剂①、②分别适合于250℃和450℃左右脱氮
(4)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理见图丙.该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y,其电极反应为
 

(5)硝酸工业尾气中氮氧化物(NO和NO2)可用尿素〔CO(NH22〕溶液除去.反应生成对大气无污染的气体.1mol尿素能吸收工业尾气中氮氧化物(假设NO、NO2体积比为1:1)的质量为
 
g.

2013年初,全国各地多个城市都遭遇“十面霾伏”,造成“阴霾天”的主要根源之一是汽车尾气和燃煤尾气排放出来的固体小颗粒。

汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g) 2CO2+N2。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线如下图所示。据此判断:

(1)该反应为        反应(填“放热”或“吸热”):在T2温度下,0~2s内的平均反应速率:v(N2)=          ;(2)当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在答题卡上画出 c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。

(3)某科研机构,在t1℃下,体积恒定的密闭容器中,用气体传感器测得了不同时间的NO和CO的浓度(具体数据见下表,CO2和N2的起始浓度为0)。

时间/s

0

1

2

3

4

5

c(NO)/xl0-4 mol L-1

10.0

4.50

2.50

1.50

1.00

1.00

c(CO)/xl0-3 mol L-1

3.60

3.05

2.85

2.75

2.70

2.70

 

t1℃时该反应的平衡常数K=               ,平衡时NO的体积分数为           

(4)若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是       (填代号)。(下图中v、K、n、m分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量和质量)

(5)煤燃烧产生的烟气也含氮的氧化物,用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。

已知:CH4(g)+2NO2(g) = N2 (g)+CO2 (g)+2H2O(g)    △H=-867.0 kJ • mol-1

2NO2 (g) N2O4 (g)                    △H=-56.9 kJ • mol-1

H2O(g) = H2O(l)                           △H=-44.0 kJ • mol-1

写出CH4催化还原N2O4 (g)生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(l)的热化学方程式           

 

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