题目内容

为消除氮的氧化物（NOx）对大气的污染，工业上通常利用反应NOx+NH3→N2+H2O来保护环境。现有NO2和NO的混合气体3L，可用3.5LNH3恰好使其完全转化为N2，则混合气体中NO2和NO的体积之比为（）。
A.1∶4        B.1∶1        C.2∶1        D.3∶1

D
【试题分析】

此题以消除氮氧化物对大气的污染为背景，考查同学们的化学计算技能。

元素守恒法。由题意知，NOx+NH3→N2+H2O是一个氧化还原反应。通过化学方程式的配平可以很快得到答案。设NO2的系数为a，NO的系数为（3-a），则NH3的系数为3.5，有：aNO2+（3-a）NO+3.5NH3=3.25N2+（a+3）H2O，根据氢元素守恒有：3.5×3=（a+3）×2，a=2.25，所以

练习册系列答案
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（2011?顺义区二模）甲烷是一种重要的基础化工原料，不仅可制备多种重要有机产品，还可用于环境保护．请回答下列问题：（1）用甲烷催化还原氮的氧化物可消除氮氧化物的污染．已知：

反应过程（2）是
吸热
吸热
反应（填“放热”或“吸热”），甲烷还原NO2生成H2O（g）、N2和CO2时的热化学方程式是
2CH4（g）+4NO2（g）=2CO2（g）+2N2（g）+4H2O（g）△H=-1734kJ/mol
2CH4（g）+4NO2（g）=2CO2（g）+2N2（g）+4H2O（g）△H=-1734kJ/mol
．
（2）工厂利用甲烷与氯气的反应原理制取氯甲烷，为妥善处理氯甲烷生产企业的副产物CCl4，以减少其对臭氧层的破坏．化学家研究在催化条件下，通过下列反应：
CCl4（g）+H2（g）?CHCl3（g）+HCl（g），使CCl4转化为重要的化工原料氯仿（CHCl3）（不考虑副反应）．
在固定容积为2L的密闭容器中，该反应达到平衡后，测得如下数据：
实验
序号		 温度℃ 初始n（CCl4）
（mol）		 初始n（H2）
（mol）		 平衡时n（CHCl3）
（mol）
1 110 0.8 1.2
2 110 2 2 1
3 100 1 1 0.6
①此反应在110℃时平衡常数为
1
1
． ②实验l中，CCl4的转化率为
60%
60%
．
③判断该反应的正反应是
放热
放热
（填“放热”或“吸热”），理由是
温度为100℃时，K=2.25，大于110℃时的平衡常数，所以该反应为放热反应
温度为100℃时，K=2.25，大于110℃时的平衡常数，所以该反应为放热反应
．
④为提高实验3中CCl4的转化率，可采取的措施是
e
e
．
a．使用高效催化剂              b．向容器中再投入1mol CCl4和1mol H2
c．温度升高到200℃d．向容器中再投入1mol HCl       e．向容器中再投入1mol H2．
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正、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（NH2）2〕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．

氮是地球上极为丰富的元素。

   （1）N2是大气的主要成分之一，由于分子中键能很大，所以性质稳定。已知N≡N的键能为946 kJ·mol－1，N—N单键的键能为193kJ·mol－1。

计算：N2分子中“π”键的键能约为                 ；

结论：N2分子中“σ”和“π”键的稳定性            。

（2）氮的氧化物是大气污染物之一。为了消除污染，科研人员设计了同时消除二氧化硫和氮的氧化物的方法，其工艺流程如下：

其中清除室、分解室发生的反应如下：

清除室：NO + NO2 = N2O3     N2O3 + 2H2SO4 = 2NOHSO4+ H2O

分解室：4NOHSO4 + O2 + 2H2O = 4H2SO4+ 4NO2

回答下列问题：

Ⅰ．①和②分别为（写化学式）         、           ；

Ⅱ．氧化室发生的反应是                              ；

（3）金属氮化物是一类重要的化学物质，有着特殊的用途。某金属离子（M+）与N3—形成的晶体结构如右图所示。其中M+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它M+的符号是          ，与同一个N3－相连的M+有         个。

（4）NH3既是重要的工业产品，又是主要的工业原料。以NH3为原料生产硝酸铵的过

程如下：

其中反应②为：4NO+3O2+2H2O=4HNO3  原料气为氨气和空气的混合物，假设空气中氧气的体积分数为0.2。

Ⅰ．写出反应①的化学方程式                     。若不考虑副反应且各步反应均完全，生产过程中原料气中的氨气（不包含第③步被硝酸吸收的氨气）和空气中氧气恰好全部转化为硝酸，则原料气中制备硝酸的氨气和氧气的体积比为      。

Ⅱ．若实际生产中，反应①中氨的转化率（或利用率）为70%，反应②中NO的转化率为90%，反应③中氨和硝酸均完全转化。则生产硝酸的氨气占所用氨气总量的体积分数为多少？（写出计算过程）

 

氮是地球上极为丰富的元素。
（1）N2是大气的主要成分之一，由于分子中键能很大，所以性质稳定。已知N≡N的键能为946 kJ·mol－1，N—N单键的键能为193 kJ·mol－1。
计算：N2分子中“π”键的键能约为                 ；
结论：N2分子中“σ”和“π”键的稳定性            。
（2）氮的氧化物是大气污染物之一。为了消除污染，科研人员设计了同时消除二氧化硫和氮的氧化物的方法，其工艺流程如下：

其中清除室、分解室发生的反应如下：
清除室：NO + NO2 = N2O3      N2O3 + 2H2SO4 = 2NOHSO4 + H2O
分解室：4NOHSO4 + O2 + 2H2O = 4H2SO4 + 4NO2
回答下列问题：
Ⅰ．①和②分别为（写化学式）         、           ；
Ⅱ．氧化室发生的反应是                              ；
（3）金属氮化物是一类重要的化学物质，有着特殊的用途。某金属离子（M+）与N3—形成的晶体结构如右图所示。其中M+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它M+的符号是          ，与同一个N3－相连的M+有        个。

（4）NH3既是重要的工业产品，又是主要的工业原料。以NH3为原料生产硝酸铵的过
程如下：

其中反应②为：4NO+3O2+2H2O=4HNO3  原料气为氨气和空气的混合物，假设空气中氧气的体积分数为0.2。
Ⅰ．写出反应①的化学方程式                     。若不考虑副反应且各步反应均完全，生产过程中原料气中的氨气（不包含第③步被硝酸吸收的氨气）和空气中氧气恰好全部转化为硝酸，则原料气中制备硝酸的氨气和氧气的体积比为      。
Ⅱ．若实际生产中，反应①中氨的转化率（或利用率）为70%，反应②中NO的转化率为90%，反应③中氨和硝酸均完全转化。则生产硝酸的氨气占所用氨气总量的体积分数为多少？（写出计算过程）

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)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正、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量、质量分数）

（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＝－867 kJ/mol

2NO2(g)N2O4(g)?? △H＝－56.9 kJ/mol

H2O(g) ＝ H2O(l)?? ΔH ＝ －44.0 kJ／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。如图，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。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(NH2)2〕溶液除去。反应生成对大气无污染的气体。1 mol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。

 

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