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题型:解答题-原理综合题 难度:0.15 引用次数:837 题号:13591950
反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)是制取硝酸、烟气脱硝中的重要反应。回答下列问题:
(1)NO被氧化的机理如下:第一步:NO+O2NO3,第二步:NO3+NO2NO2,其能量与反应过程的关系如图所示:

①2NO(g)+O2(g) = 2NO2(g)的ΔH___________0(填“>”或“<”)。图中第一步反应的逆反应的活化能为___________kJ/mol(用含a、b、c、ΔH的代数式表示)。
②k1、k−1、k2为反应速率常数,若某反应包含多个基元反应(一步直接转化为产物的反应,如上述反应第一步与第二步均为基元反应),反应速率由最慢的一步基元反应决定,对于基元反应aA + bB=cC+dD,其速率方程为v(正)=kca(A)·cb(B)。上述第一步反应的平衡常数为___________(用含如k1、k−1的代数式表示);写出反应2NO(g) +O2(g)2NO2(g)的平衡速率方程:v(正)=___________(用含k1、k−1、k2、c( NO)及c(O2)的代数式表示)。
(2)在恒压反应器中充入NO、O2,当O2分别过量6%、20%和100%时,NO的平衡转化率α分别如图所示(图中虚线)。

①该压强下,400℃、O2过量100%时,NO的平衡转化率α =___________
②图中实线为相同时间内NO的转化率随温度的变化曲线,实线左侧,随温度升高,NO的转化率逐渐增大,其原因是___________
(3)若在恒压反应器中充入m mol NO和n mol O2,在温度T℃、压强p kPa条件下进行反应。平衡时,若NO的转化率为50%,则该条件下的平衡常数Kp=___________kPa−1(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(4)NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池,其原理如下图所示。该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y,Y可循环使用。则正极反应方程式为___________

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解答题-原理综合题 | 困难 (0.15)
【推荐1】CH4-CO2重整技术是实现“碳中和”的一种理想的CO2利用技术,具有广阔的市场前景、经济效应和社会意义。该过程中涉及的反应如下。
主反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1
副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2= + 41.0 kJ/mol
回答下列问题:
(1)已知CH4、CO和H2的燃烧热ΔH分别为-890.3 kJ/mol、-283.0 kJ/mol和-285.8 kJ/mol,该催化重整主反应的ΔH1=_______kJ/mol。有利于提高CO2平衡转化率的条件是_______(填标号)。
A.高温高压             B.高温低压             C.低温高压             D.低温低压
(2)在刚性密闭容器中,进料比分别等于1.0、1.5、2.0,且反应达到平衡状态。

①甲烷的质量分数随温度变化的关系如图甲所示,曲线a对应的=_______
②反应体系中,随温度变化的关系如图乙所示,随着进料比 的增加,的值_______(填“增大”、“不变”或“减小”),其原因是_______
(3)在800℃、101 kPa时,按投料比=1.0加入刚性密闭容器中,达平衡时甲烷的转化率为90%,二氧化碳的转化率为95%,则副反应的平衡常数K=_______(计算结果保留2位有效数字)。
(4)我国科学家设计了一种电解装置如图丙所示,能将二氧化碳转化成合成气CO和H2,同时获得甘油醛。则催化电极a为_______极,催化电极b产生CO的电极反应式为_______
2022-09-14更新 | 472次组卷
解答题-原理综合题 | 困难 (0.15)
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【推荐2】煤的气化可以减少环境污染,而且生成的CO和H2被称作合成气,能合成很多基础有机化工原料。
(1)工业上可利用CO生产乙醇:2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g) ΔH1
又知:H2O(l)=H2O(g) ΔH2
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH3
工业上也可利用CO2(g)与H2(g)为原料合成乙醇:
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(l)ΔH
则ΔH与ΔH1、ΔH2、ΔH3之间的关系是ΔH=____________
(2)一定条件下,H2、CO在体积固定的绝热密闭容器中发生如下反应:4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g),下列选项不能判断该反应达到平衡状态的是__________
A.v(H2)=2v(CO) B.平衡常数K不再随时间而变化
C.混合气体的密度保持不变 D.CH3OCH3和H2O的体积之比不随时间而变化
(3)工业可采用CO与H2反应合成再生能源甲醇,反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),在一容积可变的密闭容器中充有10 mol CO和20 mol H2,在催化剂作用下发生反应生成甲醇,CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(p)的关系如图1所示。

①合成甲醇的反应为______________(填“放热”或“吸热”)反应。
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为____________________。p1和p2的大小关系为___________
③若达到平衡状态A时,容器的体积为10 L,则在平衡状态B时容器的体积为________L。
(4)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,其反应的热化学方程式为CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g) ΔH2="-29.1" kJ·mol-1。科研人员对该反应进行了研究,部分研究结果如图2、3:
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看,工业制取甲酸甲酯应选择的压强是________(填“3.5×106Pa”“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”)。
②实际工业生产中采用的温度是80℃,其理由是___________________
2017-02-17更新 | 657次组卷
解答题-原理综合题 | 困难 (0.15)
【推荐3】通过甲烷干重整(DRM)反应可以实现甲烷的合理转化和二氧化碳的资源化利用。某研究小组用图1方法实现甲烷干重整。

(1)甲烷干重整涉及的反应有:
   
   
   
   
   
___________
②反应的变化如图2所示。反应中属于吸热反应的有___________(填“”“”或“”)。

(2)制约干重整工业化应用的主要问题是积碳(),关键是开发出具有抗积碳性能()的催化剂。催化剂A、B对积碳与消碳的影响如图3所示:

工业生产时选择催化剂A的理由是___________
(3)图1中的反应①完成之后,以恒定流速将组成恒定的混合气通入反应器中,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图4所示。反应过程中始终未检测到,在催化剂上有积碳。下列有关图4的说法中不正确的是___________。

A.之前只发生反应
B.,可能有副反应发生,且生成的速率大于反应
C.之后,CO的气体流率减小,是因为催化剂失活或发生反应
D.之后,可能是因为积碳,使反应不再发生,反应程度变小

(4)在某温度下,若往装有足量固体的恒压密闭反应器中充入 混合气体且,若只发生反应,压强恒定为
的平衡转化率为50%,该反应的平衡常数___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
的物质的量随时间变化如图5所示。在相同温度、压强及起始物质的量不变情况下,通过调整比例将平衡转化率提高至75%,请在图5中画出的物质的量随时间t变化的曲线。___________

2024-05-28更新 | 75次组卷
共计 平均难度:一般