2013年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部,该地区PM2.5严重超标。研究表明,PM2.5约60%来源于某些气体污染物在空气中转变而成的二次颗粒物。这些气体污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、氨气、挥发性有机物。因此,控制、治理PM2.5污染源成为环保的重要课题。
(1)研究表明,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,如图所示,OH与NO2的反应为NO2+OHHNO3。写出OH与NO反应的化学方程式:_____________,该反应中被氧化的元素是 。
(2)如图所示的电解装置能吸收和转化NO2、NO和SO2。阴极排出的溶液中含S2O42-离子,能吸收NOx气体,生成的SO32-可在阴极区再生。请将S2O42-吸收NO2的离子方程式配平,并标明电子转移的方向和数目。
____S2O42-+____NO2+____OH- SO32-+____N2+____
(3)已知上述电解装置阳极反应为:SO2-2e-+2H2OSO42-+4H+,阴极生成的吸收液每吸收标准状况下7.84 L的气体,阳极区新生成质量分数为49%的硫酸100 g,则被吸收气体中NO2和NO的物质的量之比为 。
(4)PM2.5产生的主要来源是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物,大多含有重金属等有毒物质。一般而言,粒径2.5微米至10微米的粗颗粒物主要来自扬尘等;2.5微米以下的细颗粒物(PM2.5)则主要来自化石燃料的燃烧(如机动车尾气、燃煤)、挥发性有机物的排放等。请你结合信息,给出降低PM2.5排放的对策(至少两条): ______ 。
(本题共8分) (1)NO+3OH→HNO3+H2O (1分) +2价的N(1分)
(2) (3分)
(3)3∶4(2分) (4)采用新能源、减少机动车有害尾气的排放(1分)
【解析】
试题分析:(1)根据方程式NO2+OH→HNO3可知,活性基团OH具有强氧化性,所以OH具有能把NO氧化生成硝酸。根据原子守恒可知,反应中还应该有水生成,因此反应的化学方程式是NO+3OH→HNO3+H2O。在反应中NO中+2价的氮元素化合价升高到+5价,所以被氧化的元素是氮元素。
(2)根据方程式可知,S2O42-中S元素的化合价从+3价升高到+4价,失去1个电子。NO2中氮元素的化合价从+4价降低到0价,得到4个电子,所以根据电子得失守恒可知,氧化剂NO2与还原剂S2O42-中S2O42-的物质的量之比是1:2。根据原子守恒可知,反应中还应该有水生成,所以配平后的方程式应该是。
(3)标准状况下7.84 L的气体的物质的量是7.84L÷22.4L/mol=0.35mol,设NO2和NO的物质的量分别是是x和y,则x+y=0.35mol。100 g 49%的硫酸中硫酸的质量是49g,物质的量是49g÷98g/mol=0.5mol,则根据方程式SO2-2e-+2H2O→SO42-+4H+可知,转移电子的物质的量是0.1mol,所以根据电子得失守恒可知,4x+2y=1mol,解得x=0.15mol、y=0.20mol,所以被吸收气体中NO2和NO的物质的量之比为3∶4。
(4)由于2.5微米以下的细颗粒物(PM2.5)主要来自化石燃料的燃烧(如机动车尾气、燃煤)、挥发性有机物的排放等,所以要降低PM2.5排放的对策应该是采用新能源、减少机动车有害尾气的排放。
考点:考查氧化还原反应方程式的配平、计算以及有关判断;大气污染以及治理;电解原理的有关应用等
科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解
催化剂 |
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科目:高中化学 来源:2013届天津市天津一中高三第四次月考化学试卷(带解析) 题型:填空题
2013年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为: 。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如右图所示。
据此判断:
①该反应的△H 0(填“>”、“<”)。
②在T2温度下,0~2s内的平均反应速率v(N2)= 。
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④若该反应在恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明该反应进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填代号)
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。
例如:
写出CH4 (g)催化还原N2O4(g)生成N2 (g)和H2O (g)的热化学方程式 。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。右图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为 。
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科目:高中化学 来源:2013-2014学年高考化学二轮专题冲刺第6讲 化学反应速率和化学平衡练习卷(解析版) 题型:填空题
2013年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线如图所示。
据此判断:
①该反应的ΔH________0(填“>”或“<”)
②在T2温度下,0~2 s内的平均反应速率v(N2)=______________________。
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填代号)。
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
例如:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-867 kJ/mol
2NO2(g)??N2O4(g) ΔH2=-56.9 kJ/mol
写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式:________________________________________________________________________。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的
目的。如图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为__________________________。
③常温下,0.1 mol·L-1的HCOONa溶液pH为10,则HCOOH的电离常数Ka=________。
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科目:高中化学 来源:2013-2014学年湖北省高三上学期12月月考化学试卷(解析版) 题型:填空题
Ⅰ、下列实验操作或对实验事实的描述正确的是____________________
① 用量筒量取稀硫酸溶液8.0mL;
②中和热的测定实验中,可用金属丝(棒)代替环形搅拌玻璃棒;
③用热的浓盐酸洗涤附着有MnO2的试管;
④在硫酸铜晶体结晶水含量的测定中,若加热后的无水硫酸铜粉末表面发黑,则所测结晶水含量可能会偏高 ;
⑤Fe(OH)3胶体与FeCl3溶液可用过滤的方法分离;
⑥用碱式滴定管量取KMnO4溶液20.50mL ;
⑦将水沿烧杯内壁缓缓注入浓硫酸中,不断用玻璃棒搅拌以稀释浓硫酸;
⑧用湿润的pH试纸测量某溶液pH时,测量值一定比真实值小;
⑨锌和一定量稀硫酸反应,为加快速率而不影响H2的量可向溶液中加适量Cu(NO3)2晶体。
Ⅱ、2013年初,雾霾天气多次肆虐天津、北京等地区。其中,燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。△H<0
①该反应平衡常数表达式
②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填代号)。
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。
已知:①CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol
②2NO2(g) N2O4(g) △H=-56.9 kJ/mol
③H2O(g) = H2O(l) ΔH = -44.0 kJ/mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式: 。
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科目:高中化学 来源:2012-2013学年天津市高三第四次月考化学试卷(解析版) 题型:填空题
2013年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为: 。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如右图所示。
据此判断:
①该反应的△H 0(填“>”、“<”)。
②在T2温度下,0~2s内的平均反应速率v(N2)= 。
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④若该反应在恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明该反应进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填代号)
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。
例如:
写出CH4 (g)催化还原N2O4(g)生成N2 (g)和H2O (g)的热化学方程式 。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。右图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为 。
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