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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:161 题号:10736549
工业上大量排放的NOx、SO2、CO2都会污染环境, 如何治理环境和利用资源是科学研究中的重要课题。
(1)利用活性炭的还原性可处理汽车尾气, 发生如下反应: C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH> 0,一定条件下,密闭容器中的有关物质的浓度时间的变化如表所示 :
             时间/min
浓度/(mol/L)
01020304050
NO2.01.160.400.400.600.60
N200.42ab1.201.20
CO200.42ab1.201.20

①0~20min 内的平均反应速率 v(CO2) = ________mol/ ( L• min ) 。
②30min 时只改变某一条件, 则可能的变化是 ________(填字母编号)。
a.升高温度     b. 降低温度       c. 再通入一定量的 NO   d.缩小容器的体积 e. 加入合适的催化剂     f. 增大容器体积
(2)焦炭催化还原二氧化硫的化学方程式 为 2C(s)+2SO2 (g) S2(g)+2CO2(g)。一定压强下,向 IL 密闭容器中充入足量的焦炭和l molSO2发生反应 ,测得SO2的反应速率与S2 ( g ) 的生成速率随温度变化的关系如图所示: A、B、C、D四点对应的状态中,达到平衡状态的有____ ( 填字母)。

(3)高温下碳可将难溶的重晶石转化为 BaS:
反应1:BaSO4(s)+4C(s) 4CO(g)+BaS(s)ΔH=+57 l.2 kJ·moJ-1
反应2:BaSO4(s)+4C(g)4CO2(g)+BaS(s)ΔH =-188 k.J·mol-1
①保持温度不变, 若t2时刻将容器体积减小为一半,t3时刻达到新的平衡, 请在下图继续画出t2~ t4区间 c ( CO ) 的变化曲线____

② 科学家将大量排放的CO2作为新碳源的研究引起国际关注, 以新型的二氧化钛为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。催化剂的催化效率与乙酸的生成速率随温度的 变化关系如图所示。 250 ~300℃时, 温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是 ____

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【推荐1】甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为)在催化剂作用下可合成甲醇,发生的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1)a=___________
(2)将通入容积为3L的恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应Ⅱ,测得的平衡转化率与温度的关系如图1所示。
   
时反应达到平衡所需的时间为,则反应从起始至内,用表示该反应的平均反应速率为___________;平衡后向容器中再通入,平衡___________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
(2)时,反应Ⅱ的平衡常数___________
(3)甲醇会对水质造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理如下:通电后,将氧化成,然后以作氧化剂,将水中的甲醇氧化成而净化。实验室用如图2装置模拟上述过程。
   
①写出阳极的电极反应式:___________
②写出除去甲醇的离子方程式:___________
2023-06-16更新 | 46次组卷
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【推荐2】氮氧化物的任意排放会造成酸雨、光化学烟雾等环境问题,可采用多种方法消除。
已知:CH4(g)+4NO2(g)CO2(g)+2H2O(l)+4NO(g) ΔH=—654kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)CO2(g)+2H2O(l)+2N2(g) ΔH=—1240kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l) ΔH=—44kJ·mol-1
(1)CH4还原NO2
①CH4将NO2还原为N2并生成水蒸气的热化学方程式为_______
②下列措施中,能提高NO2的转化率的是_______
a.使用催化剂
b.充入NO2
c.恒容下,充入Ar惰性气体
d.把容器的体积缩小一半
e.降低温度
f.及时分离水
(2)CH4还原NO
在2L密闭容器中通入1.00molCH4和2.00molNO,在3MPa,一定温度下反应生成CO2(g)、H2O(g)、N2(g),反应时间(t)与NO的物质的量[n(NO)]关系如下表:
反应时间t/min0246810
n(NO)/mol2.001.200.800.600.500.50
由表中数据计算,2~4min内v(CH4)=_______mol·L-1·min-1,该温度下的压强平衡常数Kp_______(用分压表示,分压=物质的量分数×总压)。
(3)C还原NO
①反应C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g)在常温下能自发进行,据此判断该反应的焓变ΔH________0(填“>”“<”或“=”)。
②以上反应可分为如下四步反应历程,写出其中第三步的反应:
第一步:2NO=(NO)2
第二步:C+(NO)2=C(O)+N2O
第三步:_______
第四步:2C(O)=CO2+C
(4)NH3催化还原氮氧化物技术(SCR)是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术,反应原理如图所示:
   
用Fe作催化剂时,在氨气足量的情况下,当c(NO2):c(NO)=1:1时,脱氮率最佳,按最佳脱氮率,每生成2molN2,转移电子数目为_______
(5)除上述方法外,还可用电解法将NO转变为NH4NO3,其工作原理如图,N极的电极反应式为_______,通入NH3的主要原因是_______   
2023-05-10更新 | 428次组卷
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名校
【推荐3】一碳化学的研究对象是分子中只含一个碳原子的化合物,如CO2、CO、CH4等,回答下列问题:
(1)CO2的综合治理有助于减缓温室效应。已知下列热化学方程式:
i.2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H1=-122.6kJ•mol-1
ii.CH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g)△H2=+23.4kJ•mol-1
ⅲ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H3
Ⅳ.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H4=+206.4kJ•mol-1
v.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H5=-41kJ•mol-1
①△H3=___
②我国科学研究工作者研究了在Cu—ZnO—ZrO2催化剂条件下ⅲ的反应机理,反应机理如图1所示。下列说法正确的是___(填字母)。
A.增大体系中CO2的投入量有利于提高CO2的转化率
B.活性*H是合成甲醇的必要中间体
C.使用催化剂可以降低反应的活化能及反应热

③一定条件下,向某密闭容器中=投料,发生反应ⅲ,反应达到平衡时,容器中H2的平衡转化率与压强、温度的关系如图2所示,则温度T1、T2、T3由大到小的顺序为___
④向催化剂Cu—ZnO—ZrO2中加入Mn助剂能够提高二甲醚(CH3OCH3)的产率,通过研究Mn%值对反应的影响,得到数据如表:
Mn%CO2的转化率/%选择性产率
CH3OCH3CH3OHCOCH3OCH3
028.955.112.932.015.9
0.530.356.013.330.717.0
133.457.512.629.919.2
228.950.112.837.114.5
由上表数据可知,为获得更多二甲醚,合适的Mn%值为___
(2)将等物质的量的CH4(g)和H2O(g)加入恒温恒容密闭容器(压强为100kPa)中,发生反应ⅳ和v,容器内气体的压强随时间的变化关系如表所示。
时间/min060120180240300360
压强/kPa100118132144154162162
300min时,体系__(填“处于”或“不处于”)平衡状态。反应ⅳ前180min内平均反应速率v(CH4)=__kPa•min-1(保留小数点后2位,下同),300min时,测得氢气分压[p(H2)]为105kPa,Kp为用气体分压表示的平衡常数,分压-总压×物质的量分数,则反应v的平衡常数Kp=__
2021-05-28更新 | 358次组卷
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