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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:108 题号:16901221
氢气在富氧条件下催化还原NOx(H2-SCR)反应在低温时仍具有高活性和选择性,近年来一直备受研究学者关注。回答下列问题:
(1)已知催化剂铑(Rh)表面H2催化还原NO的详细反应机理如下表所示,其他条件一定时,决定H2催化还原NO反应速率的基元反应为_______,基元反应H2+Rh(s)+Rh(s)H(s)+H(s)的焓变ΔH=_______kJ/mol-1
基元反应活化能Ea(kJ/mol)
H2+Rh(s)+Rh(s)H(s)+H(s)
NO+Rh(s)NO(s)
NO(s)+Rh(s)N(s)+O(s)
N(s)+N(s)N2+Rh(s)+Rh(s)
H(s)+O(s)OH(s)+Rh(s)
OH(s)+H(s)H2O(s)+Rh(s)
H2O(s)H2O+Rh(s)
H(s)+H(s)H2+Rh(s)+Rh(s)
NO(s)NO+Rh(s)
OH(s)+Rh(s)H(s)+O(s)
12.6
0.0
97.5
120.9
83.7
33.5
45.0
77.8
108.9
37.7
(2)浸渍法合成的Pt/Al-M-10-A催化剂对H2还原NO反应的影响如图所示,由图可知该催化剂对反应产物具有_______,该性质受_______的影响。

(3)将H2、NO、O2按体积比3:2:1充入恒温恒压(200℃、100kPa容器中,发生反应:4H2(g)+2NO(g)+O2(g)N2(g)+4H2O(g),达平衡时,N2的体积分数为0.1。平衡时,NO的转化率为_______平衡常数Kp=_______(kPa)-2(以平衡分压表示,平衡分压=平衡总压×物质的量分数)。
(4)利用CH4催化还原NO的反应:CH4(g)+4NO(g)CO2+2N2(g)+2H2O(g),向一个装有催化剂的体积不变密闭容器中通入一定量的CH4和NO发生反应,测得反应速率和温度的关系如图甲所示,BC段反应速率降低的原因可能是_______。若该反应在一定温度下达到平衡后,将容器压缩,容器内CH4的平衡转化率为a,测定结果如图乙所示,试分析a随压强增大,开始不变,一定程度后逐渐增大的原因是_______

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【推荐1】二氧化碳的捕集与利用是实现温室气体减排的重要途径之一。
(1)目前工业上用的捕碳剂NH3和(NH4)2CO3,它们与CO2发生如下可逆反应:
2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq)                          ΔH1
NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq)                           ΔH2
(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq)              ΔH3
ΔH3=______________(用含ΔH1ΔH2的代数式表示)
(2)利用CO2制备乙烯是我国能源领域的一个重要战略方向,具体如下:
方法一:CO2催化加氢合成乙烯,其反应为:
2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)   ΔH=a kJ·mol-1
起始时按n(CO2)∶n(H2)=1∶3的投料比充入20L的恒容密闭容器中,不同温度下平衡时的H2H2O的物质的量如图甲所示:       
            
①下列说法正确的是________
A.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
B.其它条件不变时,若压缩容器容积,则活化分子百分数增大,vv均增大
C.测得容器内混合气体平均分子量不随时间改变时,说明反应已达到平衡
D.使用合适的催化剂,催化剂改变反应历程,减小反应焓变,加快反应速率
393K下,H2的平衡转化率为__________(保留三位有效数字);
393K下,该反应达到平衡后,再向容器中按n(CO2)∶n(H2)=1∶3投入CO2H2n(H2)/n(C2H4)将__________(填“变大”或“不变”或“变小”或“无法确定”);
方法二:用惰性电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯,其原理如图乙所示。
b电极上的电极反应式为_________________________
⑤该装置中使用的是_________________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
2017-04-21更新 | 444次组卷
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【推荐2】低碳烯烃(乙烯、丙烯等)作为化学工业重要基本有机化工原料,在现代石油和化学工业中起着举足轻重的作用。碘甲烷()热裂解制低碳烯烃的主要反应有:
反应Ⅰ   
反应Ⅱ   
反应Ⅲ   
(1)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的随温度的变化如图1所示。298K下,___________
(2)针对反应Ⅰ,利于提高碘甲烷的平衡转化率的条件有___________
A.低温   B.高温   C.低压   D.高压   E.催化剂
(3)利用计算机模拟反应过程。一定压强条件下,测定反应温度对碘甲烷热裂解制低碳烯烃平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯组成的影响如图2所示。结合图1、图2,回答下列问题:
①下列有关说法正确的是___________
A.因为反应Ⅱ、Ⅲ自发,且为熵减小反应,所以
B.若随温度的上升而增大,则
C.随温度升高,反应Ⅱ、Ⅲ的化学平衡先正向移动后逆向移动
D.当温度范围:T≤715K时,相同条件下的反应Ⅱ的平衡常数小于反应Ⅲ

②从图2中可看出,当体系温度高于600K时,乙烯的摩尔分数随温度升高而显著增加,可能的原因是:___________
(4)维持温度为810K,压强为0.1MPa,起始投料1mol,测得平衡体系中
①平衡时的转化率为___________
②已知810K条件下,存在等式(常数)(对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)可代替物质的量浓度c(B),如,p为平衡总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。保持其它条件不变,请在图3中画出x(HI)与压强(0.1~2.0MPa)关系的曲线示意图___________
2021-11-17更新 | 524次组卷
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【推荐3】NH3、N2H4在工业生产和国防建设中都有广泛应用。回答下列问题:
(1)①N2H4 (g) N2(g)+2H2(g) △H1
②N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H2
③7N2H4(g) 8NH3(g)+3N2(g)+2H2(g) △H3
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(2)纳米钴的催化作用下,N2H4可分解生成两种气体,其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。当反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图所示。

该反应的△H________(填“>”或“<”)0,N2H4发生分解反应的化学方程式为___________
(3)T℃时,向一体积为5L 的恒容密闭容器中充入总物质的量为2 mol的CO2和NH3,在一定条件下发生反应:2NH3(g)+CO2(g)====CO(NH2)2(s)+H2O(g)。混合气体中氨气的体积分数随反应时间的变化如图所示。

① 0~60s内,反应速率v(CO2)=________mol/(L·s)
② T℃时,该反应的化学平衡常数K=________
2017-10-12更新 | 85次组卷
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