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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:348 题号:20328661
氮氧化物是形成酸雨和光化学烟雾的主要物质之一。研究消除氮氧化物的反应机理,对建设生态文明、美丽中国具有重要意义。回答下列问题:
(1)NO2是工业合成硝酸的中间产物,也是一种主要的大气污染物,工业可采用CH4消除NO2污染,主要原理为CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g) H。
①已知:CH4的燃烧热H1=-890.3kJ•mol-1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) H2=+133kJ•mol-1
H2O(g)=H2O(l) H3=-44kJ•mol-1
H=________kJ•mol-1
②在3.0L恒温密闭容器中通入1molCH4和2molNO2,进行上述反应,容器内气体总压强(p)随反应时间(t)变化的数据如表所示:
反应时间t/min0246810
总压强p/×100kPa4.805.445.765.926.006.00
则0~4min用NO2表示该反应的平均速率v(NO2)=________mol/(L•min),该温度下的平衡常数Kp=_________kPa。
(2)N2O曾用作麻醉剂,其分解的方程式为2N2O(g)2N2(g)+O2(g),分别向四个密闭容器中充入如表所示相应气体,进行上述反应。容器I、II、III中N2O的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示:
   
容器物质的量/mol
编号体积/LN2ON2O2
IV1=1.00.100
IIV20.100
IIIV30.100
IVV4=1.00.060.040.04
①若容器IV保持370℃,则起始反应速率v(N2O)_______2v(O2)(填“>”“<”或“=”)。
②A、B、C三点中压强最大的是_______
③碘蒸气的存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程如下:
第一步I2(g)2I(g)(快速平衡,平衡常数为K)
第二步I(g)+N2O(g)N2(g)+IO(g)(慢反应)
第三步2IO(g)+2N2O(g)2N2(g)+2O2(g)+I2(g)(快反应)
则第二步的活化能________(填“>”“<”或“=”)第三步的活化能。
实验表明,碘蒸气存在时N2O分解速率方程v=k•c(N2O)•c0.5(I2)(k为速率常数),已知第二步反应不影响第一步的平衡,其反应速率方程v=k1•c(N2O)•c(I)(k1为速率常数)。则第一步反应的平衡常数K=________(用k和k1表示)。

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解题方法
【推荐1】Ⅰ、已知下面在298K时的热化学方程式:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O (l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1,C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1。根据上面的热化学方程式完成下列问题:
(1)通过计算说明等质量的H2、C、CH4完全燃烧时放出热量最多的是___
(2)根据以上反应,则C(s)+2H2(g)=CH4(g)的焓变ΔH=___
(3)已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ·mol-1
试写出甲烷燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式:___
Ⅱ、为了解金属腐蚀的原因和寻求防止金属腐蚀的方法具有重要意义。
(1)分别放在以下装置(都盛有0.1mol·L-1的H2SO4溶液)中的四块相同的纯锌片,其中腐蚀最快的是___
   
(2)利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护。其中X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于___处。若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为___
   
2019-10-30更新 | 81次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】热力学标准态(298 K、101 kPa)下,由稳定单质发生反应生成1 mol化合物的反应热叫该化合物的生成热(ΔH)。图甲为ⅥA族元素(包括氧、硫、硒、碲)氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图。试完成下列问题。

(1)①请你归纳非金属元素氢化物的稳定性与氢化物的生成热ΔH的关系: ________________________________________________________________________
②硒化氢在上述条件下发生分解反应的热化学方程式为______________________________
(2)在25 ℃、101 kPa下,已知SiH4气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态,平均每转移1 mol电子放热190.0 kJ,该反应的热化学方程式是_________________________________
(3)根据图乙写出反应CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)的热化学方程式:___________________________
(4)由金红石(TiO2)制取单质Ti的步骤为:
TiO2―→TiCl4 Ti
已知:Ⅰ.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol1
Ⅱ.2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol1
Ⅲ.TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(s)+O2(g) ΔH=+141 kJ·mol1
TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=________________
(5)肼(N2H4)可作为火箭发动机的燃料,肼(N2H4)与氧化剂N2O4(l)反应生成N2和水蒸气。已知:
①N2(g)+2O2(g)===N2O4(l) ΔH1=-195 kJ·mol1
②N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534 kJ·mol1
试计算1 mol N2H4(l)与N2O4(l)完全反应生成N2和水蒸气时放出的热量为__________,写出N2H4(l)和N2O4(l)反应的热化学方程式:______________________________________
(6)有关肼化学反应的能量变化如图所示,已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ):N≡N为942、O==O为500、N—N为154,则断裂1 mol N—H键所需的能量是______ kJ。
2020-10-15更新 | 107次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
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【推荐3】甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,可能发生的反应如下:
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2
③CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)已知反应②中相关化学键键能数据如下:
化学键H-HC=OC≡OH-O
E/kJ·mol-14368031076465

由此计算ΔH2____kJ·mol-1。已知ΔH3=+99kJ·mol-1,则ΔH1____kJ·mol-1
(2)一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示。

①温度为470K时,图中P点____(填“是”或“不是”)处于平衡状态。在490K之前,甲醇产率随温度升高而增大,490K之后,甲醇产率随温度升高而减小的原因分别是____
②一定能提高甲醇产率的措施是____
A.增大压强             B.升高温度             C.选择合适催化剂             D.加入大量催化剂
(3)如图为一定比例的CO2/H2,CO/H2、CO/CO2/H2条件下甲醇生成速率与温度的关系。

①490K时,根据曲线a、c判断合成甲醇的反应机理是____(填“I”或“II”)。
Ⅰ.CO2 COCH3OH II.COCO2CH3OH+H2O
②490K时,曲线a与曲线b相比,CO的存在使甲醇生成速率增大,从热力学与动力学角度,并结合反应①、②分析原因____
2018-10-09更新 | 370次组卷
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