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汽車尾氣中的NOx是大氣污染物之一，科學(xué)家們?cè)趪L試用更科學(xué)的方法將NOx轉(zhuǎn)化成無毒物質(zhì)，從而減少汽車尾氣污染。

（1）壓縮天然氣（CNG）汽車的優(yōu)點(diǎn)之一是利用催化技術(shù)能夠?qū)?/span>NOx轉(zhuǎn)變成無毒的CO2和N2。

①CH4(g)＋4NO2(g) 4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)?? △H1＜0

②CH4(g)＋4NO(g) 2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)???? △H2＜0

③CH4(g) ＋2NO2(g) N2(g) ＋CO2(g) ＋2H2O(g)? △H3＝????????? 。（用△H1和△H2表示）

（2）在恒壓下，將CH4(g)和NO2(g)置于密閉容器中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)③，在不同溫度、不同投料比時(shí)，NO2的平衡轉(zhuǎn)化率見下表：

①寫出該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式K=????????? 。

②若溫度不變，提高[n(NO2) / n(CH4)]投料比，則K將????????? 。（填“增大”、“減小”或“不變”。）

③400 K時(shí)，將投料比為1的NO2和CH4的混合氣體共0.04 mol，充入一裝有催化劑的容器中，充分反應(yīng)后，平衡時(shí)NO2的體積分?jǐn)?shù)???????? 。

（3）連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)氮氧化物（NOx）的儀器動(dòng)態(tài)庫(kù)侖儀的工作原理示意圖如圖1

圖1???????????????????????????????????? 圖2

①NiO電極上NO發(fā)生的電極反應(yīng)式：???????????????????????????????? 。

②收集某汽車尾氣經(jīng)測(cè)量NOx的含量為1.12%（體積分?jǐn)?shù)），若用甲烷將其完全轉(zhuǎn)化為無害氣體，處理1×104L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）該尾氣需要甲烷30g，則尾氣中V(NO)︰V(NO2)=???

（4）在容積相同的兩個(gè)密閉容器內(nèi) (裝有等量的某種催化劑) 先各通入等量的CH4，然后再分別充入等量的NO和NO2。在不同溫度下，同時(shí)分別發(fā)生②③兩個(gè)反應(yīng)：并在t秒時(shí)測(cè)定其中NOx轉(zhuǎn)化率，繪得圖象如圖2所示：

①從圖中可以得出的結(jié)論是

結(jié)論一：相同溫度下NO轉(zhuǎn)化效率比NO2的低

結(jié)論二：在250℃-450℃時(shí)，NOx轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大，450℃-600℃時(shí)NOx轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減小

結(jié)論二的原因是????????????????????????????????????????????????????

②在上述NO2和CH4反應(yīng)中，提高NO2轉(zhuǎn)化率的措施有_________。(填編號(hào))

A．改用高效催化劑???? B．降低溫度???? C.分離出H2O(g)?????? D．增大壓強(qiáng)

E．增加原催化劑的表面積?? F．減小投料比[n(NO2) / n(CH4)]

（15分）

隨著能源問題的進(jìn)一步突出，利用熱化學(xué)循環(huán)制氫的研究受到許多發(fā)達(dá)國(guó)家的青睞。最近研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合氧化物鐵酸錳（MnFe₂O₄）可用于熱化學(xué)循環(huán)分解水制氫。

Ⅰ．MnFe₂O₄的制備：

已知Fe³⁺、Mn²⁺沉淀的pH為下表所示。

（1）此工藝中理論上投入原料Fe(NO₃)₃和Mn(NO₃)₂

      的物質(zhì)的量之比應(yīng)為                。

（2）步驟二中b的值為                  。

（3）步驟三中洗滌干凈的標(biāo)準(zhǔn)是                                               。

Ⅱ．用MnFe₂O₄熱化學(xué)循環(huán)制氫：

MnFe₂O₄(s)→MnFe₂O_(4－x)(s) +  O₂(g)；△H₁ 

MnFe₂O_(4－x)(s)+ xH₂O →MnFe₂O₄(s) + xH₂(g)；△H₂

請(qǐng)回答下列問題：

（4） 若MnFe₂O_(4－x)中x＝0.8，則MnFe₂O_(4－x)中Fe²⁺在全部鐵元素中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為              。

（5）該熱化學(xué)循環(huán)制氫的優(yōu)點(diǎn)有                （填序號(hào)）。

A．過程簡(jiǎn)單、無污染   B．物料可循環(huán)使用  C．氧氣和氫氣在不同步驟生成，安全且易分離

（6）已知 2H₂（g）+O₂（g）＝ 2H₂O（g）；△H₃

則：△H₃與△H₁、△H₂的關(guān)系為△H₃=                             。

隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重，國(guó)家擬于“十二五”期間，將二氧化硫(SO2)排放量減少8%，氮氧化物(NOx)排放量減少10%。目前，消除大氣污染有多種方法。

Ⅰ．處理NOx的一種方法是利用甲烷催化還原NOx。

CH4(g)+4NO2(g)＝4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)? △H1＝－574kJ·mol­－1

CH4(g)+4NO(g)＝2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)??? △H2

CH4(g)+2NO2 (g)＝N2(g) + CO2(g)+2H2O(g)????? △H3＝－867kJ·mol－1

則△H2＝???????????????? 。

Ⅱ．化石燃料的燃燒、含硫金屬礦石的冶煉和硫酸的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的SO2是大氣中SO2的主要來源。（1）將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是將煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料的方法之一，反應(yīng)為??? C(s) + H2O(g)＝ CO(g) + H2(g)，

該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝???????????????????? 。 800℃時(shí)，將1molCO、3mol H2O、1mol H2充入容積為1L的容器中，發(fā)生反應(yīng)：CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)，反應(yīng)過程中各物質(zhì)的濃度如右圖t1前所示變化。若保持溫度不變，t2時(shí)再向容器中充入CO、H2各1mol，平衡將????? 移動(dòng)（填“向左”、 “向右”或“不”）。t2時(shí)，若改變反應(yīng)條件，導(dǎo)致H2濃度發(fā)生如右圖t2后所示的變化，則改變的條件可能是??????? （填符號(hào)）。

a加入催化劑 ???? b降低溫度?? ? c縮小容器體積 ???? d減少CO2的量

（2）碘循環(huán)工藝不僅能吸收SO2降低環(huán)境污染，同時(shí)又能制得氫氣，具體流程如下：

①用離子方程式表示反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)???????????????????????? 。

②用化學(xué)平衡移動(dòng)的原理分析，在 HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H2的目的是??????????????? 。

Ⅲ．開發(fā)新能源是解決大氣污染的有效途徑之一。甲醇燃料電池(簡(jiǎn)稱DMFC)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能量轉(zhuǎn)化率高、對(duì)環(huán)境無污染,可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關(guān)注。DMFC工作原理如圖所示：

通入a氣體的電極是原電池的? ??? （填“正”或“負(fù)”），

其電極反應(yīng)式為? ??? ???? ????? 。

前段時(shí)間席卷我國(guó)大部的霧霾天氣給人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的影響，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)部分城市霧霾天占全年一半，引起霧霾的PM2.5微細(xì)粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3、金屬氧化物、有機(jī)顆粒物及揚(yáng)塵等。

（1）有機(jī)顆粒物的產(chǎn)生主要是由于不完全燃燒導(dǎo)致的相關(guān)熱化學(xué)方程式如下：

①C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH1＝－94kJ·mol－1；

②C8H16(l)+12O2(g)=8CO2(g)+8H2O(l)? ΔH2＝－1124kJ·mol－1

③C8H16(l)+4O2=8C（g）+8H2O（l）ΔH3＝????????????????? kJ·mol－1

（2）納米二氧化鈦可光解揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCs），若無水蒸氣存在，三氯乙烯降解反應(yīng)為：C2HCl3+2O2→2CO2+HCl+Cl2，若有足夠量的降解后的尾氣，實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)產(chǎn)物中有氯氣的簡(jiǎn)單方法是：????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ；通過質(zhì)譜儀發(fā)現(xiàn)還有多種副反物，其中之一為：，則該有機(jī)物核磁共振氫譜有 　 個(gè)峰。

已知：Cu(OH)2是二元弱堿；亞磷酸（H3PO3）是二元弱酸，與NaOH溶液反應(yīng)，生成Na2HPO3。

（3）在銅鹽溶液中Cu2＋發(fā)生水解反應(yīng)的離子方程式為____，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為____；（已知：25℃時(shí)，Ksp[Cu(OH)2]＝2.0×10－20mol3/L3）

（4）電解Na2HPO3溶液可得到亞磷酸，裝置如圖（說明：陽(yáng)膜只允許陽(yáng)離子通過，陰膜只允許陰離子通過）

①陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為____________________。

②產(chǎn)品室中反應(yīng)的離子方程式為____________。

氮元素的氫化物和氧化物在工業(yè)生產(chǎn)和國(guó)防建設(shè)中都有廣泛應(yīng)用，回答下列問題：

(1)氮元素原子的L層電子數(shù)為________；

(2)肼可作為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，與氧化劑N2O4反應(yīng)生成N2和水蒸氣。

已知：①N2(g)＋2O2(g)=N2O4(l)　? ΔH1＝－19.5 kJ·mol－1

②N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)　 ΔH2＝－534.2 kJ·mol－1

寫出肼和N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式________________________；

(3)已知H2O(l)=H2O(g)　ΔH3＝＋44 kJ·mol－1，則表示肼燃燒熱的熱化學(xué)方程式為________________________。

(4)肼—空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時(shí)，負(fù)極的反應(yīng)式為________________________。