中科院大氣研究所研究員張仁健課題組與同行合作，對(duì)北京地區(qū)PM2.5化學(xué)組成及來(lái)源的季節(jié)變化研究發(fā)現(xiàn)，北京PM2.5有6個(gè)重要來(lái)源，其中，汽車尾氣和燃煤分別占4%、18%

（1）用于凈化汽車尾氣的反應(yīng)為：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)，已知該反應(yīng)在570K時(shí)的平衡常數(shù)為1×1059，但反應(yīng)速率極慢。下列說(shuō)法正確的是：________

A．裝有尾氣凈化裝置的汽車排出的氣體中不再含有NO或CO

B．提高尾氣凈化效率的常用方法是升高溫度

C．增大壓強(qiáng)，上述平衡右移，故實(shí)際操作中可通過(guò)增壓的方式提高其凈化效率

D．提高尾氣凈化效率的最佳途徑是使用高效催化劑

（2）CO對(duì)人類生存環(huán)境的影響很大，CO治理問(wèn)題屬于當(dāng)今社會(huì)的熱點(diǎn)問(wèn)題。鎳與CO反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)，鎳與CO反應(yīng)會(huì)造成鎳催化劑中毒。為防止鎳催化劑中毒，工業(yè)上常用SO2除去CO，生成物為S和CO2。已知相關(guān)反應(yīng)過(guò)程的能量變化如圖所示

則用SO2除去CO的熱化學(xué)方程式為? _____________________________________。

（3）NH3催化還原氮氧化物（SCR）技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是：2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)△H＜0。為提高氮氧化物的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是（任意填一種）____________________。

（4）利用ClO2 氧化氮氧化物反應(yīng)過(guò)程如下：

反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式是2NO+ClO2+H2O═NO2+HNO3+2HCl，反應(yīng)Ⅱ的離子方程式是 ________________。若有11.2L N2生成（標(biāo)準(zhǔn)狀況），共消耗NO _________________ g。

（5）工業(yè)廢氣中含有的NO2還可用電解法消除。用NO2為原料可制新型綠色硝化劑N2O5。制備方法之一是先將NO2轉(zhuǎn)化為N2O4，然后采用電解法制備 N2O5，裝置如圖所示。 Pt乙為 _____極，電解池中生成N2O5的電極反應(yīng)式是________________。

氮氧化物是大氣污染物之一，消除氮氧化物的方法有多種。

（1）利用甲烷催化還原氮氧化物。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

則CH4 將NO2 還原為N2 的熱化學(xué)方程式為：??????????? ???????????? 。

（2）利用NH3催化還原氮氧化物（SCR技術(shù))。該技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。 反應(yīng)的化學(xué)方程式為: 為提高氮氧化物的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是???????? ????????????????????????? （寫出1條即可）。

（3）利用ClO2 氧化氮氧化物。其轉(zhuǎn)化流程如下:? NONO2N2。已知反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為2NO+ ClO2 + H2O ＝NO2 + HNO3 + HCl，則反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式是???????? ????? ；若生成11.2 L N2（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則消耗ClO2 ??????? g 。

（4）用活性炭還原法處理氮氧化物．有關(guān)反應(yīng)為：C（s）+2NO（g）N2 （g）+CO2 （g）△H．某研究小組向某密閉容器加入一定量的活性炭和NO，恒溫（T1℃）條件下反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下：

①T1℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= ????????? （保留兩位小數(shù)）．②30min后，改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，則改變的條件可能是 ????????????? ．③若30min后升高溫度至T2℃，達(dá)到平衡時(shí)，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5：3：3，則該反應(yīng)的△H ?? 0（填“＞”、“=”或“＜”）．

氮氧化物是大氣污染物之一，消除氮氧化物的方法有多種。

（1）利用甲烷催化還原氮氧化物。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

則CH4 將NO2 還原為N2 的熱化學(xué)方程式為??????????????????????????????? 。???????

（2）利用NH3催化還原氮氧化物（SCR技術(shù))。該技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。 反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g) ? 2N2(g)＋3H2O(g)　ΔH < 0

為提高氮氧化物的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是????????????????? （寫出1條即可）。

（3）利用ClO2 氧化氮氧化物。其轉(zhuǎn)化流程如下：

NONO2N2

已知反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為2NO+ ClO2 + H2O ＝ NO2 + HNO3 + HCl，則反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式是?? ????????????? ；若生成11.2 L N2（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則消耗ClO2 ??????? g 。

（4）利用CO催化還原氮氧化物也可以達(dá)到消除污染的目的。

已知質(zhì)量一定時(shí)，增大固體催化劑的表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。如圖是反應(yīng)2NO(g) + 2CO(g) 2CO2(g)+ N2(g) 中NO的濃度隨溫度(T)、等質(zhì)量催化劑表面積(S)和時(shí)間(t)的變化曲線。據(jù)此判斷該反應(yīng)的△H????? 0 (填“＞”、“＜”或“無(wú)法確定”)；催化劑表面積S1????? S2 (填“＞”、“＜”或“無(wú)法確定”)。

氮氧化物是造成霧霾天氣的主要原因之一．消除氮氧化物有多種方法．
（1）可利用甲烷催化還原氮氧化物．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
則CH₄（g）將NO₂（g）還原為N₂（g）的熱化學(xué)方程式是______．
（2）NH₃催化還原氮氧化物（SCR）技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)．
發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是：2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g） 2N₂（g）+3H₂O（g）△H＜0．
為提高氮氧化物的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是______．
（3）利用ClO₂ 氧化氮氧化物反應(yīng)過(guò)程如下：
反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式是2NO+ClO₂+H₂O═NO₂+HNO₃+2HCl，反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式是______．若有11.2L N₂生成（標(biāo)準(zhǔn)狀況），共消耗ClO₂______ g．
（4）工業(yè)廢氣中含有的NO₂還可用電解法消除．用NO₂為原料可制新型綠色硝化劑N₂O₅．制備方法之一是先將NO₂轉(zhuǎn)化為N₂O₄然后采用電解法制備 N₂O₅，裝置如圖所示．Pt甲為_(kāi)_____極，電解池中生成N₂O₅的電極反應(yīng)式是______．

(12分)隨著氮氧化物污染的日趨嚴(yán)重，我國(guó)將于“十二五”期間加大對(duì)氮氧化物排放的控制力度。目前，消除氮氧化物污染有多種方法：
（1）用活性炭還原法處理氮氧化物。有關(guān)反應(yīng)為：C（g）+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g) △H.某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO，恒溫（T₁℃）條件下反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)刻測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下：

(12分)隨著氮氧化物污染的日趨嚴(yán)重，我國(guó)將于“十二五”期間加大對(duì)氮氧化物排放的控制力度。目前，消除氮氧化物污染有多種方法：

（1）用活性炭還原法處理氮氧化物。有關(guān)反應(yīng)為：C（g）+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)  △H.某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO，恒溫（T₁℃）條件下反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)刻測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下：

①T₁℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=              （保留兩位小數(shù)）

②30min后，改變某一條件，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后反應(yīng)重新達(dá)到平衡，則改變的條件可能是                       

③若30min后升高溫度至T₂℃，達(dá)到平衡時(shí)，容器中的NO、N₂、CO₂的濃度之比為5:3:3，則該反應(yīng)的△H           （填“＞”、“＜”或“=”）0

（2）用CH₄催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：

①CH₄（g）+4NO₂(g)=4NO(g)+CO₂(g)+2H₂0(g)  △H=-574kJ.mol^-1

②CH₄(g)+4NO(g)=2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)    △H=-1160kJ.mol^-1

③H₂O(g)=H₂O(l)  △H=-44.0kJ.mol^-1

寫出CH₄和NO₂反應(yīng)生成N₂(g) 、CO₂(g)和 H₂O(l)的熱化學(xué)方程式：               

（3）選擇性催化還原（SCR）脫硝技術(shù)是目前應(yīng)用最廣、最有效的煙氣脫硝技術(shù)之一。該技術(shù)涉及以下反應(yīng)：4NO(g)+4NH₃(g)+ O₂(g)=在4N₂(g)+ 6H₂O(g),在恒容的密閉容器中，下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是      （填字母）

A．其他條件不變，使用高效催化劑，煙氣中NO的轉(zhuǎn)化率增大

B．單位時(shí)間內(nèi)消耗NH₃和NO的物質(zhì)的量之比為1:1時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡

C．其他條件不變時(shí)升高溫度，反應(yīng)的平衡常數(shù)減小

D．反應(yīng)達(dá)到平衡后，再向容器中充入等量的反應(yīng)物，再次達(dá)到平衡時(shí)，NO的轉(zhuǎn)化率減小

（4）以NO₂ 、O₂、熔融NaNO₃組成的燃料電池裝置如圖所示，在使用過(guò)程中石墨Ⅰ電極反應(yīng)生成一種氧化物Y，該電極的電極反應(yīng)可表示為                             

2013年全國(guó)各地都遭遇“十面霾伏”。其中，機(jī)動(dòng)車尾氣和燃煤產(chǎn)生的煙氣對(duì)空氣質(zhì)量惡化貢獻(xiàn)較大。

（1）汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。△H＜0

若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行，下列示意圖正確且能說(shuō)明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是???????? （填代號(hào)）。

（下圖中υ正、K、n、w分別表示正反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、物質(zhì)的量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)）

（2）機(jī)動(dòng)車尾氣和煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物，用CH4催化還原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

寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的熱化學(xué)方程式：???????????????????????????????????? 。

（3）用NH3催化還原NOX也可以消除氮氧化物的污染。如圖，采用NH3作還原劑，煙氣以一定的流速通過(guò)兩種不同催化劑，測(cè)量逸出氣體中氮氧化物含量，從而確定煙氣脫氮率（注：脫氮率即氮氧化物轉(zhuǎn)化率），

反應(yīng)原理為：NO(g) +NO2(g)+2NH3(g)2N2(g) + 3H2O(g)。

①該反應(yīng)的△S???? 0，△H????? 0（填“＞”、“＝”或 “＜”）。

②對(duì)于氣體反應(yīng)，用某組分(B)的平衡壓強(qiáng)(pB)代替物質(zhì)的量濃度(cB)也可以表示平衡常數(shù)（記作KP），

則上述反應(yīng)的KP＝???????????????? 。

③以下說(shuō)法正確的是????????????????? 。

A．第②種催化劑比第①種催化劑脫氮率高

B．相同條件下，改變壓強(qiáng)對(duì)脫氮率沒(méi)有影響

C．催化劑①、②分別適合于250℃和450℃左右脫氮

（4）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池，其原理見(jiàn)圖。該電池在使用過(guò)程中石墨I電極上生成氧化物Y，其電極反應(yīng)為?? ??????????????????? ? 。

（5）硝酸工業(yè)尾氣中氮氧化物（NO和NO2）可用尿素〔CO(NH2)2〕溶液除去。反應(yīng)生成對(duì)大氣無(wú)污染的氣體。1 mol尿素能吸收工業(yè)尾氣中氮氧化物（假設(shè)NO、NO2體積比為1:1）的質(zhì)量為___________g。

氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用，

（1）上圖是N₂(g)和H₂(g)反應(yīng)生成1mol NH₃(g)過(guò)程中能量變化示意圖，請(qǐng)寫出N₂和H₂反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：                                                         。

（2）若已知下列數(shù)據(jù)：

試根據(jù)表中及圖中數(shù)據(jù)計(jì)算N-H的鍵能          kJ·mol^－1。

（3）合成氨反應(yīng)通常用鐵觸媒作催化劑。使用鐵觸媒后E₁和E₂的變化是：E₁                ，E₂______，

△H        (填“增大”、“減小”、“不變”)。

（4）用NH₃催化還原NO_X還可以消除氮氧化物的污染。例如

4NH₃(g)+3O₂(g)＝ 2N₂(g)+6H₂O(g) ；△H₁＝akJ·mol^-1

N₂(g)+O₂(g)＝2NO(g)；        △H₂＝bkJ/mol

若1mol NH₃還原NO至N₂，則該反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)熱△H₃＝        kJ/mol（用含a、b的式子表示）。

（8分）氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用，

（1）上圖是N₂(g)和H₂(g)反應(yīng)生成1mol NH₃(g)過(guò)程中能量變化示意圖，請(qǐng)寫出N₂和H₂反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：                                         ；
（2）若已知下列數(shù)據(jù)：

（8分）氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用，

（1）上圖是N₂(g)和H₂(g)反應(yīng)生成1mol NH₃(g)過(guò)程中能量變化示意圖，請(qǐng)寫出N₂和H₂反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：                                          ；

（2）若已知下列數(shù)據(jù)：

試根據(jù)表中及圖中數(shù)據(jù)計(jì)算N-H的鍵能         kJ·mol^－1

（3）合成氨反應(yīng)通常用鐵觸媒作催化劑。使用鐵觸媒后E₁和E₂的變化是：E₁______，E₂______(填“增大”、“減小、”“不變”)。

（4）用NH₃催化還原NO_X還可以消除氮氧化物的污染。例如

4NH₃(g)+3O₂(g)  2N₂(g)+6H₂O(g) ；△H₁= akJ·mol^-1

N₂(g)+O₂(g)   2NO(g)；△H₂= bkJ/mol

若1mol NH₃還原NO至N₂，則該反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)熱△H₃=     kJ/mol（用含a、b的式子表示）

【解析】（1）根據(jù)反應(yīng)進(jìn)程可判斷反應(yīng)物的能量高，生成物的能量低，所以熱化學(xué)方程式為N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)   △H＝－92 kJ/mol。

（2）反應(yīng)熱就是斷鍵吸收的能量和成鍵所放出的能量的差值，所以有943kJ/mol＋3×435 kJ/mol－2×3×x＝－92 kJ/mol ，解得x＝390 kJ/mol。

（3）催化劑能降低反應(yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)熱，所以E₁和E₂均減小。

（4）考查蓋斯定律的應(yīng)用，將已知的2個(gè)熱化學(xué)方程式疊加即得到

4NH₃＋6NO=6H₂O＋5N₂    △H＝（a－3b）kJ/mol。所以1mol NH₃還原NO至N₂，則該反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)熱 kJ/mol。

（8分）氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用，

（1）上圖是N₂(g)和H₂(g)反應(yīng)生成1mol NH₃(g)過(guò)程中能量變化示意圖，請(qǐng)寫出N₂和H₂反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：                                         ；

（2）若已知下列數(shù)據(jù)：

試根據(jù)表中及圖中數(shù)據(jù)計(jì)算N-H的鍵能        kJ·mol^－1

（3）合成氨反應(yīng)通常用鐵觸媒作催化劑。使用鐵觸媒后E₁和E₂的變化是：E₁______，E₂______(填“增大”、“減小、”“不變”)。

（4）用NH₃催化還原NO_X還可以消除氮氧化物的污染。例如

4NH₃(g)+3O₂(g)  2N₂(g)+6H₂O(g)；△H₁= akJ·mol^-1

N₂(g)+O₂(g)   2NO(g)；△H₂= bkJ/mol

若1mol NH₃還原NO至N₂，則該反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)熱△H₃=     kJ/mol（用含a、b的式子表示）

【解析】（1）根據(jù)反應(yīng)進(jìn)程可判斷反應(yīng)物的能量高，生成物的能量低，所以熱化學(xué)方程式為N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)   △H＝－92 kJ/mol。

（2）反應(yīng)熱就是斷鍵吸收的能量和成鍵所放出的能量的差值，所以有943kJ/mol＋3×435kJ/mol－2×3×x＝－92 kJ/mol ，解得x＝390 kJ/mol。

（3）催化劑能降低反應(yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)熱，所以E₁和E₂均減小。

（4）考查蓋斯定律的應(yīng)用，將已知的2個(gè)熱化學(xué)方程式疊加即得到

4NH₃＋6NO=6H₂O＋5N₂    △H＝（a－3b）kJ/mol。所以1mol NH₃還原NO至N₂，則該反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)熱 kJ/mol。