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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:142 题号:9898713
在合成氨工业和硝酸制备工业中,常产生N2O、NO和NO2等氮氧化物造成一些环境问题,科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。
(1)在2L密闭容器中通入3mol H2和1mol N2,测得不同温度下,NH3的产率随时间的变化如图所示。

①下列有关说法正确的是________(填序号)。
A.a处的v>0
B.e点的v=0
C.由b点到c点混合气体相对分子质量逐渐增大
D.平衡时,通入氩气平衡正向移动
②T2温度时,0~5min内v(N2)=___mol·L-1·min-l
③已知:瞬时速率表达式v=kc3(H2)∙c(N2),v=kc2(NH3)(k为速率常数,只与温度有关)。温度由T1调到T2,活化分子百分率________。(填“增大”“减小”或“不变”),
k增大倍数____k增大倍数(填“大于”“小于”或“等于”)。T1°C时,____
(2)工业生产尾气中产生的N2O需进行分解处理,用碘蒸气可大大提高N2O的分解速率,反应历程如下:
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)+I(g) ( 快反应)
在反应过程中,I2的浓度与N2O分解速率_____ (填“有关”或“无关”);第___步反应对总反应速率起决定性作用;第二步的活化能比第三步____(填 “大”“小”或“相等”)。
(3)已除去N2O的硝酸尾气NO和NO2可用NaOH溶液吸收,写出NO和NO2与NaOH反应生成一种盐的反应方程式:_______;已知,常温下HNO2的电离常数Ka=5×10-4,则0.5mol/L对应钠盐的pH值为_______

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【推荐1】氮、硫氧化物是环境污染物,研究氮、硫氧化物的转化有重要意义。
(1)已知:




上述反应热效应之间的关系式为___________(用表示)。
(2)含NO和的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应为:
下列措施能提高尾气中NO和去除率的有___________(填字母)。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
(3)煤燃烧排放的烟气含有NO和,采用碱性的溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硝、脱硫。在鼓泡反应器中通入含有NO和的烟气,反应温度为323K,溶液浓度为。反应10min后溶液中离子浓度的分析结果如下表。
离子

①写出溶液脱硫过程中主要反应的离子方程式___________
②由实验结果可知,脱硫反应速率___________脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是___________
③如果采用替代,其脱硫效果会更好。试从化学平衡原理分析,相比具有的优点是___________
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【推荐2】氮、碳氧化物的排放会对环境造成污染。多年来化学工作者对氮、碳的氧化物做了广泛深入的研究并取得一些重要成果。
I.已知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步:
第一步:2NO(g)N2O2(g) (快) ∆H1<0;
v1=k1c2(NO) ;v1=k1c(N2O2
第二步:N2O2(g)+O2(g)2NO2(g) (慢) ∆H2< 0;
v2=k2c(N2O2)c(O2);v2=k2c2(NO2
①在两步的反应中,哪一步反应的活化能更大___(填“第一步”或“第二步”)。
②一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态,请写出用k1、k1、k2、k2表示的平衡常数表达式K=____________
II.(1)利用CO2和CH4重整不仅可以获得合成气(主要成分为CO、H2),还可减少温室气体的排放。已知重整过程中部分反应的热化方程式为:
① CH4(g)=C(s)+2H2(g)       ΔH1>0
② CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)       ΔH2>0
③ CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(g)       ΔH3<0
则反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的ΔH=______________________(用含 ΔH1 、ΔH2 ΔH3的代数式表示)若固定n(CO2)=n(CH4),改变反应温度,CO2和CH4的平衡转化率见图甲。


同温度下CO2的平衡转化率大于CH4的平衡转化率,原因是_________
(2)在密闭容器中通入物质的量均为0.1mol的CH4和CO2,在一定条件下发生反应CO2(g) + CH4(g) 2CO(g) + 2H2(g),CH4的平衡转化率与温度及压强(单位Pa)的关系如图乙所示。y点:v(正)_____v(逆)(填 “大于”“小于”或“等于”)。已知气体分压(p )=气体总压(p )× 气体的物质的量分数。用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp,求x 点对应温度下反应的平衡常数Kp=__________________
III.根据2CrO42+2H+ Cr2O72+H2O设计如图丙装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7,图丙中左侧电极连接电源的_________极,电解制备过程的总反应化学方程式为_________。测定阳极液中Na和Cr的含量,若Na与Cr的物质的量之比为a:b,则此时Na2CrO4的转化率为_________。若选择用熔融K2CO3作介质的甲烷(CH4)燃料电池充当电源,则负极反应式为________________
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【推荐3】某同学进行了硫代硫酸钠与硫酸反应的有关实验,实验过程的数据记录如下(见表格),请结合表中信息,回答有关问题:
实验
序号
反应温
度/℃
参加反应的物质
Na2S2O3H2SO4H2O
V/mLc/mol·L-1V/mLc/mol·L-1V/mL
A20100.1100.10
B2050.1100.15
C20100.150.15
D4050.1100.15
(1)根据你所掌握的知识判断,在上述实验中,反应速率最快的可能是__(填实验序号)。
(2)在比较某一因素对实验产生的影响时,必须排除其他因素的变动和干扰,即需要控制好与实验有关的各项反应条件,其中:
①能说明温度对该反应速率影响的组合是__(填实验序号,下同);
②A和B、A和C的组合比较,所研究的问题是__
③写出上述反应的离子方程式__
(3)可以利用出现黄色沉淀的快慢来比较反应速率的快慢,请你分析为何不采用排水法测量单位时间内气体体积的大小进行比较:__
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