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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:91 题号:17491978
氮氧化物治理是环境学家研究的热点之一。回答下列问题:
(1)H2还原法
已知:H2在催化剂Rh表面还原NO的部分反应机理如下表所示。
序号基元反应活化能Ea/( kJ∙mol-1)
12.6
97.5
83.7
33.5
77.8

基元反应的焓变△H=_________
(2)CO还原法
已知:的速率方程为,k为速率常数,只与温度有关。
①画出未达平衡时随时间t的变化关系趋势图_________

②为提高该反应的化学反应速率,可采取的措施是_________(填字母序号)。
A.升温   B.恒压时,再充入N2 C.恒容时,再充入CO   D.恒压时,再充入N2O
(3)CH4还原法在2L密闭恒容容器中分别加入0.50mol CH4和1.2molNO2,发生反应:。测得不同温度下随反应时间t的变化如下表所示。
温度K时间t/min010204050
T1n(CH4)/mol0.500.300.180.150.15
T2n(CH4)/mol0.500.350.250.100.10

①T1温度下,0~20min内,NO2降解速率为_________
②T1_________ T2 (填“>”“<”或“=”),该反应为反应_________(填“吸热”或“放热”)。
③设为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以。已知T2温度下,反应达平衡时,CH4的分压为akPa。则T2温度时,该反应的相对压力平衡常数=_________

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【推荐1】氨是最基本的化工原料之一其人工制备的研究最早是由德国的弗兰克等人用氮气与碳化钙、水蒸气反应的制备方法。1902德国化学家哈伯开始研究氮气和氢气直接合成氨。回答下列问题:
(1)哈伯合成氨工业对经济和社会发展具有重要意义。如图为生成2mol NH3反应过程的能量变化图,则该反应为___________(填“吸热反应”或“放热反应”),该反应的热化学方程式为___________
   
(2)利用合成氨反应在三种不同条件下进行,探究不同条件对化学反应速率的影响,起始浓度为0,的浓度随时间的变化情况如下表所示。
序号温度/℃浓度/()
0min10min20min30min40min50min60min
4001.00.800.670.570.500.500.50
4001.00.600.500.500.500.500.50
5001.00.400.250.200.200.200.20
①实验Ⅰ中反应0~10min内的平均反应速率为___________
②对比实验Ⅰ、Ⅱ,实验___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)使用了催化剂;实验Ⅰ、Ⅲ探究的是___________对化学反应速率的影响。
③甲同学利用实验Ⅰ来绘制反应过程中的物质的量浓度随反应时间t的变化曲线,反应在时达到平衡,时在恒温恒容体系中加入一定量的时达到新的平衡,试在图中画出随反应时间t变化的曲线_________,并确定m=___________
       
(3)对于合成氨反应而言,下列图像一定正确的是___________(填标号)。
A.        B.          C.   
2023-10-11更新 | 108次组卷
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【推荐2】消除氮氧化物、二氧化硫等物质造成的污染是目前研究的重要课题。
(1)工业上常用活性炭还原一氧化氮,其反应为:2NO(g)+C(s) N2(g)+CO2(g)。向容积均为lL的甲、乙、丙三个恒容恒温容器中分别加入足量的活性炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示:

t/min


n(NO)/mol
T
04080120160
T℃21.45111
400℃21.51.10.80.8
400℃10.80.650.530.45

①甲容器反应温度T℃__400℃(填“>”或“<”或“=”);
②乙容器中,0~40min内平均反应速率v(N2)=__
③丙容器中达平衡后NO的转化率为__
(2)活性炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,lmolNO2和足量活性炭发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:

①A、B、C三点中NO2的转化率最高的是__点(填“A”或“B”或“C”)。
②计算C点时该反应的压强平衡常数KP=__MPa(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)燃煤烟气脱硫常用如下方法。
方法①:用生物质热解气(主要成分CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成单质硫。涉及的部分反应如下:
2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g) H1=8.0kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H2=-566.0kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H3=-483.6kJ·mol-1
则H2(g)还原SO2(g)生成S(g)和H2O(g)的热化学方程式为__
方法②:用氨水将SO2转化为NH4HSO3,再氧化成(NH4)2SO4,则用氨水将SO2转化为NH4HSO3的离子方程式为__;实验测得NH4HSO3溶液中=15,则溶液的pH为__。(已知:H2SO3Ka1=1.5×10-2Ka2=1.0×10-7)
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【推荐3】氮及其化合物在生产生活中有广泛的应用,回答下列问题:
(1)工业合成氨的反应是一个可逆反应,反应条件是高温、高压,并且需要合适的催化剂。已知断裂1 mol相应化学键需要的能量如下。若反应生成1 mol ,可___________(填“吸收”或“放出”)热量___________kJ。
化学键
能量436kJ391kJ946kJ
(2)恒温下,将1 mol 和3 mol 置于体积为2 L的密闭容器中进行反应。若5 min时测得氢气浓度为0.9 mol/L,则用氨气表示5 min内的化学反应速率为___________mol/(L·min)。
(3)消除NO污染物,可在一定条件下,用CO与NO反应生成,在恒容密闭容器中充入1 mol CO和1 mol NO发生反应
①为提高此反应的速率,下列措施可行的是___________(填字母)。
A.升高温度             B.充入Ar增大压强
C.使用适合的催化剂             D.移出产物
②下列事实能说明该反应达到平衡状态的是___________(填字母)
A.
B.容器中NO和CO的体积分数之比不再变化
C.容器中混合气体的平均相对分子质量不再变化
D.相同时间内断裂数与形成数之比为1∶2
(4)汽车尾气中含有的NO是造成城市空气污染的主要因素之一,通过NO传感器可监测汽车尾气中NO含量,其工作原理如图所示:
   
NiO电极为___________(填“正极”或“负极”),Pt电极上发生的电极反应式为___________。当电路中通过0.1 mol电子时,参与反应的NO质量为___________g。
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