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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:93 题号:9270038
汽车尾气中CO、氮氧化物(NOx) 严重影响人们的生活和健康,化学工作者对氮氧化物的处理做了广泛而深入的研究。
I.利用甲烷还原NOX
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g) +CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ/mol ;
②CH4 (g)+4NO(g)=2N2(g) +CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160 kJ/mol 。
(1)甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为______________________________
(2)在恒容(2L)密闭容器中充入1molCH4和2molNO2进行(1)中反应,CH4的平衡转化率φ。(CH4)与温度和压强的关系如图甲所示。

①若容器中的压强为p2,y 点; v 正________V逆(填“大于"“等于“或“小于”)。
②图中压强大小P1_______ P2
③X 点对应温度下反应的平衡常数K=______________
II.某研究小组以Ag-ZSM-5为催化剂模拟汽车尾气的处理,实现NO和CO反应转化为无毒气体。同时利用反应放出的热量预热NO 和CO。实验测得NO的转化率随温度的变化如图乙所示。
(1)高于773K,NO的转化率降低的可能原因是_________________
(2)为提高汽车尾气中NO的转化率,除了改变温度、压强外,还可以采取的措施有_________

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐1】二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用.工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚.请回答下列问题:

(1)煤的气化的主要化学反应方程式为: ______
(2)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)H=-90.8kJ•mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H=-23.5kJ•mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-41.3kJ•mol-1
写出水煤气直接合成二甲醚同时生成CO2的热化学反应方程式 ______
(3)一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是 ______
a.高温低压
b.低温高压
c.减少CO2的浓度
d.增加CO的浓度
e.分离出二甲醚
f.加入催化剂
(4)已知反应②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)某温度下的平衡常数为400.此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质CH3OHCH3OCH3H2O
浓度/(mol•L-10.440.60.6

比较此时正、逆反应速率的大小:v ______ v(填“>”、“<”或“=”),若上述情况达到平衡,此时c(CH3OH)= ______
(5)将CH4设计成燃料电池,其装置示意如图(A、B为多孔性碳棒)持续通入甲烷,在标准状况下,消耗甲烷体积VL.
①0<V≤44.8L时,电池总反应方程式为 ______
②44.8L<V≤89.6L时,负极电极反应为 ______
③V=67.2L时,溶液中阴离子浓度大小关系为______
2019-12-03更新 | 56次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐2】汽车尾气是城市的主要空气污染物,研究控制汽车尾气成为保护环境的首要任务。
(1)汽车内燃机工作时发生反应:N2(g) + O2(g)2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。T ℃时,向5L密闭容器中充入6.5 molN2和7.5 molO2,在5 min时反应达到平衡状态,此时容器中NO的物质的量是5 mol。
① 5 min内该反应的平均速率υ(NO) =________;在T ℃时,该反应的平衡常数K =________
② 反应开始至达到平衡的过程中,容器中下列各项发生变化的是_______(填序号)。
a. 混合气体的密度               b. 混合气体的压强
c. 正反应速率 d. 单位时间内,N2和NO的消耗量之比
(2)H2或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的。
已知:N2(g) + O2(g) = 2NO(g) H=" +180.5" kJ·mol1
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) H= -571.6 kJ·mol1
则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是_______
(3)当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。下图表示在其他条件不变时,反应:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g) + N2(g) 中NO的浓度[c(NO)]随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。
① 该反应的H_______0 (填“>”或“<”)。
② 若催化剂的表面积S1S2 ,在下图中画出c(NO) 在T1S2 条件下达到平衡过程中的变化曲线____________
2016-12-09更新 | 646次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐3】含氮化合物的综合利用是当前重要的研究课题。
I.汽车尾气中的在一定条件下可发生反应生成无毒的
已知:①
的燃烧热

(1)_______
(2)该反应达到平衡后,为了同时提高反应速率和NO的平衡转化率,可采取的措施包括_______(填字母序号)。
a.改用高效催化剂
b.恒温恒容条件下,按投料比增大反应物浓度
c.移去
d.升高温度
e.缩小反应容器的体积
时,将等浓度和NO充入刚性密闭容器中发生上述反应,每隔一定时间测得容器内NO的浓度如下表所示:
时间0102030405060
浓度1.000.800.650.520.400.400.40

(3)下列可判断以上平衡体系达到平衡状态的包括_______。(填序号)
a.
b.混合气体的平均相对分子质量不变
c.容器内的总压强不变
d.
(4)若起始时体系的压强为,反应开始至,体系的压强为_______,该反应的平衡常数_______(保留3位有效数字)。
(5)反应达到平衡后,若再向容器中加入,再次达到平衡时的百分含量将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
Ⅱ.如图所示是一种以液态肼为燃料,固态氧化物为电解质的新型燃料电池。已知:在工作温度达时,可在该固体氧化物电解质中自由移动,反应生成物均为无毒无害的物质。

(6)电极甲上发生的电极反应方程式为_______
(7)若想用外加电流的方法保护金属免受腐蚀,金属应该与该电池的_______(填“电极甲”或“电极乙”)直接相连。
2023-12-27更新 | 143次组卷
共计 平均难度:一般