3.2014年全國各地都遭遇了“十面埋伏”,二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒是霧霾的主要組成成分,綜合治理其污染是環(huán)境化學當前的重要研究內(nèi)容
(1)汽車尾氣中的NO(g)和CO(g)在一定溫度和催化劑的條件下可凈化
①已知部分化學鍵的鍵能如下(鍵能指氣態(tài)原子形成1mol化學鍵釋放的最小能量)
化學鍵 | N=O | C≡O | C=O | N≡N |
鍵能(kj/mol) | 632 | 1072 | 750 | 946 |
汽車尾氣進化中NO(g)和CO(g)發(fā)生反應的熱化學方程式為2NO(g)+2CO(g)═N
2(g)+2CO
2(g)△H=-538kJ•mol
-1②若上述反應在絕熱、恒榮的密閉體系中進行,并在t
1時到達平衡狀態(tài),則下列示意圖不符合題意的是C(填選項序號)(圖中1ω、M、?、z分別表示質(zhì)量分數(shù)、混合氣體平均相對分子質(zhì)量、正反應速率)
(2)尾氣中的SO
2可先催化氧化生成SO
2,再合成硫酸,已知:
2SO${\;}_{{\;}_{2}}$(g)+O
2(g)$?_{高溫}^{催化劑}$2SO
2(g)△H=-196.0kj/mol
①在一定溫度的密閉容器中,SO
2的轉化率時間的變化關系如圖2所示,則A點的正反應速率v
正(SO
2)<B點的正反應速率v
正(SO
2)(填“大于”、“小于”或“等于”)
②在某溫度時,向10L的密閉容器中加入4.0mol SO
2和10.0mol O
2,反應達到平衡,改變下列條件,再次達到平衡時,能使O
2的新平面濃度和原來平衡濃度相同的是BC(填選項序號)
A.在其他條件不變時,減少容器的容積
B.保持溫度和容器內(nèi)壓強不變,再充入2.0mol SO
2和5.0mol O
2C.保持溫度和容器體積不變,再充入SO
2和SO
3,使之濃度擴大為原來的兩倍
(3)用NH
3催化還原NO
2也可以消除氮氧化物的污染,反應原理為:
NO(g)+NO
2(g)+2NH
3(g)?2N
2(g)+3H
2O(g)
對于氣體反應,用某組分(B)的平衡壓強(p
B)代替物質(zhì)的量濃度(c
b)也可以表示平衡常數(shù)(記作K
p),則上述反應的K的表達式為$\frac{{p}^{3}({H}_{2}O){p}^{2}({N}_{2})}{p(NO)p(N{O}_{2}){p}^{2}(N{H}_{3})}$
(4)以N
2O
4為原料采用電解法可制備新型綠色硝化劑N
2O
3,實驗裝置如圖3所示,電解池中生成N
2O
3的電極反應式為N
2O
4+2HNO
3-e
-=2N
2O
3+O
2↑+2H
+(5)尾氣中氫氧化物(NO和NO
2)可用尿素[CO(NH
2)
3]溶液除去,反應生成對大氣無污染的氣體,1mol尿素能吸收工業(yè)尾氣中氫氧化物(假設NO、NO
2體積比為1:1)的質(zhì)量為76g.