高中化学复习知识点汽车尾气消除.docx

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高中化学复习知识点汽车尾气消除

高中化学复习知识点：

汽车尾气消除

一、单选题

1．随着我国汽车年销量的大幅增加，给空气环境造成了很大的污染。

汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是（）

A．反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物

B．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2

C．NO和O2必须在催化剂表面才能反应

D．催化转化总化学方程式为2NO＋O2＋4CO

4CO2＋N2

2．汽车尾气含氮氧化物（NOX）、碳氢化合物（CXHY）、碳等，直接排放容易造成“雾霾”。

因此，不少汽车都安装尾气净化装置（净化处理过程如图）。

下列有关叙述，错误的是

A．尾气造成“雾霾”与汽油未充分燃烧有关

B．尾气处理过程，氮氧化物（NOX）被还原

C．Pt-Rh催化剂可提高尾气净化反应的平衡转化率

D．使用氢氧燃料电池作汽车动力能有效控制雾霾

3．“三元催化转换器”可将汽车尾气中的有害成分

转化为无毒气体，其微观反，应示意图如图1所示（不同的球表示不同的原子），则图1中方框内表示无毒气体分子的示意图是（）

A．

B．

C．

D．

4．化学与生活、环境密切相关，下列说法错误的是

A．做油条用的膨松剂不应含明矾

B．享有“镇国之宝”称谓的“后母戊鼎”属于青铜制品

C．汽车尾气中含有的氮氧化物，是汽油不完全燃烧造成的

D．“煤改气”可以减少SO2等有害物质的排放量，有利于“雾霾”天气的治理

5．下列关于氮气的说法中错误的是（）

A．通常情况下氮气性质很稳定，所以氮气可以在电焊时作保护气

B．N2+O2

2NO，该反应是汽车尾气造成污染的主要因素之一

C．氮气在空气中约占质量比的

D．在反应3Mg+N2

Mg3N2中，氮气作氧化剂

6．下列气体排放到空气中，会导致酸雨的是（　　）

A．CH4B．NH3

C．N2D．NO2

7．二次污染是排入环境中的一次污染物在物理、化学或生物因素的作用下发生变化，或与环境中的其他物质发生反应，生成新的污染物。

下列物质①SO2、②NO、③NO2、④HCl、⑤CO2，不易导致二次污染的是（　　）

A．①②③④⑤B．①③⑤C．④⑤D．④

8．雾霾已经成为社会各界共同关注的热门话题，下列因素与雾霾成因无关的是

A．氮气排放B．燃煤供热C．汽车尾气排放D．田间焚烧秸秆

9．2007年诺贝尔化学奖得主——德国科学家格哈德·埃特尔对有关一氧化碳在金属铂表面的氧化过程的研究，催生了汽车尾气净化装置。

净化装置中的催化转化器，可将CO、NO、NO2和碳氢化合物等转化无害的物质，有效降低尾气对环境的危害。

下列有关说法不正确的是

A．催化转化器中的铂催化剂可加快CO氧化

B．铂表面做成蜂窝状更有利于提高催化效果。

C．在铂催化下，NO、NO2可被CO还原成N2

D．碳氢化合物在铂催化下，被CO直接氧化成CO2和H2O

10．三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，其催化剂表面物质转化的关系如图所示，下列说法正确的

A．在转化过程中，氮元素均被还原

B．依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程

C．还原过程中生成0.1molN2，转移电子数为0.5NA

D．三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、COx三种成分的净化

二、综合题

11．某城市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5（直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物），其主要来源为燃煤、机动车尾气等。

因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。

请回答下列问题

（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。

若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

离子

K+

Na+

NH4+

SO42-

NO3-

Cl-

浓度/mol·L-1

4×10-6

6×10-6

2×10-5

4×10-5

3×10-5

2×10-5

根据表中数据判断待测试样为__（填“酸”或“碱”）性，表示该试样酸碱性的c（H+）或c（OH-）=___mol·L-1。

（2）煤燃烧排放的烟气中含有SO2和NOx，易形成酸雨，污染大气，采用NaClO2溶液在碱性条件下可对烟气进行脱硫，脱硝，效果非常好。

完成下列对烟气脱硝过程的离子方程式。

（____）ClO2-+（____）NO+（____）OH-=（____）Cl-+（____）NO3-+______

（3）为减少SO2对环境的污染，常将煤炭转化为清洁的气体燃料，并将烟气进行处理，吸收其中的SO2。

①写出焦炭与水蒸气反应的化学方程式：

__。

②以下物质可以用来吸收烟气中SO2的是__（填字母代号）。

a.Ca（OH）2b.Na2CO3c.CaCl2d.NaHSO3

（4）汽车尾气中NOx和CO的生成及转化。

①汽车启动时汽缸温度高，汽缸中会生成NO，化学方程式为___。

②汽车燃油不完全燃烧时产生CO。

在汽车尾气系统中装上催化转化器可使CO和NO反应转化为无污染、无毒性的两种气体，其化学反应方程式为___。

12．某城市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5（直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物），其主要来源为燃煤、机动车尾气等。

因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。

请回答下列问题：

（1）PM2.5分散在空气中形成的分散系__（填“属于”或“不属于”）胶体。

（2）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。

若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

根据表中数据判断待测试样为__（填“酸”或“碱”）性，表示该试样酸碱性的c（H＋）或c（OH－）=__mol·L-1。

（3）煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨，污染大气，采用NaClO2溶液在碱性条件下可对烟气进行脱硫，脱硝，效果非常好。

完成下列对烟气脱硝过程的离子方程式。

__ClO2-＋__NO＋__=__Cl-＋__NO3-＋__

（4）为减少SO2的排放，常采取的措施有：

①将煤转化为清洁气体燃料。

写出焦炭与水蒸气反应的化学方程式：

__。

②洗涤含SO2的烟气。

以下物质可做洗涤剂的是__（填字母）。

a.Ca（OH）2b.Na2CO3c.CaCl2d.NaHSO3

（5）汽车尾气中NOx和CO的生成及转化。

①汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，写出汽缸中生成NO的化学方程式：

__。

②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染，其化学反应方程式为__。

参考答案

1．D

【解析】

【详解】

A．总反应中，NO最终被还原为N2，N元素化合价降低，则NO是氧化剂，N2是还原产物，故A错误；B．有毒的气体对环境有污染，N2是空气的主要成分无毒，CO、NO都是有毒物质，所以汽车尾气的主要污染成分是CO和NO，故B错误；C．在空气中，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，故C错误；D．该反应的反应物是NO、O2、CO，生成物是CO2、N2，反应条件是催化剂，所以该反应方程式2NO+O2+4CO

4CO2+N2，故D正确；故选D。

【点睛】

明确图示信息是解题关键，汽车尾气的有害气体主要是氮氧化物、一氧化碳等，根据图片知，NO2在整个过程中是一种中间产物，一氧化氮气体与氧气、一氧化碳会在催化剂表面发生反应，转化为无毒气体，从而起到尾气净化作用。

2．C

【解析】

【分析】

【详解】

A.汽油未充分燃烧可增加氮氧化物（NOx）、碳氢化合物（CxHy）、碳等的排放，可造成“雾霾”，故A正确；

B.尾气处理过程中，氮氧化物（NOx）中氮元素化合价降低，得电子，被还原，故B正确；

C.催化剂只改变化学反应速率，不会改变平衡转化率，故C错误；

D.使用氢氧燃料电池作汽车动力能减少含氮氧化物（NOx）、碳氢化合物（CxHy）、碳等的排放，能有效控制雾霾，故D正确。

故选C。

3．D

【解析】

【分析】

【详解】

根据反应中原子守恒规律，该无毒气体分子为氧气，结合微观图可知，为

，故D正确；

故选D。

4．C

【解析】

【详解】

A.明矾是一种铝盐，人体内铝元素聚集到一定量时会危害健康，故A正确；

B.“后母戊鼎”属于铜合金，是青铜制品，故B正确；

C.汽车尾气中含有的氮氧化物，是汽车发动机中产生的电火花引起空气中氮气和氧气发生反应生成的，故C错误；

D.煤燃烧时会产生大量的二氧化硫和粉尘，“煤改气”后气体燃烧时比较充分，不会产生粉尘等，故D正确，

故选C。

5．C

【解析】

【详解】

A．氮气分子含有氮氮三键，通常情况下N2性质很稳定，可在电焊时作保护气，故A正确；

B．氮气与氧气在高温下生成一氧化氮，一氧化氮有毒，为空气污染物，故B正确；

C．N2在空气中约占总体积的

，故C错误；

D．在反应：

3Mg+N2

Mg3N2中，氮气中氮元素化合价降低，所以N2作氧化剂，故D正确；

故选：

C。

6．D

【解析】

【详解】

会导致酸雨的是NO2、SO2，故D符合题意。

综上所述，答案为D。

7．C

【解析】

【详解】

①SO2转化为三氧化硫，会加重酸雨的形成，为二次污染物，不选①；

②NO被氧化为NO2，NO2与水反应生成硝酸，会加重酸雨的形成，为二次污染物，不选②；

③NO2与水反应生成硝酸和NO，NO为二次污染物，不选③；

④HCl溶于水生成盐酸，不会导致二次污染，选④；

⑤大量CO2可以导致温室效应，CO2溶于水生成碳酸，不会导致二次污染，选⑤；选C；故答案为：

C。

8．A

【解析】

【详解】

雾霾天气形成，其原因有城市汽车数量剧增，排放大量尾气，工业生产、田间焚烧秸秆及冬季取暖排放的粉尘、硫氧化合物等PM2.5颗粒物增多等，选A。

9．D

【解析】

【分析】

将CO、NO、NO2和碳氢化合物等转化无害的物质，即可以转化为二氧化碳，氮气、水等。

【详解】

A.催化转化器中的铂催化剂可加快反应速率，A正确；

B.铂表面做成蜂窝状增大与反应物接触面积，更有利于提高催化效果，B正确；

C.在铂催化下，NO、NO2可被CO还原成N2，C正确；

D.一氧化碳具有还原性，不能氧化碳氢化合物，D错误；

答案为D。

10．D

【解析】

【分析】

根据图像可知，反应物为CO、CxHy、NOx、O2，生成物为N2、H2O、CO2。

【详解】

A．在转化过程中，氮元素化合价先升高为+5价，再降低为0价，则先被氧化，再被还原，A说法错误；

B．依据图示判断催化剂参与储存和还原过程，B说法错误；

C．还原过程中生成0.1molN2，不能确定由几价的N原子得电子，则转移电子数不能确定，C说法错误；

D．三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、NOx、CxHy三种成分的净化，D说法正确；

答案为D。

11．酸10-4344342H2OC+H2O

CO+H2abN2+O2

2NO2CO+2NO

2CO2+N2

【解析】

【分析】

（1）根据电荷守恒判断溶液的酸碱性；

（2）根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平方程式；

（3）①焦炭与水蒸气反应生成CO和H2；

②SO2是酸性氧化物，能被碱性溶液吸收；

（4）①汽车启动时汽缸温度高，氮气和氢气在汽缸中会生成NO；

②在汽车尾气系统中装上催化转化器可使CO和NO反应转化为氮气、二氧化碳。

【详解】

（1）根据表格数据，试样所含水溶性无机离子所带电荷总数是c（K+）+c（Na+）+c（NH4+）-2c（SO42－）-c（NO3－）-c（Cl－）=4×10-6+6×10-6+2×10-5-2×4×10-5-3×10-5-2×10-5=-1×10-4，根据溶液的电中性原则，溶液中应该含有带正电荷的氢离子，c（H+）=1.0×10－4mol/L，所以溶液呈酸性；

（2）ClO2-中氯元素化合价由+3降低为-1，NO中N元素化合价由+2升高为+5，根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒，烟气脱硝过程的离子方程式3ClO2-+4NO+3OH-=3Cl-+4NO3-+2H2O；

（3）①焦炭与水蒸气反应生成CO和H2，反应方程式是C+H2O

CO+H2；

②SO2是酸性氧化物，能被碱性溶液吸收，Ca（OH）2呈碱性，能吸收SO2生成亚硫酸钙和水；Na2CO3呈碱性，能吸收SO2；CaCl2与SO2不反应；NaHSO3与SO2不反应；故选ab；

（4）①汽车启动时汽缸温度高，氮气和氢气在汽缸中生成NO，化学方程式为是N2+O2

2NO；

②在汽车尾气系统中装上催化转化器可使CO和NO反应转化为氮气、二氧化碳，其化学反应方程式为2CO+2NO

2CO2+N2。

12．不属于酸10-4344OH-342H2OC＋H2O（g）

CO＋H2abN2+O2

2NO2CO+2NO

2CO2+N2

【解析】

【分析】

（1）胶体的分散系中分散质的直径在1～100nm；

（2）观察表格中发现其中含有

，

水解显酸性，PM2.5呈为酸性；

（3）反应中N元素化合价由+2价的NO升高为

中+5价，共升高3价，Cl元素由

中+3价降低为−1价，共降低4价，化合价升降最小公倍数为12，故

系数为3，故NO系数为4，利用电荷守恒及元素守恒配平物质的系数；

（4）①碳和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气；②二氧化硫为酸性氧化物，吸收二氧化硫的试剂和二氧化硫发生反应；

（5）①汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO 排放量越大，汽缸中生成NO 是空气中氮气和氧气放电生成一氧化氮；②在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO 的污染，一氧化碳和一氧化氮催化剂作用生成氮气和二氧化碳。

【详解】

（1）胶体的分散系中分散质的直径在1～100nm，PM2.5是指大气中直径接近于2.5×10−6m的颗粒物，直径大于100nm，则细颗粒物分散在空气中形成的分散系不是胶体，

故答案为：

不属于；

（2）观察表格中发现

水解显酸性，PM2.5的酸碱性为酸性，试样的pH值根据溶液中电荷守恒计算得到：

，将各个数值代入上述式子可得c（H+）=1.0×10−4mol/L，氢离子浓度为10−4mol/L，

故答案为：

酸；10−4；

（3）反应中N元素化合价由+2价的NO升高为

中+5价，共升高3价，Cl元素由

中+3价降低为−1价，共降低4价，化合价升降最小公倍数为12，故

系数为3，故NO系数为4，则根据电荷守恒、元素守恒及反应在碱性条件下进行，则配平好的方程式为：

，

故答案为：

3、4、4OH−、3、4、2H2O；

（4）①焦炭与水蒸气反应生成水煤气的化学方程式为：

C＋H2O（g）

CO＋H2，

故答案为：

C＋H2O（g）

CO＋H2；

②a．二氧化硫是酸性氧化物，所以具有酸性氧化物的通性，能够与碱反应：

SO2+Ca（OH）2=CaSO3↓+H2O，故a正确；

b．二氧化硫水溶液是亚硫酸，所以也能够与碳酸钠反应：

SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2↑，所以可以用碳酸钠溶液做洗涤剂，故b正确；

c．二氧化硫与氯化钙溶液不反应，故c错误；

d．SO2在亚硫酸氢钠溶液中的溶解度很小，所以不能用亚硫酸氢钠溶液作洗涤液，故d错误；

故答案为：

ab；

（5）①．汽缸中生成NO是空气中氮气和氧气放电生成一氧化氮，反应的化学方程式为：

N2+O2

2NO，

故答案为：

N2+O2

2NO；

②．在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染，一氧化碳和一氧化氮催化剂作用生成氮气和二氧化碳，反应的化学方程式：

2CO+2NO

2CO2+N2，

故答案为：

2CO+2NO

2CO2+N2。