题目内容

【题目】汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要。

(1)十九大报告指出我国最近几年的PM2.5下降很多。有一方面归功于汽车尾气管中加装催化剂,它可有效降低,及碳氧化合物的排放。以为例,已知:

①

②

③

④

①②③④反应热效应之间的关系式为___;有利于提高④转化率的反应条件是___。

(2)研究发现,将煤炭在的气氛下燃烧,能够降低燃煤时的排放,主要反应为:。

①该反应的平衡常数表达式为____。

②在密闭容器中发生该反应时,随温度(T)和时间(t)的变化曲线如图1所示。据此判断该反应的___0(填“>”或“<”),在温度下,内的平均反应速率___。

③将和充入一个容积为1L的密闭容器中,反应过程中物质浓度变化如图2所示。第12min时改变的反应条件可能为___。

A.升高温度 B.加入 C.加催化剂 D.降低温度

④将上述反应产生的与为原料合成尿素,能够实现节能减排:

Ⅰ: Ⅱ:

将一定量的固体加入恒容密闭容器中,在300K下发生反应Ⅱ,到达平衡时,为,若反应温度不变,将体系的体积增加50%,一段时间后的取值范围是____(用含a的式子表示)。

(3)烟气脱硫、脱硝一体化技术是大气污染防治研究的热点。及均是性能优良的脱硫脱硝试剂。

①在酸性条件下稳定,在溶液中可歧化为和,该反应的化学方程式为___。

②某研究小组用进行单独脱除实验时,测得的脱除率随溶液变化如图所示。当时,随的增大,脱除率逐渐降低,其原因是____。

【答案】2△H1+△H2-△H3 降低温度、增大压强 < A < P[H2O(g)]≤a 3<pH<7时,随着pH值的增大,的稳定性降低,氧化性减弱,的脱除率降低

【解析】

(1)根据盖斯定律,推出得到目标反应方程式,应是②-③+①×2,即△H4=2△H1+△H2-△H3;有利于提高④的NO转化率的反应条件可以是降温、增大压强或通入一定量的H2;

答案为2△H1+△H2-△H3;降温、增大压强或通入一定量的H2;

(2)①根据化学平衡常数的定义,该反应的平衡常数是;

答案为;

②根据图1,T1先达到平衡,即T1高于T2,升高温度,c(CO2)降低,说明升高温度,平衡向逆反应方向进行,即正反应方向为放热反应,△H<0;0~2s,生成CO2的浓度为0.2mol·L-1,则生成N2的浓度为0.1mol·L-1,根据化学反应速率的数学表达式:v(N2)==0.05mol/(L·s);

答案为<;0.05mol/(L·s);

③在第12min后CO和NO物质的量浓度增大,N2的浓度降低,说明反应向逆反应方向移动,A、该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,CO、NO物质的量浓度增大,N2的物质的量浓度降低,故A符合题意;

B、加入NO,第12min时,NO浓度增大,但根据图象,第12min时,没发生变化,故B不符合题意;

C、加入催化剂,平衡不移动,各物质的物质的量浓度不变,故C不符合题意;

D、降低温度,平衡向正反应方向移动,CO和NO浓度降低,N2浓度升高,故D不符合题意;

答案为A;

④增大容器的体积,假设平衡不移动,压强与体积成反比,即其压强为原来的,实际上增大容器的体积,压强减小,平衡向正反应方向移动,温度不变,化学平衡常数不变,水蒸气浓度不变,因此压强为aPa,P[H2O(g)]的范围是< P[H2O(g)]≤a;

答案为< P[H2O(g)]≤a;

(3)①ClO2在NaOH溶液中发生歧化反应,生成NaClO3和NaClO2,即反应方程式为2ClO2+2NaOH=NaClO2+NaClO3+H2O;

答案为2ClO2+2NaOH=NaClO2+NaClO3+H2O;

②ClO2在酸性条件下稳定,当3<pH<7时,随着pH值的增大,ClO2的稳定性降低,氧化性减弱,SO2脱除率降低;

答案为当3<pH<7时,随着pH值的增大,ClO2的稳定性降低,氧化性减弱,SO2脱除率降低。

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