氮氧化物是大气污染物之一.消除氮氧化物的方法有多种.(1)利用甲烷催化还原氮氧化物.已知:①CH4 (g)+4NO2(g)＝4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)?? △H ＝-574 kJ/mol②CH4(g)+4NO(g)＝ 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)? △H ＝-1160 kJ/mol则CH4 将NO2 还原为N2 的热化学方� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

氮氧化物是大气污染物之一，消除氮氧化物的方法有多种。

（1）利用甲烷催化还原氮氧化物。已知：

①CH4 (g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g）?? △H ＝－574 kJ/mol

②CH4(g)＋4NO(g）＝ 2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g）? △H ＝－1160 kJ/mol

则CH4 将NO2 还原为N2 的热化学方程式为：??????????? ???????????? 。

（2）利用NH3催化还原氮氧化物（SCR技术)。该技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应的化学方程式为: 为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是???????? ????????????????????????? （写出1条即可）。

（3）利用ClO2 氧化氮氧化物。其转化流程如下:? NONO2N2。已知反应Ⅰ的化学方程式为2NO+ ClO2 + H2O ＝NO2 + HNO3 + HCl，则反应Ⅱ的化学方程式是???????? ????? ；若生成11.2 L N2（标准状况），则消耗ClO2 ??????? g 。

（4）用活性炭还原法处理氮氧化物．有关反应为：C（s）+2NO（g）N2 （g）+CO2 （g）△H．某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温（T1℃）条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

浓度/mol?L-1/ 时间/min	NO	N2	CO2
0	0.100	0	0
10	0.058	0.021	0.021
20	0.040	0.030	0.030
30	0.040	0.030	0.030
40	0.032	0.034	0.017
50	0.032	0.034	0.017

①T1℃时，该反应的平衡常数K= ????????? （保留两位小数）．②30min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是 ????????????? ．③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5：3：3，则该反应的△H ?? 0（填“＞”、“=”或“＜”）．

【答案】

（1）CH4 (g)＋2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g）?? △H ＝－867 kJ/mol

（2）增大NH3的浓度或减小反应体系的压强或降低反应体系的温度等

（3）2NO2 + 4 Na2SO3=N2 + 4 Na2SO4??? 67.5? （4）①0.56? ② 减少CO2浓度? ③ ＜

【解析】

试题分析：（1）（①＋②）÷2可得CH4 (g)＋2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g）?? △H ＝－867 kJ/mol。（2）由于反应的正反应气体体积增大的放热反应。所以提高氮氧化物的转化率可采取的措施可以是通过增大NH3的浓度或减小反应体系的压强或降低反应体系的温度等措施来实施。（3）由题目提供的信息可知NO2与Na2SO3发生氧化还原反应：2NO2 + 4 Na2SO3 =N2 + 4 Na2SO4，从而消除了NOx对环境造成的污染。由方程式得关系式：2ClO2～2NO2 ～N2。n(N2)=0.5mol,所以n(ClO2)=1mol，m(ClO2)= 1mol×67.5g/mol=67.5g。（4）①T1℃时，该反应的平衡常数.②由表中数据可以看出30min后，c(CO2)减小，c(N2)却逐渐增加c(NO)有所减少。说明改变的条件是减小c(CO2)。③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5：3：3，<0.56。说明升高温度，化学平衡向逆反应方向移动。根据平衡移动原理:升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动。逆反应方向为吸热反应，所以该反应的正反应为放热反应。则该反应的△H ＜0．

考点：考查化学方程式、热化学方程式的书写、化学平衡常数的计算、外界条件对化学平衡移动的影响。

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g石膏（CaSO₄?2H₂O）．
（2）用CH₄消除NO_x污染的化学方程式为：
CH₄+4NO→2N₂+CO₂+2H₂O； CH₄+2NO₂→N₂+CO₂+2H₂O
现有11.2L NO₂、NO的混合气体NO_x，将其还原为N₂，需要4.48L 的CH₄，则混合气体中NO₂、NO的物质的量分别为

0.3mol、0.2mol

．（体积都已换算为标准状况）
（3）（1）常温下用氧缺位铁酸锌ZnFe₂O_y可以消除NO_x污染，使NO_x转变为N₂，同时ZnFe₂O_y转变为ZnFe₂O₄．若2mol ZnFe₂O_y与足量NO₂可生成0.5mol N₂，则y=

．
（2）氧缺位铁酸锌ZnFe₂O_z化学式的氧化物形式为aZnO?bFeO?cFe₂O₃．已知1mol ZnFe₂O_z最多能使4.0L（标况）NO_1.4转化为N₂．则上述氧化物形式的化学式可具体表示为

4ZnO?2FeO?3Fe₂O₃

．
（4）低温臭氧氧化脱硫脱硝技术可以同时吸收烟气中的氮氧化物和二氧化硫，反应原理是将NO_x氧化成N₂O₅，通过洗涤形成硝酸盐，二氧化硫形成硫酸盐．其主要反应如下：
NO+O₃→NO₂+O₂ …①
2NO₂+O₃→N₂O₅+O₂…②
N₂O₅+2NH₃+H₂O→2NH₄NO₃ …③
SO₂+O₃+2NH₃+H₂O→（NH₄）₂SO₄+O₂…④
某热电厂烟气中平均含NO_x4.5‰、SO₂ 9.0‰（体积分数），压缩空气经臭氧发生器变成臭氧空气，其中O₃浓度为90L/m³，臭氧空气与加湿氨气和烟气混合反应．若

V(臭氧空气)

V(烟气)

流量比为y，请通过计算列出y与x的关系式．

NO、NO₂等氮氧化物是大气污染物之一．NO₂是火箭燃料中常用氧化剂．NO是人体中一种传递神经信息的“信使分子”．

（1）实验室可用铜和不同浓度的硝酸制取NO和NO₂．如图1中可选用的发生装置是

（填字母）．
（2）实验室常用65%浓硝酸（密度为1.40g/cm³）的物质的量浓度是

；制备NO时，需用浓硝酸配制体积比浓度为1：4的稀硝酸，需用定量仪器是

．
（3）有学生设计如图2装置做铜与浓、稀硝酸反应实验．
a．实验时，先将一端绕成螺旋状的铜丝插入橡皮塞，再将两针头穿过橡皮塞，针头露出尖端．
b．从仪器C处注入浓硝酸直到左侧液面接近铜丝下端时停止加入．
c．注射器A中预先吸入6mL蒸馏水，注射器B的活塞挤到底，排尽空气，再将两支注射器插在针头上，如图2装配．
请回答下列问题：
①仪器C的名称是

．
②使浓硝酸与铜丝接触发生反应的操作方法是

；反应时现象为

．
③将注射器A中蒸馏水注入D中，再使酸液与铜丝接触反应，此时反应离子方程式是：

．
（4）氮氧化物（NO_x）是目前大气污染治理的难题．
①选择性催化还原法是在催化剂条件下，用NH₃使NO_x转化为N₂．写出反应化学方程式：

．
②炽热碳还原法是利用碳质固体还原NO_x．主要基于下列反应：C+2NO→CO₂+N₂，2C+2NO₂→2CO₂+N₂．清华大学有关研究表明，650℃～850℃时，NO_x能够被木炭、无烟煤、焦炭等碳质固体还原，在所研究的NO_x浓度下，还原率在99%左右．两者相比，分析炽热碳还原法的优缺点：优点是

；缺点是

．

氮氧化物是大气污染物之一，消除氮氧化物的方法有多种．
（1）利用甲烷催化还原氮氧化物．已知：
CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ/mol
CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ/mol
则CH₄将NO₂还原为N₂的热化学方程式为

．
（2）利用NH₃催化还原氮氧化物（SCR技术）．该技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术．反应的化学方程式为：
2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g）

180℃

催化剂

2N₂（g）+3H₂O（g）△H＜0，为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是

（写出1条即可）．
（3）利用ClO₂氧化氮氧化物．其转化流程如下：NO

NO₂

N₂
已知反应Ⅰ的化学方程式为2NO+ClO₂+H₂O=NO₂+HNO₃+HCl，则反应Ⅱ的化学方程式是

；若生成11.2L N₂（标准状况），则消耗ClO₂

g．
（4）利用CO催化还原氮氧化物也可以达到消除污染的目的．
已知质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率．右图是反应2NO（g）+2CO（g）?2CO₂（g）+N₂（g）中NO的浓度随温度（T）、等质量催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线．据此判断该反应的△H

0 （填“＞”、“＜”或“无法确定”）；催化剂表面积S₁

S₂（填“＞”、“＜”或“无法确定”）．

氮氧化物是大气污染物之一，消除氮氧化物的方法有多种。

（1）利用甲烷催化还原氮氧化物。已知：

CH4 (g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)??? △H ＝－574 kJ/mol

CH4(g)＋4NO(g) ＝ 2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)?? △H ＝－1160 kJ/mol

则CH4 将NO2 还原为N2 的热化学方程式为??????????????????????????????? 。???????

（2）利用NH3催化还原氮氧化物（SCR技术)。该技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应的化学方程式为：2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g) ? 2N2(g)＋3H2O(g)　ΔH < 0

为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是????????????????? （写出1条即可）。

（3）利用ClO2 氧化氮氧化物。其转化流程如下：

NONO2N2

已知反应Ⅰ的化学方程式为2NO+ ClO2 + H2O ＝ NO2 + HNO3 + HCl，则反应Ⅱ的化学方程式是?? ????????????? ；若生成11.2 L N2（标准状况），则消耗ClO2 ??????? g 。

（4）利用CO催化还原氮氧化物也可以达到消除污染的目的。

已知质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。如图是反应2NO(g) + 2CO(g) 2CO2(g)+ N2(g) 中NO的浓度随温度(T)、等质量催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。据此判断该反应的△H????? 0 (填“＞”、“＜”或“无法确定”)；催化剂表面积S1????? S2 (填“＞”、“＜”或“无法确定”)。

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