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 > 影响化学反应速率的因素 > 影响化学反应速率的内因 > 活化能及其对反应速率的影响
题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:1066 题号:15429110
NO的治理是当前生态环境保护中的重要课题之一。
I.电化学技术
(1)利用固体氧化物电解池可将NO直接转化为N2,实际应用中常将若干个电化学还原器结构单元组装在一起,形成电堆,以提高NO的去除效率。

①纽扣式电化学还原器结构单元(其装置如图1所示)可叠加组装成电堆使用。电解时,阴极发生的电极反应式为_______
②长管式电化学还原器结构单元(其剖面结构如图2所示)采用阴极微孔管作支撑,在管内外壁各设置一个对称的阳极微孔管,阴阳极管壁之间填充有固体氧化物电解质,使用时常将该结构单元组装成蜂窝状电堆。当电堆体积一定时,相比于纽扣式反应器,长管式反应器的优点是_______
II.NH3-SCR技术
(2)Cu基催化剂是NH3-SCR技术脱除NO中性能较为优异的新型催化剂,但烟气中的SO2会造成Cu基催化剂的催化性能下降。加入CeO2(基态Ce原子核外电子排布式为[Xe]4f15d16s2)可抑制SO2对Cu基催化剂的影响,其作用机理如图3所示(含Ce化合物的比例系数均未标定)。

①从整个反应机理来看,总反应中起还原作用的物质是_______(填化学式)。
②在上述反应机理图中,CemOn的化学式为_______
(3)将3%NO、6%NH3、21%O2和70%N2的混合气体(N2为平衡气)以一定流速通过装有Cu基催化剂的反应器,NO去除率随反应温度的变化曲线如图4所示。

①在150-225°C范围内,NO去除率随温度的升高而迅速上升的原因是_______
②燃煤烟气中伴有一定浓度的HCl气体,它会造成NO去除率下降,其原因可能是_______
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【推荐1】中国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成,CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。
以CO2、C2H6为原料合成C2H4涉及的主要反应如下:
I.CO2(g)+C2H6(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)       ΔH=+177kJ·mol-1 (主反应)
II.C2H6(g)CH4(g)+H2(g)+C(s)     ΔH=+9kJ·mol-1 (副反应)
(1)反应I的反应历程可分为如下两步:
i. C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)       ΔH1 (反应速率较快)
ii. H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)       ΔH2=+44kJ·mol-1 (反应速率较慢)
①∆H1=_______
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)对反应I速率影响更大,原因是_______
(2)向恒压密闭容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,发生主反应,温度对催化剂K-Fe-Mn/Si-2性能的影响如图所示,工业生产综合各方面的因素,反应选择800℃的原因是_______

(3)工业上也可用甲烷催化法制取乙烯,只发生反应如下:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) ΔH>0,温度T时,向2L的恒容反应器中充入2molCH4,仅发生上述反应,反应过程中CH4的物质的量随时间变化如图所示:

实验测得v=kc2(CH4),v=kc(C2H4)c2(H2),kk为速率常数,只与温度有关,T温度时,____(用含有x的代数式表示);当温度升高时,k增大m倍,k增大n倍,则m_____n(填“>”、“<”或“=”)。
2024-04-23更新 | 133次组卷
【推荐2】绿水青山就是金山银山。汽车尾气中的、碳氮化合物是大气污染物,可以用不同方法处理氮的氧化物,防止空气污染。
(1)碘蒸气的存在能大幅度提高的分解速率,反应历程为:
第一步:(快反应)
第二步:(慢反应)
第三步:(快反应)
实验表明:含碘时分解速率方程(为速率常数),下列表述正确的是___________。
A.为反应的催化剂B.第二步的活化能比第三步小
C.其他条件不变,升高温度,增大D.分解反应速率与是否含碘蒸气有关

(2)为探究温度及不同催化剂对反应的影响,分别在不同温度、不同催化剂下,保持其它初始条件不变重复实验,在相同时间内测得转化率与温度的关系如图所示。在催化剂乙作用下,图中M点对应的速率(对应温度400℃)___________(填“>”、“<”或“=”),温度升高后,两种催化剂条件下转化效率均明显降低,原因可能是___________

(3)向密闭容器中通入气体,发生反应,在不同温度下反应达到平衡时,的平衡转化率随压强变化曲线如图所示:

___________(填“>”或“<”),时,反应经过达到平衡M,该反应的化学平衡常数为___________(保留两位小数,不用写单位),平衡时混合气体中的体积分数为___________(保留三位有效数字)。
(4)为避免汽车尾气中的氮氧化合物对大气的污染,需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中发生反应。实验测得:(为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,增大的倍数___________增大的倍数(填“>”、“<”或“=”)。
②若在的密闭容器中充入,在一定温度下达到平衡时,达平衡时总压为起始时的0.9倍,则的平衡转化率为___________
2023-11-03更新 | 23次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
【推荐3】乙烯合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。
(1)用烃类热裂解法制乙烯是乙烯工业化生产的开端。
①乙烷高温裂解制备乙烯(反应Ⅰ)的化学方程式是______
②在裂解过程中伴随反应Ⅱ:,在高温下缩短在反应器中的停留时间可提高乙烯的获取率,由此判断反应速率:反应Ⅰ______反应Ⅱ。(填“>”“<”或“=”)
(2)乙炔选择性加氢制乙烯是石油化工领域重要的发展阶段。
以钯(Pd)为催化剂可有效提高乙烯产率,在催化剂表面的反应机理如下图所示(吸附在催化剂表面的粒子用*标注)。

①下列说法正确的是______
a.NP-Pd催化反应过程中步骤Ⅰ为放热反应
b.ISA-Pd催化反应过程中步骤Ⅱ为决速步骤
c.两种催化剂均能降低总反应的反应热
②吸附态乙烯()脱离催化剂表面,可得到,如未及时脱附,易在催化剂表面继续氢化经过渡态Ⅲ后而形成乙烷。制选择性较好的催化剂是______
(3)以为原料用不同的方法制乙烯有助于实现碳中和。
I.干气重整制乙烯。下图是2种投料比[,分别为1:1、2:1]下,反应温度对平衡转化率影响的曲线。

①曲线b对应的投料比是______
②当曲线a、b对应的投料比达到相同的平衡转化率时,对应的反应温度与投料比的关系是______
Ⅱ.双金属串联催化剂电催化制乙烯,装置示意图如图所示。
已知:法拉第效率

③ISA-Ni催化剂上发生的电极反应式是______
④该环境下,测得可达50%,若电路中通过1.2mol电子时,则产生乙烯的物质的量是______mol。
2024-05-14更新 | 123次组卷
共计 平均难度:一般