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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:87 题号:19073715
NOx会造成大气污染,在工业上采用多种方法进行处理。
I.氧化法:烟气中的NO经O3预处理后转化为NO2,再用CaSO3悬浊液吸收NO2
已知:常温下,Ksp(CaSO4)=9.1×10-6,Ksp(CaSO3)=3.1×10-7
(1)NO与O3反应过程的能量变化如下:
NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) H=-200.9kJ•mol-1
NO(g)+O2(g)=NO2(g) H=-58.2kJ•mol-1
则3NO(g)+O3(g)=3NO2(g) H=______
(2)用CaSO3悬浊液吸收NO2,将其转化为HNO2,该反应的化学方程式为______
(3)在实际吸收NO2的过程中,通过向CaSO3悬浊液中加入Na2SO4固体,提高NO2的吸收速率,从溶解平衡的角度解释其原因:______
Ⅱ.有人提出用活性炭对NOx进行吸附,比如吸收NO2的反应如下:2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) H=-62.4kJ•mol-1。在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO2气体,维持温度为T2℃,如图为不同压强下反应经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图。
   
(4)请分析,1050kPa前,NO2转化率随着压强增大而增大的原因:______
(5)在1100kPa时,NO2的体积分数为______。用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp),在T2℃、1100kPa时,该反应的化学平衡常数Kp=______(只需列出计算式)。已知:气体分压(p)=气体总压(p)×体积分数。

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【推荐1】工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量NOx、CO、CO2等气体,严重污染空气,对废气进行脱硝,脱碳等处理可实现绿色环保、废物利用。
Ⅰ、脱硝:
已知:①H2的热值为142.9kJ/g(热值是表示单位质量的燃料完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量);
②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)     ΔH=+133kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)     ΔH=-44kJ/mol
催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为:_______
Ⅱ、脱碳
(1)CO与空气可设计成燃料电池(以熔融的碳酸盐为电解质)。写出该电池的负极反应式:_______
(2)甲醇是一种可再生能源,工业上可用合成气制备甲醇,反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。某温度下在容积为VL的密闭容器中进行反应,其相关数据戔右图;反应开始至平衡时,用H2表示化学反应速率为________。该温度下CO的平衡转化率为_________


(3)向1L密闭容器中加入1molCO2、3molH2,在适当的条件下,发生反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g).
①下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是___________
a.混合气体的平均相对分子质量保持不变
b.CO2和H2的体积分数保持不变
c.CO2和H2的转化率相等
d.混合气体的密度保持不变
e.1molCO2生成的同时又3molH-H键断裂
②相同条件下,在容积都为1L且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后反应达到平衡。
容器
反应物投入量1mol CO2、3molH2amol CO2、3amolH2
bmolCH3OH(g)、bmolH2O(g)

若甲中平衡后气体的压强为开始的0.6倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆向反应方向进行,则b的取值可能为_________(填序号)
a.0.7                  b.0.9                 c.1.2
若保持温度不变,起始加入0.5molCO2、0.5molH2、0.5molCH3OH(g)、0.5molH2O(g) 则此反应速率的关系:v__________v。(填“>”、“<”或“=”)
2017-03-24更新 | 577次组卷
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【推荐2】二氧化碳资源化利用是目前研究的热点之一。
(1)二氧化碳可用于重整天然气制合成气()。
①已知下列热化学方程式:


则反应___________
②最近我国学者采用电催化方法用CO2重整CH4制取合成气,装置如图所示。装置工作时,阳极的电极反应式为___________

(2)由二氧化碳合成VCB(锂电池电解质的添加剂)的实验流程如下,已知核磁共振氢谱均只有一组峰,均含五元环状结构,EC能水解生成乙二醇。

VCB的结构简式为___________
(3)乙烷直接热解脱氢和CO2氧化乙烷脱的相关化学方程式及平衡转化率与温度的关系如下:
(I)乙烷直接热解脱氢:
(II)CO2氧化乙烷脱氢:

①反应(Ⅰ)的___________(填数值,相关键能数据如下表)。
化学键C-CC=CC-HH-H
键能347.7615413.4436.0
②反应(II)乙烷平衡转化率比反应(I)的大,其原因是___________(从平衡移动角度说明)。
③有学者研究纳米催化氧化乙烷脱氡,通过测定催化剂表面仅存在,从而说明催化反应历程为:___________(用方程式表示,不必注明反应条件)。
④在三个容积相同的恒容密闭容器中,温度及起始时投料如下表所示,三个容器均只发生反应:。温度及投料方式(如下表所示),测得反应的相关数据如下:
容器1容器2容器3
反应温度T/K600600500
反应物投入量
平衡时
平衡时
平衡常数KK1K2K3
下列说法正确的是___________(填标号)。
A. B. C. D.
2021-12-25更新 | 141次组卷
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(2)不同温度下,向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入4 mol CO,测得CO2的体积分数φ (CO2)随时间t变化曲线如图。
   
①b点CO的平衡转化率α为____________,c点的平衡常数K为________________
②下列措施能提高该反应CO转化率的是________(填字母)
a.升高温度b.增大压强c.加入催化剂d.移走CO2
(3)若氨水与SO2恰好生成正盐,则此时溶液呈_________(填“酸性”或“碱性”),向上述溶液中通入___________(填“NH3”或“SO2”)可使溶液呈中性。(已知常温下NH3·H2O的Kb=1.8×10-5mol·L-1,H2SO3的Ka1=1.5×10-2mol·L-1,Ka2=6.3×10-8mol·L-1)
2019-01-02更新 | 71次组卷
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