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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:372 题号:7737885
氮氧化物是环境污染物,研究氮氧化物转化有重要的意义。
回答下列问题
(1)催化转化器可使汽车尾气反应而转化:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H
已知:N2(g)+O2(g)==2NO(g) △H1= a kJ·mol1
2C(s)+O2(g)==2CO(g) △H2= b kJ·mol1
C(s)+ O2(g)=CO2(g) △H3= c kJ·mol1
△H=___________ kJ·mol1(用含a、b、c的代数式表示)
(2)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中发生尾气转化反应,容器中NO物质的量随时间变化如图所示。
   
①T℃时,该化学反应的平衡常数K=___________
②下列事实无法判断汽车尾气转化反应达到到化学平衡状态的是___________
A.NO消耗速率等于N2消耗速率的2倍          B.混合气体平均相对分子质量不再变化
C.体系中NO的转化率和CO的转化率相等     D.气体的密度不再变化
③已知汽车尾气转化反应的△H<0。10min后,改变下列示意图横坐标对应的反应条件,纵坐标对应的量变化关系正确的是___________。(填序号)
   
(3)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:
第一步I2(g)2I(g)(快反应)
第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)
第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g)(快反应)
实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是___________(填标号)。
A.N2O分解反应中,k值与是否含碘蒸气无关
B.第二步对总反应速率起决定作用
C.第二步活化能比第三步小
D.IO为反应的中间产物
(4)碱吸收、碳还原是目前工业生产中处理氮氧化物的常用方法。
①碱吸收的常见产物为NaNO2。常温下,pH=8的NaNO2溶液中c(Na+)-c(NO2)=___________mol·L1(用精确值表示)
②碳还原法是在高温条件下将NO与NO2混合气体与焦炭反应,生成CO和N2。已知,采用碳还原法处理某工厂氮氧化物废气时,生成的CO与N2的物质的量之比为4︰3。则该工厂尾气中NO和NO2的物质的量比为___________

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【推荐1】氯气及其化合物在生产和生活中有广泛应用。化学上,在一定温度和压强下,由最稳定的单质生成纯物质的热效应称为生成热。
信息1:几种碱金属氯化物的生成热如表所示。
碱金属氯化物
生成热-409-411-437-443

(1)写出表示生成热的热化学力程式:___________
(2)预测的生成热范围为___________
信息2:M和几种含氯阴离子的生成热与氯元素化合价的关系如图所示(生成热可以视为物质的相对能量)。

(3)在含氯阴离子中,最稳定的阴离子是___________(填离子符号,下同),最不稳定的阴离子是___________
(4)常温下,b的钠盐溶液的pH___________(填“>”“<”或“=”),其原因是___________(用离子方程式表示)。
(5)氯气与溶液在不同条件下的反应不同。
   
   
___________
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【推荐2】甲醇是一种重要的基础有机化工原料和优质燃料,用CO2制备甲醇可实现碳循环,制备方法为
反应I:   
反应Ⅱ:   
反应Ⅲ:   
(1)反应I、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数K与温度T变化关系如图所示 。根据据图判断,随着温度的升高CH3OH的平衡产率___________(填“增大”,“减小”或“不变”),的数值范围是___________(填标号)。
A.<-1                    B.-1~0                    C.0~1                           D.>1
(2)已知初始投料比,在5MPa恒压条件下,使用不同的催化剂,经过相同时间,CO2的转化率和CH3OH的选择性随温度的变化如图所示。

(CH3OH选择性=.×100%)
①由图像可知,工业上合成甲醇,考虑到生产效率,最合适的催化剂和温度是___________
②工业上使用一种催化剂,CO2的转化率和CH3OH的选择性随温度的变化如图所示,随温度升高CH3OH产率的变化趋势为___________,T1温度下CH3OH的产率为___________,H2O(g)的体积分数为___________。随着温度的升高,逐渐___________(填“增大”,“减小”或“不变”)。
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【推荐3】二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”,由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
①CO(g)+2H2 (g)CH3OH(g) ΔH1=-90.7kJ·mol-1K1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5kJ·mol-1K2
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2 (g) ΔH3=-41.2kJ·mol-1K3
回答下列问题:
(1)反应3H2 (g)+3CO(g)CH3OCH3 (g)+CO2(g)的ΔH=_____kJ·mol-1;该反应的平衡常数K=_____(用K1、K2、K3表示)。随温度的升高,该反应的平衡常数K的变化趋势是_____(填增大、减小、或不变)
(2)下列措施中,能提高(1)中CH3OCH3产率的有_____(填字母)。
A.使用过量的CO       B.升高温度       C.增大压强
(3)一定温度下,将0.2molCO和0.1molH2O(g)通入2L恒容密闭容器中,发生反应③,5min后达到化学平衡,平衡后测得H2的体积分数为0.1.则0~5min内v(H2O)=_____,CO的转化率为_____,向上述平衡体系中再充入0.2molCO和0.1molH2O(g),再次达到平衡时,H2的体积分数_____0.1(填大于、小于、或等于)
(4)将合成气以=2通入1L的反应器中,一定条件下发生反应:4H2 (g)+2CO(g)CH3OCH3 (g)+H2O(g)ΔH,其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图1所示,下列说法正确的是_____(填字母)。

A.ΔH<0
B.p1>p2>p3
C.若在p3和316℃时,起始时=3,则平衡时,α(CO)小于50%
(5)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和H2制备二甲醚(DME)。观察图2,当约为_____时最有利于二甲醚的合成。
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