硝酸是一种重要的化工原料,工业上生产硝酸的主要过程中:(1)反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0 ;恒温时,将N2和H2的混合气体充入2L密闭容器中,10分钟后反应达到平衡下列图象能正确表示该过程中相关量的变化的是__________ 。(选填字母)。
(2)一定温度下,在密闭容器中充入1molN2和3molH2发生反应。若容器容积恒定,达到平衡状态时,气体的总物质的量是原来的7/10,则N2的转化率a1=________ ;
若向该容器中再加入1molN2和3molH2,达到平衡状态时,N2的转化率为a2,则a2________ a1(填“>”、“<”或“=”)。
(3)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(P1、P2)下温度变化的曲线(如图)。
①比较P1、P2的大小关系:P1____ P2(填“>”、“<”或“=”)。
②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是__________ 。
(4)硝酸厂常用如下2种方法处理尾气。
①催化还原法:催化剂存在时用H2将NO2还原为N2。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7kJ/mol
则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是________________________________ 。
②碱液吸收法:用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2。若每4.6gNO2和Na2CO3溶液反应时转移电子数为0.05mol,则反应的离子方程式是___________________________________________ 。
(2)一定温度下,在密闭容器中充入1molN2和3molH2发生反应。若容器容积恒定,达到平衡状态时,气体的总物质的量是原来的7/10,则N2的转化率a1=
若向该容器中再加入1molN2和3molH2,达到平衡状态时,N2的转化率为a2,则a2
(3)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(P1、P2)下温度变化的曲线(如图)。
①比较P1、P2的大小关系:P1
②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是
(4)硝酸厂常用如下2种方法处理尾气。
①催化还原法:催化剂存在时用H2将NO2还原为N2。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7kJ/mol
则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是
②碱液吸收法:用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2。若每4.6gNO2和Na2CO3溶液反应时转移电子数为0.05mol,则反应的离子方程式是
更新时间:2017-04-17 17:01:12
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【推荐1】我国科学家研制的第二代“彩虹鱼”万米级深海着陆器所用的金属材料主要是钛合金。以钛铁矿(成分:FeTiO3及少量Fe2O3、FeO等杂质)为主要原料制钛的流程如下:
已知:①钛在常温下不与强酸、强碱反应:
②Ti4+易水解生成TiO2+,TiO2+进一步水解可得H2TiO3。
(1)“废气”中含有少量空气污染物,其分子式为_______ 。
(2)“150-200°C溶煮”时生成Ti(SO4)2和TiOSO4且有气体产生,写出生成TiOSO4反应的化学方程式_______ 。
(3)沉淀池中加入Fe时,开始无气泡,溶液由棕黄色变浅绿色,片刻后有无色无味气体产生。写出Fe参与的离子反应方程式_______ 。
(4)已知FeSO4在水中的溶解度曲线如图所示,由此可知在沉淀池由溶液获得目标物质的方法是_______ 。
(5)“加热煮沸”操作的主要目的是_______ 。
(6)简述“精炼”阶段,从Ti、Mg混合物获得Ti的实验方案是_______ 。
已知:①钛在常温下不与强酸、强碱反应:
②Ti4+易水解生成TiO2+,TiO2+进一步水解可得H2TiO3。
(1)“废气”中含有少量空气污染物,其分子式为
(2)“150-200°C溶煮”时生成Ti(SO4)2和TiOSO4且有气体产生,写出生成TiOSO4反应的化学方程式
(3)沉淀池中加入Fe时,开始无气泡,溶液由棕黄色变浅绿色,片刻后有无色无味气体产生。写出Fe参与的离子反应方程式
(4)已知FeSO4在水中的溶解度曲线如图所示,由此可知在沉淀池由溶液获得目标物质的方法是
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解答题-实验探究题
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【推荐2】I.铈、铬、钛、镍虽不是中学阶段常见的金属元素,但在工业生产中有着重要作用。
(1)二氧化铈(CeO2)在平板电视显示屏中有着重要应用。CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+,CeO2在该反应中作___________ 剂。
(2)自然界的Cr主要以+3价和+6价(Cr2O72-)存在。+6价的Cr能引起细胞的突变,可以用亚硫酸钠将其还原为Cr3+。写出该离子方程式:_________________________________ 。
(3)钛(Ti)被誉为“二十一世纪的金属”,工业上在550℃时用钠与四氯化钛反应可制得钛,该反应的化学方程式是____________________________________ 。
II.(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(莫尔盐,浅绿色)用作化学试剂、医药以及用于冶金、电镀等。某课题组通过实验检验莫尔盐晶体加热时的分解产物,回答下列问题:
(1)莫尔盐在空气中比硫酸亚铁稳定,但长期露置于空气中也会变质,检验莫尔盐是否变质的试剂是_________________________ 。
(2)①甲同学提出猜想:分解产物可能是N2、Fe2O3、SO3、H2O四种物质。你是否同意并说明理由:_________________________________________ 。
②乙同学设计了如图装置,其中装置中的固体变为红棕色,则固体产物中含有___________ ;
C装置中红色褪去,说明气体产物中含有_______ ;C装置后应连接尾气吸收装置D,D中盛有的试剂可以是__________________ (写一种即可)。
③丙同学想利用上述装置证明分解产物中含有氨气,只需要更换B和C中的试剂即可,则更换后的试剂为B________________ ,C_______________ 。
(1)二氧化铈(CeO2)在平板电视显示屏中有着重要应用。CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+,CeO2在该反应中作
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C装置中红色褪去,说明气体产物中含有
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解答题-工业流程题
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(0.4)
【推荐3】黄铜矿是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可以制备硫及铁的化合物.
冶炼铜的反应为若中Fe的化合价为,反应中被还原的元素是______ 填元素符号.
冶炼铜的主要流程如图:
气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的______ 吸收.
浓 稀 溶液
用稀浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈红色,一位同学由此得出该熔渣中铁元素价态为的结论.请指出该结论是否合理并说明理由______ .
冶炼出的铜可以发生下列反应图
写出Cu溶于稀和混合液的离子方程式:______ .
写出将Z氧化为的化学方程式:______ .
对于 溶液,正确的是______ .
A、常温下,
B、
C、
冶炼铜的反应为若中Fe的化合价为,反应中被还原的元素是
冶炼铜的主要流程如图:
气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的
浓 稀 溶液
用稀浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈红色,一位同学由此得出该熔渣中铁元素价态为的结论.请指出该结论是否合理并说明理由
冶炼出的铜可以发生下列反应图
写出Cu溶于稀和混合液的离子方程式:
写出将Z氧化为的化学方程式:
对于 溶液,正确的是
A、常温下,
B、
C、
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【推荐1】(M分)研究碳、氮及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。氧化还原法消除NOx的转化如下:NONO2N2
已知:NO(g)+O3(g)==NO2(g)+O2(g) △H=-200.9kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)==2NO2(g) △H=-2116.2kJ·mol-1
(1)则反应I的热化学方程式为_________________ 。
(2)有人设想将CO按下列反应除去:2CO(g)==2C(s)+O2(g) △H >0,你认为该设想能否实现并说明理由:_____________________ 。
(3)一定条件下,CO可与粉末状的氢氧化钠作用生成甲酸钠。已知常温时,甲酸的电离平衡常数Ka= l.70×10-4。向20 mL 0.1 mol/L的甲酸钠溶液中滴加10mL 0.1 mol/L的盐酸,混合液呈_____ (填“酸”或“碱”)性,溶液中离子浓度从大到小的顺序为_____________ 。
(4)活性炭也可用于处理汽车尾气中的NO。在2 L恒容密闭容器中加入0.1000 mol NO和2.030 mol固体活性炭,生成A、B两种气体,在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量如下表:
①该反应的正反应为_________ (填“吸热”或“放热”)反应。
②200℃时,平衡后向恒容容器中再充入0.100 0 mol NO,再次平衡后,NO的百分含量将__________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
③计算反应体系在335℃时的平衡常数_______________ 。
(5)CO2的处理方法有多种,将少量CO2气体通入石灰乳中充分反应,达到平衡后,测得溶液中c(OH-)=c mol/L,则c(CO32-)=_____ mol·L-1(用含a、b、c的代数式表示)。(已知Kap(CaCO3)=a,Kap[Ca(OH)2]=b)
已知:NO(g)+O3(g)==NO2(g)+O2(g) △H=-200.9kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)==2NO2(g) △H=-2116.2kJ·mol-1
(1)则反应I的热化学方程式为
(2)有人设想将CO按下列反应除去:2CO(g)==2C(s)+O2(g) △H >0,你认为该设想能否实现并说明理由:
(3)一定条件下,CO可与粉末状的氢氧化钠作用生成甲酸钠。已知常温时,甲酸的电离平衡常数Ka= l.70×10-4。向20 mL 0.1 mol/L的甲酸钠溶液中滴加10mL 0.1 mol/L的盐酸,混合液呈
(4)活性炭也可用于处理汽车尾气中的NO。在2 L恒容密闭容器中加入0.1000 mol NO和2.030 mol固体活性炭,生成A、B两种气体,在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量如下表:
固体活性炭/mol | NO/mol | A/mol | B/mol | |
200℃ | 2.000 | 0.040 0 | 0.030 0 | 0.030 0 |
335℃ | 2.005 | 0.050 0 | 0.025 0 | 0.025 0 |
②200℃时,平衡后向恒容容器中再充入0.100 0 mol NO,再次平衡后,NO的百分含量将
③计算反应体系在335℃时的平衡常数
(5)CO2的处理方法有多种,将少量CO2气体通入石灰乳中充分反应,达到平衡后,测得溶液中c(OH-)=c mol/L,则c(CO32-)=
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【推荐2】硝酸工业中产生的NO是一种大气污染物,可以通过如下反应处理:2NO(g)+2CO(g) N2 (g)+ 2CO2(g); △H1。
(1)已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g);△H2=-566 kJ·mol-l,N2(g)+O2(g) 2NO(g); △H3=+181 kJ ·mol-l,则△H1=___________
(2)在一定温度下,向体积为2L的密闭容器中充入4 mol NO、2 mol CO。
①若为恒容密闭容器,在10min时达到平衡状态,压强为原来的14/15,这段时间内,NO的平均反应速率为___________ ,平衡常数为___________ L· mol-1,此时NO的转化率a%;平衡后,向恒容密闭容器中再充入2 mol NO、1 mol CO,重新达到平衡时,NO的转化率将___________ (填“增大”、“不变”或“减小”);
②若为恒压密闭容器,平衡后NO的转化率为b%,则a%________ b%(填“<”、“=”或>”)
(3)工业上,NO与CO混合气体以一定流速和一定的比例,通过填充有A、B催化剂的反应器,在A、B两种催化剂作用下,CO转化率与温度的关系如下图所示。
①工业上选择催化剂___________ (填“A”或“B),理由是___________ 。
②在催化剂B作用下,高于550K时,CO转化率下降的理由可能是___________ 。
(1)已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g);△H2=-566 kJ·mol-l,N2(g)+O2(g) 2NO(g); △H3=+181 kJ ·mol-l,则△H1=
(2)在一定温度下,向体积为2L的密闭容器中充入4 mol NO、2 mol CO。
①若为恒容密闭容器,在10min时达到平衡状态,压强为原来的14/15,这段时间内,NO的平均反应速率为
②若为恒压密闭容器,平衡后NO的转化率为b%,则a%
(3)工业上,NO与CO混合气体以一定流速和一定的比例,通过填充有A、B催化剂的反应器,在A、B两种催化剂作用下,CO转化率与温度的关系如下图所示。
①工业上选择催化剂
②在催化剂B作用下,高于550K时,CO转化率下降的理由可能是
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【推荐3】在2020年中央经济工作会议上,我国明确提出“碳达峰”与“碳中和”目标,因此利用煤炭或合成其它高价值化学品的工业生产显得更加重要。
(1)工业上以煤和水为原料通过一系列转化可获得清洁能源氢气。
已知:①
②
③
则碳与水蒸气反应的___________ 。
(2)工业上也可以仅利用上述反应得到的和进一步合成甲醇:
①在某1L恒温恒容密闭容器中充入和发生反应,测得和浓度随时间变化如下图1所示。则平衡时的转化率为___________ ,该温度下的平衡常数表达式为K=___________ 。
②该反应在催化剂表面进行,主反应历程如图2所示(催化剂表面吸附的物种用·标注),下列说法不正确的是___________ 。
a.该反应的原子利用率为100%
B.催化剂可以降低反应活化能
C.反应②中,断裂和形成的共价键至少有2种
D.使用催化剂可以提高反应的转化率
(3)将合成的甲醇进行水蒸气重整是电动汽车氢氧燃料电池理想的氢源。该制氢(SRM)系统简单,产物中含量高、CO含量低(CO会损坏燃料电池的交换膜),反应如下:
反应I(主):
反应II(副):
温度高于300℃会同时发生反应Ⅲ:
①反应I能够自发进行的条件是___________ 。
②升温有利于提高转化率,但也存在一个明显的缺点是___________ 。
③写出一条能提高转化率而降低CO生成率的措施___________ 。
(1)工业上以煤和水为原料通过一系列转化可获得清洁能源氢气。
已知:①
②
③
则碳与水蒸气反应的
(2)工业上也可以仅利用上述反应得到的和进一步合成甲醇:
①在某1L恒温恒容密闭容器中充入和发生反应,测得和浓度随时间变化如下图1所示。则平衡时的转化率为
②该反应在催化剂表面进行,主反应历程如图2所示(催化剂表面吸附的物种用·标注),下列说法不正确的是
a.该反应的原子利用率为100%
B.催化剂可以降低反应活化能
C.反应②中,断裂和形成的共价键至少有2种
D.使用催化剂可以提高反应的转化率
(3)将合成的甲醇进行水蒸气重整是电动汽车氢氧燃料电池理想的氢源。该制氢(SRM)系统简单,产物中含量高、CO含量低(CO会损坏燃料电池的交换膜),反应如下:
反应I(主):
反应II(副):
温度高于300℃会同时发生反应Ⅲ:
①反应I能够自发进行的条件是
②升温有利于提高转化率,但也存在一个明显的缺点是
③写出一条能提高转化率而降低CO生成率的措施
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【推荐1】环境保护是现代的世界性课题,人类已在多方面取得了突破性进展。
(1)连续自动监测氮氧化物的仪器--动态库仑仪已获得实际应用.它的工作原理如下图所示,NiO电极上NO发生的电极反应式为______ 。
(2)使用稀土催化剂有效消除汽车尾气中的、碳氢化合物也已逐渐成为成熟技术.压缩天然气汽车利用这一技术将、转化成无毒物质,相关反应为:
①
②
③
则______ (用和表示)。
(3)实验室在恒压下,将和置于密闭容器中发生反应③,测得在不同温度、不同投料比时,的平衡转化率如下表:
①在与反应时,可提高转化率的措施有______ 填编号。
A 增加催化剂的表面积 改用高效催化剂 降低温度
D 增大压强 分离出 减小
②时,将投料比为1的和的混合气体共,充入容积为2L的装有催化剂的密闭容器中,反应经过5min达到平衡,试计算反应在该温度时的平衡常数______ 。(写出计算过程,计算结果保留三位有效数字)
③若温度不变,在反应进行到10min时将容器的容积快速压缩为1L,请在答题卷表格中画出内,容器中物质的量浓度c随时间变化的曲线图______ 。
(4)SNCR是一种新型的烟气脱氮环保技术,在有氧条件下,其脱氮原理是:和在催化剂表面的反应随温度的变化曲线如图所示,图中曲线表明,随着反应温度的升高,在有氧的条件下NO的转化率有一明显的下降过程,其原因可能是回答两条:______ 。
(1)连续自动监测氮氧化物的仪器--动态库仑仪已获得实际应用.它的工作原理如下图所示,NiO电极上NO发生的电极反应式为
(2)使用稀土催化剂有效消除汽车尾气中的、碳氢化合物也已逐渐成为成熟技术.压缩天然气汽车利用这一技术将、转化成无毒物质,相关反应为:
①
②
③
则
(3)实验室在恒压下,将和置于密闭容器中发生反应③,测得在不同温度、不同投料比时,的平衡转化率如下表:
投料比 | 400K | 500K | 600K |
1 | |||
2 |
①在与反应时,可提高转化率的措施有
A 增加催化剂的表面积 改用高效催化剂 降低温度
D 增大压强 分离出 减小
②时,将投料比为1的和的混合气体共,充入容积为2L的装有催化剂的密闭容器中,反应经过5min达到平衡,试计算反应在该温度时的平衡常数
③若温度不变,在反应进行到10min时将容器的容积快速压缩为1L,请在答题卷表格中画出内,容器中物质的量浓度c随时间变化的曲线图
(4)SNCR是一种新型的烟气脱氮环保技术,在有氧条件下,其脱氮原理是:和在催化剂表面的反应随温度的变化曲线如图所示,图中曲线表明,随着反应温度的升高,在有氧的条件下NO的转化率有一明显的下降过程,其原因可能是回答两条:
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【推荐2】高纯度的氢氟酸是制造芯片的重要原料之一。
(1)氟原子激发态的电子排布式有_____ (选填编号,下同),其中能量较高的是_____ 。
A.1s22s22p43s1 B.1s22s22p43d2 C.1s22s12p5 D.1s22s22p33p2
SO2F2的分子结构如图所示,键角α1>α2的主要原因是______ 。
(2)HF无论是气态还是在水溶液中均可二聚形成(HF)2。HF能二聚的原因是_____ ,写出(HF)2发生第二步电离的电离方程式:_____ 。
(3)已知:HF(aq)H+(aq)+F-(aq) △H=-10.4kJ•mol-1
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ•mol-1
则HF(aq)+NaOH(aq)=NaF(aq)+H2O(l)的△H=______ kJ•mol-1。
如图为恒温、带有可自由移动隔板的刚性容器。当两边分别充入4g氦气和20g单分子态的HF气体时,隔板位于“5”处,隔板两边容器内的压强均为100kPa。
若固定隔板位于“5”处,当右侧容器内反应2HF(g)(HF)2(g)达到平衡状态时,右侧容器内压强为p1;松开隔板,隔板移至“6”处并达到新的平衡,此时右侧容器压强为p2。
(4)p1_____ p2(选填“A:>”“B:<”或“C:=”)。该温度下,2HF(g)(HF)2(g)反应的平衡常数Kp=_____ kPa-1。
(5)若将上述容器改为绝热容器,固定隔板在“5”处,下列不能说明右侧容器内反应已达平衡状态的是____ (选填编号)。
A.容器右侧气体的密度不再改变
B.容器右侧的温度不再改变
C.容器右侧气体的压强不再改变
D.容器右侧气体的平均相对分子质量不再改变
E.2v(HF)正=v[(HF)2]逆
某温度下,将分析浓度(总浓度)相同的HCl、HF和CH3COOH三种溶液,分别加水稀释时,溶液pH变化如图所示。图中,氢氟酸溶液在稀释初期的pH上升较快。
(6)据此判断,(HF)2与HF的酸性相比,较强的是_____ [选填“A:(HF)2”或“B:HF”]。
(7)NaF和HF的混合液具有一定的缓冲能力,即加入少量的酸或碱时,溶液的pH基本保持不变。用电离平衡理论解释NaF和HF混合液具有一定缓冲能力的原因______ 。
(1)氟原子激发态的电子排布式有
A.1s22s22p43s1 B.1s22s22p43d2 C.1s22s12p5 D.1s22s22p33p2
SO2F2的分子结构如图所示,键角α1>α2的主要原因是
(2)HF无论是气态还是在水溶液中均可二聚形成(HF)2。HF能二聚的原因是
(3)已知:HF(aq)H+(aq)+F-(aq) △H=-10.4kJ•mol-1
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ•mol-1
则HF(aq)+NaOH(aq)=NaF(aq)+H2O(l)的△H=
如图为恒温、带有可自由移动隔板的刚性容器。当两边分别充入4g氦气和20g单分子态的HF气体时,隔板位于“5”处,隔板两边容器内的压强均为100kPa。
若固定隔板位于“5”处,当右侧容器内反应2HF(g)(HF)2(g)达到平衡状态时,右侧容器内压强为p1;松开隔板,隔板移至“6”处并达到新的平衡,此时右侧容器压强为p2。
(4)p1
(5)若将上述容器改为绝热容器,固定隔板在“5”处,下列不能说明右侧容器内反应已达平衡状态的是
A.容器右侧气体的密度不再改变
B.容器右侧的温度不再改变
C.容器右侧气体的压强不再改变
D.容器右侧气体的平均相对分子质量不再改变
E.2v(HF)正=v[(HF)2]逆
某温度下,将分析浓度(总浓度)相同的HCl、HF和CH3COOH三种溶液,分别加水稀释时,溶液pH变化如图所示。图中,氢氟酸溶液在稀释初期的pH上升较快。
(6)据此判断,(HF)2与HF的酸性相比,较强的是
(7)NaF和HF的混合液具有一定的缓冲能力,即加入少量的酸或碱时,溶液的pH基本保持不变。用电离平衡理论解释NaF和HF混合液具有一定缓冲能力的原因
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(0.4)
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解题方法
【推荐3】NO、NO2是汽车尾气中重要的含氮氧化物。回答下列问题:
(1)某温度下,反应的平衡常数如下:
a.2NO2(g)N2(g)+2O2(g) K1=6.7×1016;
b.2NO(g) N2(g)+O2(g) K2=2.2×1030。
分解反应趋势较大的反应是_______ (填“a”或“b”);反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的K=_______ 。
(2)已知反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的正反应速率v(正)=k1·cm(NO)·cn(O2),其中k1为速率常数,可通过下列实验数据计算m、n。
则m=_______ 、n=_______ 。
(3)已知反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的历程可表示为
第一步:NO+NON2O2快速平衡
第二步N2O2+ O22 NO2慢反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡,第一步反应中:v(正)=k1·c2(NO),v(逆)=k—1·c(N2O2),下列叙述正确的是_______(填字母)。
(4)SCR(选择性催化还原)脱硝法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为4NO(g)+4NH3(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g) ΔH<0,其他条件相同,在甲、乙两种催化剂作用下,相同时间时NO转化率与温度的关系如图所示:
①工业上选择催化剂_______ (填“甲”或“乙”)。
②在催化剂甲作用下,图中M点处(对应温度为210 ℃)NO的转化率_______ (填“可能是”“一定是”或“一定不是”)该温度下的平衡转化率。
(1)某温度下,反应的平衡常数如下:
a.2NO2(g)N2(g)+2O2(g) K1=6.7×1016;
b.2NO(g) N2(g)+O2(g) K2=2.2×1030。
分解反应趋势较大的反应是
(2)已知反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的正反应速率v(正)=k1·cm(NO)·cn(O2),其中k1为速率常数,可通过下列实验数据计算m、n。
组别 | 起始浓度/(mol/L) | 初始速率/[mol/(L·s)] | |
NO | O2 | ||
1 | 0.02 | 0.0125 | 7.98×10-3 |
2 | 0.02 | 0.0250 | 15.96×10-3 |
3 | 0.04 | 0.0125 | 31.96×10-3 |
(3)已知反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的历程可表示为
第一步:NO+NON2O2快速平衡
第二步N2O2+ O22 NO2慢反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡,第一步反应中:v(正)=k1·c2(NO),v(逆)=k—1·c(N2O2),下列叙述正确的是_______(填字母)。
A.第一步反应的平衡常数K= | B.v(第一步的正反应)<v(第二步的反应) |
C.第二步的活化能比第一步的活化能高 | D.第二步中N2O2与O2的碰撞100%有效 |
①工业上选择催化剂
②在催化剂甲作用下,图中M点处(对应温度为210 ℃)NO的转化率
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】研发二氧化碳利用技术,已成为世界科学领域研究的热点。请回答下列问题:
Ⅰ.二氧化碳催化加氢制甲醇,不仅有利于降低空气中二氧化碳含量,同时可以制备清洁能源,其总反应可表示为:。
(1)一定温度下,此反应的反应历程与体系能量变化关系如图1所示,则第二步反应的热化学方程式为_______ 。
(2)第一步反应的正反应速率方程为,逆反应速率方程为,其中、分别为正、逆反应的速率常数,只受温度影响。与(温度的倒数)的关系如图2所示,①、②、③、④四条斜线中,表示的是_______ 。图中A、B、C、D点的纵坐标分别为a+2、a+1、a-1、a-2,则温度为时,第一步反应的化学平衡常数_______ 。
(3)总反应在起始物质的量时,不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为,在时随压强(P)的变化及在时随温度(t)的变化如图所示。
①图中对应等温过程的曲线是_______ (填“a”或“b”),判断的理由是_______ 。
②时,当时,的平衡转化率为_______ (保留小数点后一位)。
Ⅱ.我国科学家以Bi为电极,在酸性水溶液中实现电催化还原,两种途径的反应机理如图所示,其中表示过渡态、数字表示微粒的相对总能量。
(4)途径一,电还原经两步反应生成:第一步为(*表示微粒与的接触位点):第二步为_______ 。
(5)电还原的选择性以途径一为主,理由是_______ 。
Ⅰ.二氧化碳催化加氢制甲醇,不仅有利于降低空气中二氧化碳含量,同时可以制备清洁能源,其总反应可表示为:。
(1)一定温度下,此反应的反应历程与体系能量变化关系如图1所示,则第二步反应的热化学方程式为
(2)第一步反应的正反应速率方程为,逆反应速率方程为,其中、分别为正、逆反应的速率常数,只受温度影响。与(温度的倒数)的关系如图2所示,①、②、③、④四条斜线中,表示的是
(3)总反应在起始物质的量时,不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为,在时随压强(P)的变化及在时随温度(t)的变化如图所示。
①图中对应等温过程的曲线是
②时,当时,的平衡转化率为
Ⅱ.我国科学家以Bi为电极,在酸性水溶液中实现电催化还原,两种途径的反应机理如图所示,其中表示过渡态、数字表示微粒的相对总能量。
(4)途径一,电还原经两步反应生成:第一步为(*表示微粒与的接触位点):第二步为
(5)电还原的选择性以途径一为主,理由是
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【推荐2】我国提出2060年达“碳中和”目标,通过反应将转化为高附加值产品是实现该目标的一种方式。回答下列问题:
体系中涉及两个反应:
I.主反应:
Ⅱ.副反应:
(1)测定不同温度下反应Ⅰ的平衡常数(K>0)如下表所示:
①___________ 0(填“>”“<”或“=”)。
②已知:,则的燃烧热___________ 。
③充入恒容密闭容器中反应,下列有利于提高产率的措施有___________ (填序号)。
A.升高反应温度 B.及时移出
C.选择选择性高的催化剂 D.充入氮气
④充入恒容恒温密闭容器中反应,起始压强为,平衡时压强为,与的浓度相等,的转化率___________ (用含和的代数式表示),用各物质的平衡分压表示反应Ⅰ的平衡常数计算式___________ (用含和的代数式表示)。
(2)中国科学院大学以为电极材料,利用电化学催化还原制备。用计算机模拟在电极材料表面发生还原反应的历程如图(*表示微粒与的接触位点):
HCOOH是___________ (填“氧化”或“还原”)产物。依据反应历程图中数据,你认为电催化还原CO2生成HCOOH的选择性___________ (填“高于”或“低于”)生成CO的选择性,原因是___________ 。
体系中涉及两个反应:
I.主反应:
Ⅱ.副反应:
(1)测定不同温度下反应Ⅰ的平衡常数(K>0)如下表所示:
T/K | 373 | 473 | 573 | 673 |
平衡常数 | 37.5K | 24.3K | 8.4K | K |
②已知:,则的燃烧热
③充入恒容密闭容器中反应,下列有利于提高产率的措施有
A.升高反应温度 B.及时移出
C.选择选择性高的催化剂 D.充入氮气
④充入恒容恒温密闭容器中反应,起始压强为,平衡时压强为,与的浓度相等,的转化率
(2)中国科学院大学以为电极材料,利用电化学催化还原制备。用计算机模拟在电极材料表面发生还原反应的历程如图(*表示微粒与的接触位点):
HCOOH是
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【推荐3】是一种重要的化工原料,的回收和资源化利用具有重要意义。回答下列问题:
(1)和是汽车尾气中污染大气的成分,某催化剂可将其转化为对环境友好的物质,达到治理污染的目的。有关化学反应的能量变化如图所示。则该反应的热化学方程式为_______ 。
(2)时,将和充入体积为的恒容密闭容器中,发生上述反应,末反应达到平衡,平衡体系中有。
①内,的平均反应速率为_______ 的转化率为_______ %。
②写出一种能提高平衡转化率的措施_______ 。
(3)和可用于合成和。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
上述反应温度不能过高的原因是_______ 。
②一定温度下,向恒容容器内充入和,初始压强为,发生上述2个反应,达到平衡时的转化率为40%,的选择性为60%,则反应Ⅰ的_____ [列出计算式,用分压表示,分压=总压×物质的量分数,的选择性]。
(4)可应用于燃料电池,该电池采用溶液为电解质,其工作原理如图所示:该电池工作时,电极b为_______ 极,a极电极反应式为_______ 。
(1)和是汽车尾气中污染大气的成分,某催化剂可将其转化为对环境友好的物质,达到治理污染的目的。有关化学反应的能量变化如图所示。则该反应的热化学方程式为
(2)时,将和充入体积为的恒容密闭容器中,发生上述反应,末反应达到平衡,平衡体系中有。
①内,的平均反应速率为
②写出一种能提高平衡转化率的措施
(3)和可用于合成和。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
上述反应温度不能过高的原因是
②一定温度下,向恒容容器内充入和,初始压强为,发生上述2个反应,达到平衡时的转化率为40%,的选择性为60%,则反应Ⅰ的
(4)可应用于燃料电池,该电池采用溶液为电解质,其工作原理如图所示:该电池工作时,电极b为
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