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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:101 题号:11470785
汽车尾气中含有上百种不同的化合物,其中的污染物有固体悬浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物等。汽车尾气是城市主要空气污染物,汽车内燃机工作时发生反应:N2(g) + O2(g) 2NO(g),是导致汽车尾气中含有 NO 的原因之一。
(1)已知H2或 CO 可以催化还原 NO 以达到消除污染的目的。
N2(g) + O2(g) = 2NO(g) ΔH = + 180.5 kJ·mol-1
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) ΔH = - 571.6 kJ·mol-1
写出H2(g)与NO(g)反应生成 N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是________, 判断该反应自发进行的条件:_____(填“高温自发”或“低温自发”)。
(2)当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。如图表示在其他条件不变时,反应 2NO(g) + 2CO(g) 2CO2(g) + N2(g) 中 NO 的浓度[c(NO)]随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。

①则该反应 ΔH _____0(填“>”或“<”)。
②若催化剂的表面积 S1 > S2,在该图中画出 c(NO)在 T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线_____________
(3)某研究小组往一恒温恒压容器充入 9 mol N2和 23 mol H2模拟合成氨反应,下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。若体系在 T2、60 MPa 下达到平衡。

此时N2的平衡分压为_____MPa。(分压 = 总压 × 物质的量分数)。计算出此时的平衡常数 Kp =_____(用平衡分压代替平衡浓度计算,结果保留 2 位有效数字)。

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【推荐1】NOx会造成大气污染,工业上采用多种方法进行处理。
I. 氯气氧化法:恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO0.1molCl2。10min达平衡,测得10minv(ClNO)=0.005mol/(L·min),则平衡后n(Cl2)=________mol。若其它条件不变,上述反应在恒压条件下进行,平衡时NO 的转化率______(填增大”、“减小不变”),此条件下的平衡常数K值为_______
II. 臭氧氧化法:烟气中的NOO3预处理后转化为NO2,再用CaSO3悬浊液吸收NO2
已知:常温下,Ksp(CaSO4)=9.1×10-6,Ksp(CaSO3)=3.1×10-7
(1)NOO3反应过程的能量变化如下:

NOO3氧化的总反应是化合反应,该反应的热化学方程式为 _______________
(2)CaSO3悬浊液静置,取上层清液,测得pH约为8,用化学用语解释其原因为_______________________________________
(3)实际吸收NO2的过程中,通过向CaSO3悬浊液中加入Na2SO4固体,提高NO2的吸收速率,从溶解平衡的角度解释其原因:______________________________________
III. 选择性非催化还原法:用同位素示踪法,在高温有氧下NH3做还原剂与 15NO 进行选择性反应。
请将该反应的化学方程式补充完整:____________________15NN+□H2O
2018-04-01更新 | 149次组卷
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【推荐2】2020年世界环境日的宣传主题为“关爱自然,刻不容缓”。防治大气污染、水体污染等是世界各国保护环境的最重要课题。
(1)将催化重整为可用的化学品,对改善环境意义重大。
①某科研团队利用三元催化剂在850℃下“超干重整”
已知:反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
则反应Ⅲ.___________
②在体积为1L的刚性容器中进行“合成气催化重整”,反应的化学方程式为。当投料比时,的平衡转化率()与温度(T),初始压强(p)的关系如图所示。

压强p1___________(填“>”“<”或“=”,下同)2MPa;当温度为T3、压强为p1时,a点时的υ(逆)___________ υ(正);起始时向容器中加入1mol和1mol,在温度为、初始压强为2MPa时反应,该反应的K=___________
(2)氮的氧化物是造成大气污染的主要物质,研究氮氧化物的反应机理更有助于消除大气污染。
①NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术,研究发现在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如下图。写出脱硝过程的总反应的化学方程式:___________

②催化氧化法去除NO是在一定条件下,用NH3消除NO污染,其反应原理为。不同温度条件下,为2:1时,得到NO脱除率曲线如下图所示。脱除NO的最佳温度是___________。在温度超过1000℃时NO脱除率骤然下降的原因可能是___________

③NO氧化反应:分两步进行,反应Ⅰ.,反应Ⅱ.,其反应过程能量变化示意图如下图。其中决定NO氧化反应速率的步骤是反应___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
2021-01-08更新 | 276次组卷
解答题-工业流程题 | 适中 (0.65)
【推荐3】硫酸锰在锰系产品中具有重要地位,由软锰矿(MnO2) 和硫铁矿(FeS2)制备流程如下:

(1)从“除质2”后的溶液中得到MnSO4的操作为______、降温结晶、过滤和干燥。
(2)下图是在一定条件下,不同浓度的硫酸对各元素浸出率的影响,由此得出的相关结论是:

__________;②__________。提高软锰矿浸出率的措施还有_____________
(3)除铁剂为H2SO5和氨水。
①H2SO5 中S的化合价为+6,其中过氧键的数目为______,加入其目的是_________
②写出Fe3+生成沉淀黄铵铁矾NH4Fe3(SO4)2(OH)6的离子方程式____________
(4)工业除质剂为MnF2,发生反应为(已知,该温度下MnF2、CaF2 和MgF2 的Ksp分别为5.0×10-3、2.0×10-10、8.0×10-11)
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若滤液中c(Mg2+) =0.02 mol/L,加入MnF2(s),使Ca2+恰好沉淀完全即溶液中c(Ca2+) =1.0×10-5mol/L,此时是否有MgF2 沉淀生成?_________(列式计算)。
2018-03-15更新 | 239次组卷
共计 平均难度:一般