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题型:解答题-原理综合题 难度:0.15 引用次数:1015 题号:14564362
汽车尾气中的NO和CO在催化转化器中反应生成两种无毒无害的气体:
已知:碳的燃烧热为393.5 kJ/mol


则:
(1) _______kJ/mol。
(2)将CO和NO按投入一恒温密闭容器,反应达平衡时,体系的总压强为a Pa、的体积分数为20%,该温度下反应的平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
(3)催化剂性能决定了尾气处理效果。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂(Ⅰ、Ⅱ)进行反应,测量逸出气体中NO含量,可测算尾气脱氮率。相同时间内,脱氮率随温度变化曲线如图所示。

①曲线上a点的脱氮率_______(填“>”、“<”或“=”)对应温度下的平衡脱氮率。
②催化剂Ⅱ条件下,450℃后,脱氮率随温度升高而下降的原因可能是_______
(4)使用甲醇汽油能减少汽车尾气对环境的污染,某化工厂用水煤气为原料合成甲醇,恒温条件下,在体积可变的密闭容器中发生反应:,到达平衡时,测得CO、分别为1 mol、1 mol、1 mol,此时容器的体积为3 L,现往容器中继续通入3 mol CO,则v()_______ v() (填“>”、“<”或“=”),判断的理由_______
(5)二甲醚也是清洁能源,用合成气在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为:。已知一定条件下,该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比的变化曲线如图:


①a、b、c按从小到大的顺序排序为_______
②某温度下,将2.0 mol 和4.0 mol 充入容积为2 L的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中二甲醚的物质的量分数变化情况如上图所示,在不同温度和压强下的平衡转化率最小的是_______
A. B. C. D.
③在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是_______
A.混合气体的平均摩尔质量变小                                 B.逆反应速率先增大后减小
C.化学平衡常数K值增大                                               D.
E.混合气体的密度减小                                               F.氢气的转化率减小

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【推荐1】CO2是一种宝贵的资源,在生产、生活中有广泛的用途。同时,二氧化碳也是一种常见的温室气体,大气中CO2含量的增加是导致全球变暖的主要原因之一。为此,我国已向世界庄严承诺,力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。
(1)正常雨水显酸性,原因是________。举例说明CO2的重要用途________(任举2例)。
(2)含碳燃料完全燃烧生成CO2。常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH = 5.60, c(H2CO3)= 1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二步电离,则H2CO3+ H+的电离常数K1=_______。 (保留1位小数,已知:10-5.60 =2.5×10-6)。
(3)以CO2和NH3为原料合成尿素CO(NH2)2是固定和利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应I : 2NH3(g) + CO2(g) NH2COONH4(s) H1=-159.47 kJ·mol-1
反应II: NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s) + H2O(g) H2= +72.49 kJ·mol-l
请回答下列问题:
①写出CO2和NH3为原料生成尿素和气态水的热化学方程式_______,反应I自发进行的条件是_______
②以CO2和NH3为原料合成尿素的反应中,影响CO2转化率的因素很多,图1为某特定条件下,不同水碳比和温度影响CO2转化率变化的趋势曲线。下列说法错误的是_______ (填正确答案标号)。

A.其他条件相同时,为提高CO2的转化率,生产中可以采取的措施是降低水碳比
B.移走部分尿素平衡向正方向移动
C.当温度低于190 °C,随温度升高CO2转化率逐渐增大,其原因可能是温度升高平衡向正方向移动
D.当温度高于190 °C后,随温度升高CO2转化率逐渐减小,其原因可能是温度升高发生了副反应
③某研究小组为探究反应I中影响c(CO2)的因素,在恒温下将0.4 mol NH3和0.2 molCO2放入容积为2L的密闭容器中,t1时达到平衡,其c(CO2)随时间t变化趋势曲线如下图2所示。则0~t1时段,用NH3表示的平均反应速率为_______mol·L-1·min-l (用含t1的式子表示),其反应的平衡常数为______。(mol·L-1)-3
2022-08-08更新 | 445次组卷
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(1)计算295K下体系达平衡时N2O4和NO2的分压____
(2)将上述体系温度升至315K,计算达平衡时N2O4和NO2的分压____
(3)计算恒压下体系分别在315K和295K达平衡时的体积比及物质的量之比____
(4)保持恒压条件下,不断升高温度,体系中NO2分压最大值的理论趋近值是____ (不考虑其他反应)?根据平衡关系式给出证明____
(5)上述体系在保持恒外压的条件下,温度从295K升至315K,下列说法正确的是____
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(2)以NH3和CO2为原料生产尿素的反应如下:
反应Ⅰ:2NH3(l) + CO2(g) NH2COONH4(l) Δ H1 = a kJ·mol-1
反应Ⅱ:NH2COONH4(l) NH2CONH2(l) + H2O(l) Δ H2 = b kJ·mol-1
① 已知NH3(l) NH3(g) Δ H3 = c kJ·mol-1 反应2NH3(g) + CO2(g) NH2CONH2(l) + H2O(l) Δ H4_____kJ·mol-1(用含a、b、c的式子表示),该反应能自发进行的主要原因是_____
② 一定条件下,往恒容密闭容器中投入4 mol NH3和 1 mol CO2,测得各组分物质的量随时间变化如图1。下列说法正确的是_____

A.选择合适的碳氮比有利于提高产率
B.反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ小
C.过量氨气可以与反应生成的水结合,有利于尿素合成
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(3)工业上利用氨气生产氢氰酸的反应为CH4(g) + NH3(g) HCN(g) + 3H2(g) Δ H>0

① 其他条件一定,达到平衡时NH3转化率随外界条件X变化的关系如图所示。X代表的是_____(填“温度”或“压强”)。

② 其它条件一定时,向2 L密闭容器中加入n mol CH4和2 mol NH3,平衡时NH3体积分数随n变化的关系如图所示。平衡常数K=_____(请写出计算过程)
2020-04-27更新 | 779次组卷
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