组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应速率与化学平衡 > 化学平衡 > 化学平衡图像分析
题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:218 题号:10383177
工业上,常采用氧化还原方法处理尾气中的CO、NO。
【氧化处理法】沥青混凝土可作为反应:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)的催化剂。
图甲表示在相同的恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时间段下,使用同质量的不同沥青混凝土(α型、β型)催化时,CO的转化率与温度的关系。

(1)在a、b、c、d四点中,未达到平衡状态的是___
(2)已知c点时容器中O2浓度为0.04mol·L-1,则50℃时,在α型沥青混凝土中CO转化反应的平衡常数K=___(用含x的代数式表示)。
(3)下列关于图甲的说法正确的是__
A.CO转化反应的平衡常数K(a)<K(c)
B.在均未达到平衡状态时,同温下β型沥青混凝土中CO转化速率比α型要大
C.b点时CO与O2分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高
D.e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性
【还原处理法】某含钴催化剂可以催化消除柴油车尾气中的碳烟(C)和NOx。不同温度下,将模拟尾气(含0.025molNO、0.5molO2和足量碳烟)以相同的流速通过该催化剂,测得所有产物(CO2、N2、N2O)与NO的相关数据,结果如图乙所示。

(4)375℃时,测得排出的气体中含0.45molO2和0.052molCO2,则Y的化学式为___
(5)实验过程中采用NO模拟NOx,而不采用NO2的原因是___
(6)工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2,再利用电解法使K2CO3溶液再生,其装置示意图如图:

①在阳极区发生的反应包括___和H++HCO3 =CO2↑+H2O
②简述CO32在阴极区再生的原理:___

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【推荐1】氨在工业生产中应用广泛,可由N2、H2合成NH3
(1)天然气蒸汽转化法是获取原料气中H2的主流方法。CH4经过两步反应完全转化为H2和CO2,其能量变化示意图如下:

结合图象,写出CH4通过蒸汽转化为CO2和H2的热化学方程式_______
(2)利用透氧膜,一步即获得N2、H2,工作原理如图所示(空气中N2与O2的物质的量之比按4∶1计)

若膜Ⅰ侧所得气体=1,写出上述过程反应方程式:_______
(3)甲小组模拟工业合成氨在一恒温恒容的密闭容器中发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH< 0。t1时刻到达平衡后,在t2时刻改变某一条件,其反应过程如图所示,下列说法正确的是_______

a. Ⅰ、Ⅱ两过程到达平衡时,平衡常数:K>K
b. Ⅰ、Ⅱ两过程到达平衡时,NH3的体积分数:Ⅰ<Ⅱ
c. Ⅰ、Ⅱ两过程到达平衡的标志:混合气体平均相对分子质量不再变化
d. t2时刻改变的条件可以是向密闭容器中加N2和H2混合气
(4)乙小组模拟不同条件下的合成氨反应,向容器充入9.0mol N2和23.0mol H2,图为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(P )的关系图。

①T1、T2、T3由大到小的排序为_______
②计算T2、60MPa 平衡体系的平衡常数Kp=_______。(保留两位有效数字)(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
2022-08-27更新 | 171次组卷
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【推荐2】研究氮氧化物的性质具有重要的意义。
(1)NO可以催化的反应:
反应Ⅰ. kJ/mol
反应Ⅱ. kJ/mol
①下列说法正确的是:_____
A.高温下有利于反应I的自发进行
B.反应Ⅱ的对该反应的自发性影响不大
C.恒温恒容下加入一定量,若容器内压强没有明显变化,说明不加催化剂时,的反应不能自发进行
D.NO催化下,一定量反应一段时间后,升高温度,的体积分数可能变大
②据报道,瑞典某工厂利用上述反应制取硫酸。在合成时,向反应容器中适时通入冷激气(冷的原料气),其作用是_____
(2)密闭容器中加入一定量,发生反应Ⅱ(忽略其它反应)。保持常压条件,经过相同时间,测得的体积分数随温度的变化如图所示:

①由图可知,在M点之前,反应中的体积分数随温度升高而减小,其原因为:_____
②250℃和常压下,等物质的量的反应后,测得平衡时NO的物质的量分数为40%,则该反应的物质的量分数平的转化率平衡常数_____。(是用平衡时物质的量分数代替平衡浓度计算)保持上述条件不变,提高原料中的比例,使平衡时的产率为90%。则的投料比(即起始时加入的物质的量之比)为_____
(3)在一定温度下,一定量分解成氮气和氧气,同时释放出热量。分解的部分实验数据如下表。反应一段时间后,只改变如下一个条件。下列说法正确的是:_____。
反应时间/min0102030405060708090100
/mol·L0.1000.0900.0800.0700.0600.0500.0400.0300.0200.0100.000
A.增大压强,分解速率增大
B.增大容器的体积,该分解反应平衡右移,变小
C.减小的浓度,该分解反应速率减小
D.升高温度,容器内气体的压强一定变大

(4)以固体催化剂催化CO还原NO生成气体,反应历程如下(*表示吸附态),
请补充完整。
化学吸附:
表面反应:_____
_____
脱附:
2023-07-23更新 | 184次组卷
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【推荐3】航天员呼吸产生的CO2用下列反应处理,可实现空间站中O2的循环利用。
sabatior反应:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)
水电解反应:2H2O(l)2H2(g) + O2(g)
(1)将原料气按nCO2∶nH2=1:4置于密闭容器中发生Sabatier反应,测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。

①已知H2(g)、CH4(g)的燃烧热分别为A kJ/mol、BkJ/mol, H2O(l)=H2O(g) △H =C kJ/mol。计算Sabatier反应的△H=___kJ/mol。
②温度过高或过低均不利于该反应的进行,原因是________
③200℃达到平衡时体系的总压强为p,该反应平衡常数Kp的计算式为________。(不必化简。用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(2)Sabatier反应在空间站运行时,下列措施能提高CO2转化效率的是______(填标号)。
A.适当减压 B.增大催化剂的比表面积
C.反应器前段加热,后段冷却 D.提高原料气中CO2所占比例
E.合理控制反应器中气体的流速
(3) 一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)代替Sabatier反应。
在250℃,向体积为2L且带气压计的恒容密闭容器中通入0.08molH2和0.04molCO2发生Bosch 反应CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g) △ H
①若反应起始和平衡时温度相同(均为250℃),测得反应过程中压强(P)随时间(t)的变化如图I 曲线a所示,则△H___0(填“>”“<”或“不确定”) ;若其它条件相同,仅改变某一条件时,测得其压强(P)随时间(t)的变化如图I 曲线b所示,则改变的条件是______________
②图II是甲、乙两同学描绘上述反应平衡常数的对数值(lgK)与温度的变化关系,其中正确的曲线是____________(填“甲”或“乙”):m值为____________

③Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是__________________
2017-06-05更新 | 357次组卷
共计 平均难度:一般