摘要:如何减少氮氧化物对环境的影响?
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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
(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:
①此反应在110℃时平衡常数为
③判断该反应的正反应是
④为提高实验3中CCl4的转化率,可采取的措施是
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.
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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
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.
为减少汽车对城市大气的污染,近年来中国成功开发出了以新燃料作能源的“绿色汽车”.这种汽车可避免有毒的有机铅、苯和苯的同系物及多环芳烃的排放,保护环境.该“绿色汽车”的燃料是( )
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(2013?南通一模)还原剂还原法、光催化氧化法、电化学吸收法是减少氮氧化物排放的有效措施.
(1)利用炭粉可以将氮氧化物还原.
已知:N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.6kJ?mol-1
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5kJ?mol-1
反应:C(s)+2NO(g)═CO2(g)+N2(g)△H=
(2)TiO2在紫外线照射下会使空气中的某些分子产生活性基团OH,OH能将NO、NO2氧化,如图甲所示,OH与NO2的反应为NO2+OH═HNO3.写出OH与NO反应的化学方程式:
(3)图乙所示的装置能吸收和转化NO2、NO和SO2.
①阳极区的电极反应式为
②阴极排出的溶液中含S2
,离子能吸收NOx气体,生成的S
可在阴极区再生.将S2
吸收NO2的离子方程式配平,并在方格内填上相应物质:
+
+
③已知阴极生成的吸收液每吸收标准状况下7.84L的气体,阳极区新生成质量分数为49%的硫酸100g,则被吸收气体中NO2和NO的物质的量之比为
(4)O3、醛类、PAN(过氧硝酸乙酰)等污染物气体和颗粒物所形成的烟雾称为光化学烟雾.某研究性学习小组为模拟光化学烟雾的形成,用紫外线照射装在密闭容器内的被污染空气样品,所得物质的浓度随时间的变化如图丙所示.请你根据光化学烟雾的形成原理,对减少光化学烟雾的发生提出一个合理建议:
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(1)利用炭粉可以将氮氧化物还原.
已知:N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.6kJ?mol-1
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5kJ?mol-1
反应:C(s)+2NO(g)═CO2(g)+N2(g)△H=
-574.1
-574.1
kJ?mol-1.(2)TiO2在紫外线照射下会使空气中的某些分子产生活性基团OH,OH能将NO、NO2氧化,如图甲所示,OH与NO2的反应为NO2+OH═HNO3.写出OH与NO反应的化学方程式:
3OH+NO═HNO3+H2O
3OH+NO═HNO3+H2O
.(3)图乙所示的装置能吸收和转化NO2、NO和SO2.
①阳极区的电极反应式为
SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+
SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+
.②阴极排出的溶液中含S2
O | 2- 4 |
O | 2- 3 |
O | 2- 4 |
4
4
S2O | 2- 4 |
2
2
NO2+8
8
OH-═8
8
SO | 2- 3 |
1
1
N2+4H2O
4H2O
③已知阴极生成的吸收液每吸收标准状况下7.84L的气体,阳极区新生成质量分数为49%的硫酸100g,则被吸收气体中NO2和NO的物质的量之比为
3:4
3:4
.(4)O3、醛类、PAN(过氧硝酸乙酰)等污染物气体和颗粒物所形成的烟雾称为光化学烟雾.某研究性学习小组为模拟光化学烟雾的形成,用紫外线照射装在密闭容器内的被污染空气样品,所得物质的浓度随时间的变化如图丙所示.请你根据光化学烟雾的形成原理,对减少光化学烟雾的发生提出一个合理建议:
减少机动车有害气体尾气的排放
减少机动车有害气体尾气的排放
.(2012?奉贤区二模)研究NO2、NO、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义.
(1)NO2可用水吸收,相应的化学反应方程式为
7N2(g)+12H2O(g)也可处理NO2.则化学平衡常数表达式K=
;当转移1.2mol电子时,消耗的NO2在标准状况下是
(2)汽车尾气中含有NO和CO气体,对环境有影响.已知平衡常数K的值大小,是衡量化学反应进行程度的标志.在25℃时,下列反应及平衡常数如下
2NO(g)?N2(g)+O2(g)-Q1 K1=1×1030
2CO(g)+O2(g)?2CO2(g)+Q2 K2=2.5×1091
为了完成汽车尾气处理装置的改造,除去氮氧化物、一氧化碳污染气体,根据上述有关数据判断,下列说法正确的是
A.改造后的尾气装置使用高温高压,可大量减少污染气体的排放
B.汽车尾气中氮氧化物在空气中会自动的转化为氮肥,对植物生长有益,可不必除去
C.改造后的尾气装置使用催化剂,可大量减少污染气体的排放
D.根据K1和K2的数据,尾气中NO和CO可自行转化为无害气体
(3)一定条件下将CO和H2O发生反应,可减少CO对环境的影响.若在700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g)?CO2+H2(g)
反应过程中测定的部分数据见下表(表中t1<t2):
反应在t1min内的平均速率为v(H2)=
mol?L-1?min-1,保持其他条件不变,起始时向容器中充入2.40molCO和1.20molH2O,到达平衡时,n(CO2)
(4)酸雨是大气污染的危害之一,二氧化硫(SO2)的含量是空气质量监测的一个重要指标.某兴趣小组同学收集某地的雨水进行实验,每隔1h,通过pH计测定雨水样品的pH,测得的结果如下表:
请写出上述PH变化的原因(用化学方程式表示)
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(1)NO2可用水吸收,相应的化学反应方程式为
3NO2+H2O═2HNO3+NO
3NO2+H2O═2HNO3+NO
.利用反应6NO2(g)+8NH3(g)催化剂 |
加热 |
C7(N2)C12(H2O) |
C6(NO2)C8(NH3) |
C7(N2)C12(H2O) |
C6(NO2)C8(NH3) |
6.72
6.72
L.(2)汽车尾气中含有NO和CO气体,对环境有影响.已知平衡常数K的值大小,是衡量化学反应进行程度的标志.在25℃时,下列反应及平衡常数如下
2NO(g)?N2(g)+O2(g)-Q1 K1=1×1030
2CO(g)+O2(g)?2CO2(g)+Q2 K2=2.5×1091
为了完成汽车尾气处理装置的改造,除去氮氧化物、一氧化碳污染气体,根据上述有关数据判断,下列说法正确的是
C
C
A.改造后的尾气装置使用高温高压,可大量减少污染气体的排放
B.汽车尾气中氮氧化物在空气中会自动的转化为氮肥,对植物生长有益,可不必除去
C.改造后的尾气装置使用催化剂,可大量减少污染气体的排放
D.根据K1和K2的数据,尾气中NO和CO可自行转化为无害气体
(3)一定条件下将CO和H2O发生反应,可减少CO对环境的影响.若在700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g)?CO2+H2(g)
反应过程中测定的部分数据见下表(表中t1<t2):
反应时间/min | n(CO)/mol | H2O/mol |
0 | 1.20 | 0.60 |
t1 | 0.80 | |
t2 | 0.20 |
0.2 |
t1 |
0.2 |
t1 |
等于
等于
0.80mol(填:大于、小于、等于).(4)酸雨是大气污染的危害之一,二氧化硫(SO2)的含量是空气质量监测的一个重要指标.某兴趣小组同学收集某地的雨水进行实验,每隔1h,通过pH计测定雨水样品的pH,测得的结果如下表:
测定时间/h | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
雨水样品的pH | 4.73 | 4.62 | 4.56 | 4.55 | 4.55 |
2H2SO3+O2=2H2SO4
2H2SO3+O2=2H2SO4
.