3.2014年全国各地都遭遇了“十面埋伏”,二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒是雾霾的主要组成成分,综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容
(1)汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定温度和催化剂的条件下可净化
①已知部分化学键的键能如下(键能指气态原子形成1mol化学键释放的最小能量)
化学键 | N=O | C≡O | C=O | N≡N |
键能(kj/mol) | 632 | 1072 | 750 | 946 |
汽车尾气进化中NO(g)和CO(g)发生反应的热化学方程式为2NO(g)+2CO(g)═N
2(g)+2CO
2(g)△H=-538kJ•mol
-1②若上述反应在绝热、恒荣的密闭体系中进行,并在t
1时到达平衡状态,则下列示意图不符合题意的是C(填选项序号)(图中1ω、M、?、z分别表示质量分数、混合气体平均相对分子质量、正反应速率)
(2)尾气中的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)$?_{高温}^{催化剂}$2SO
2(g)△H=-196.0kj/mol
①在一定温度的密闭容器中,SO
2的转化率时间的变化关系如图2所示,则A点的正反应速率v
正(SO
2)<B点的正反应速率v
正(SO
2)(填“大于”、“小于”或“等于”)
②在某温度时,向10L的密闭容器中加入4.0mol SO
2和10.0mol O
2,反应达到平衡,改变下列条件,再次达到平衡时,能使O
2的新平面浓度和原来平衡浓度相同的是BC(填选项序号)
A.在其他条件不变时,减少容器的容积
B.保持温度和容器内压强不变,再充入2.0mol SO
2和5.0mol O
2C.保持温度和容器体积不变,再充入SO
2和SO
3,使之浓度扩大为原来的两倍
(3)用NH
3催化还原NO
2也可以消除氮氧化物的污染,反应原理为:
NO(g)+NO
2(g)+2NH
3(g)?2N
2(g)+3H
2O(g)
对于气体反应,用某组分(B)的平衡压强(p
B)代替物质的量浓度(c
b)也可以表示平衡常数(记作K
p),则上述反应的K的表达式为$\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为原料采用电解法可制备新型绿色硝化剂N
2O
3,实验装置如图3所示,电解池中生成N
2O
3的电极反应式为N
2O
4+2HNO
3-e
-=2N
2O
3+O
2↑+2H
+(5)尾气中氢氧化物(NO和NO
2)可用尿素[CO(NH
2)
3]溶液除去,反应生成对大气无污染的气体,1mol尿素能吸收工业尾气中氢氧化物(假设NO、NO
2体积比为1:1)的质量为76g.