2024届新高考化学热点冲刺复习：汽车尾气的治理

2024届新高考化学热点冲刺复习汽车尾气的治理你知道这些汽车用什么做能源的吗？话说汽车与尾气据统计，每千辆汽车每天排出一氧化碳约3000kg，碳氢化合物200—400kg，氮氧化合物50—150kg；按此计算1年我国汽车氮氧化合物排放量8500吨—25500吨，CO排放量为51万吨问题1：请你说说汽车产生这些尾气的化学原理？问题2：如何减少或消除汽车尾气中的有害成分？深入科学本质汽车尾气的化学成分及可能的化学反应近200种化合物，对人体危害最大的是燃料不完全燃烧形成的一氧化碳、CXHY以及氮气与氧气高温下生成的氮氧化物NOX。探究消除汽车尾气汽车尾气中除了CO、CXHY、NOX等有害物质以外，当然还含有氧气、氢气、水等等物质，你认为这些物质之间可以发生氧化还原反应吗？请写出可能的反应，并说一说你是怎么猜想（1）尾气被氧化一氧化碳与氧气一氧化碳与水碳氢化合物与氧气（2）尾气间的氧化--还原一氧化氮与一氧化碳二氧化氮与氢气一氧化氮与碳氢化合物所有的氧化剂与还原剂之间都会发生反应吗？2NO

+2CO==N2+2CO2CH4+2NO2=CO2+N2+2H2O

判断反应能否自发进行的依据是什么？H2+2NO2=2HNO2验证该反应能否发生已知：（1）N2(g)+O2(g)==2NO(g)(g)，ΔH1=+180KJ·mol-1;（2）2NO(g)+O2(g)==2NO2(g)(g),ΔH2=-1023KJ·mol-1;（3）CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);△H3=-890KJ/mol

回答下列问题：1.判断反应CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2

O(l)，ΔH4是多少KJ·mol-13.资料表明该反应在低温或高温下均能自发进行，为什么？2.该反应在什么条件下能自发进行？实际问题的解决该反应CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(l)，的二氧化氮在不同温度下的平衡转化率如下图所示，试解释其可能的原因SO2平衡转化率反应温度/445℃

已知2NO(g)

+2CO(g)

N2(g)

+2CO2(g)该反应在500K时，平衡常数为4.4×1067

，在1000K时平衡常数为4.5×1028。问题1：温度升高平衡常数变小，为什么？

深度探究问题3：为什么尾气中一氧化氮与一氧化碳含量高呢？问题4：如何提高尾气转化的速率呢？问题2：你认为该反应的程度大吗？提高尾气的转化效率1.从燃料燃烧到放出气体不到几秒钟，提高尾气转化率关键是加快速率问题1：下图是“三元催化转化器”，常温下不具备催化能力，为什么？问题2：催化剂需要适宜的温度，你认为三元催化转化器是如何维持反应温度,又是如何使尾气转化充分2.某研究小组实验中发现机动车尾气转化效率与空燃比（空气与燃油气的体积比）的变化关系问题1：空燃比变小时，碳氢化合物与一氧化碳的转化率变低，而氮氧化物的转化率变高，说明原因CH4+2NO2CO2+N2+2H2O2NO

+2CON2+2CO2问题2：你认为合适的空燃比是多少？3.下图所示，是当前研究较多并已经投放市场的汽车尾气消除方法。请回答下列方法：空燃比过小易产生CO，有人提出可以设计反应2CO(g)==2C(s)+O2(g)来消除CO污染。判断该设想是否可行，并说明理由？4.在汽车尾气上安装三元催化转化器在一定条件下丙烯可选择性还原NOX，用以除去氮氧化物。如：2C3H6(g)+18NO(g)6CO2(g)+6H2O(g)+9N2(g)。画出在一容积可变的密闭容器中，保持500℃，从通入NO和C3H6开始，随着反应的不断进行，外力不断压缩容器体积，使压强不断增大（各物质状态不发生改变），NO的物质的量变化曲线示意图5.问题：碱液吸收法也是处理氮氧化物的常用方法，将氢氧化钠溶液脱硝得到的NaNO2、NaNO3的混合液和氢氧化钠溶液分别加入到如下图所示的电解槽中进行电解，可以进一步处理成无害物质N2排放。A室中产生N2的电极方程式2NO2-+6e-+4H2O==N2+8OH-2NO3-+10e-+6H2O==N2+12OH-N2

A室B室阴离子交换膜电极1电极26.用强氧化剂也可以实现气体中氮氧化物脱硝用漂白粉溶液脱硝过程包含一系列可逆反应：2NO+O22NO2，NO+HClONO2+HCl

2NO2+H2OHNO2+HNO3等（1）实验测得吸收液初始PH与NO的脱除率的关系如题图所示：问题1：在4<PH<10时，PH越小，NO脱除率越大，为什么？4861012NO脱除率%20608040PH起始吸收液，含Ca(ClO)20.1%PH较小时，溶液HClO浓度增大，有利于NO被氧化高价态氮氧化物6.用强氧化剂也可以实现气体中氮氧化物脱硝用漂白粉溶液脱硝过程包含一系列可逆反应：2NO+O22NO2，2NO2+H2OHNO2+HNO3，NO+HClONO2+HCl等（1）实验测得吸收液初始PH与NO的脱除率的关系如题图所示：问题2：在PH=12时，NO脱除率又有所增大，为什么？4861012NO脱除率%20608040PH起始吸收液，含Ca(ClO)20.1%PH=12时，溶液处于碱性状态，氮氧化物转化为盐小结解决实际问题的行动1.化学反应方向判断可能的化学原理与反应条件2.是反应程度问题（热力学），还是反应速率（动力学）3.动力学思考常见5个条件的变化；还是通过能量转化方式不同实现“做功”4.热力学问题思考常见3个条件的变化；创新解决解决汽车动力的可行办法（1）燃料通过电化学方法释放化学能，并生成无污染物质（2）充电电源（3）太阳能电池通过本节课的学习，你认为，人类解决汽车能源还有哪些创新之举人类的大智慧为减少汽车尾气，人类除了探索太阳能汽车，电力汽车，氢能汽车外，在我国正在大力推广乙醇做燃料的汽车到2020年我国将实现乙醇汽油全覆盖。利用下图所示装置可以CO2气体转化为燃料气体CO下列说法正确的是A.该过程是将化学能转化为电能的过程B.电极a表面发生还原反应C.b电极的电极反应为：CO2+2H++2e-==CO+H2OD.该装置中每生成1molCO，同时生成1molO2C2.“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如右图所示。下列说法不正确的是A.该装置是将化学能转变为电能B.正极反应的电极方程式为：2CO2+2e-=C2O42-C.每得到1mol草酸铝，电路中转移3mol电子D.利用该技术可捕捉大气中的CO2金属铝溶剂Al2(C2O4)3CO2/草酸盐C2O42-C左图所示，是当前研究较多并已经投放市场的汽车尾气消除方法。请回答下列方法：2.在汽车尾气上安装三元催化转化器可实现反应：2NO

(g)+2CO(g)==2N2+2CO2(g)ΔH<0;若该反应在恒压的密闭容器中进行，则下列有关说法正确的是（）A.其它条件不变，增大催化剂与反应物的接触面积，能提高反应速率，使平衡常数增大B.平衡时，其他条件不变，升高温度，逆反应速率增大，正反应速率减少C.在恒温条件下，混合气体密度不变时，反应达到化学平衡状态D.平衡时，其他条件不变，增大NO的浓度，反应物的转化转化率都增大C课后巩固2.在汽车尾气上安装三元催化转化器可实现反应：2NO

(g)+2CO(g)==2N2+2CO2(g)ΔH<0;将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，经过相同时间内测量逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率（脱氮率即NO的转化率），结果如图所示。以下说法正确的是（）A.第②种催化剂比第①种催化剂脱氮率高B.相同条件下，改变压强对脱氮率没有影响C.曲线①、②最高点表示此时平衡转化率最高D.两种催化剂分别适宜55℃和75℃左右脱氮D谢谢大家！

谢谢各位！请批评指正！作业1：调查人类当前消除雾霾的主要方