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解答题-原理综合题 困难0.15 引用1 组卷829
以NOx为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。
(1) N2O是一种强温室气体,且易形成颗粒性污染物,研究N2O的分解对环境保护有重要意义。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__________
A. N2O分解反应中:k值与是否含碘蒸气有关
B.第三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为反应的催化剂
(2)汽车尾气中含有较多的氮氧化物和不完全燃烧的CO,汽车三元催化器可以实现降低氮氧化物的排放量。比如,汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在催化剂的作用下转化成两种无污染的气体:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H1
①已知:反应N2(g)+O2(g)2NO(g) △H2=+180.0 kJ/mol,若CO的燃烧热为-283.5 kJ/mol,则△H1=__________
②若在恒容的密闭容器中,充入2 molCO和1 molNO,下列选项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是__________
A.CO和NO的物质的量之比不变                 B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的压强保持不变                         D.2v(N2)=v(CO)
③研究表明氮氧化物的脱除率除了与还原剂、催化剂相关外,还取决于催化剂表面氧缺位的密集程度。以La0.8A0.2BCoO3+x(A、B均为过渡元素)为催化剂,用H2还原NO的机理如下:
第一阶段:B4+(不稳定)+H2→低价态的金属离子(还原前后催化剂中金属原子的个数不变)
第二阶段:I. NO(g)+□→NO(a)
II.2NO(a)→2N(a)+O2(g) III. 2N(a)→N2(g)+2□
IV. 2NO(a)→N2(g)+2O(a) V.20(a)→O2(g)+2□
注:□表示催化剂表面的氧缺位,g表示气态,a表示吸附态
第一阶段用氢气还原B4+得到低价态的金属离子越多,第二阶段反应的速率越快,原因是_____________
(3)N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g)2NO2(g)。将定量的N2O4放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率[α(N2O4)]随温度的变化如图所示。

①图中a点对应温度下。已知N2O4的起始压强为108 kPa, 则该温度下反应的平衡常数Kp=______kPa(用平衡分压代替平衡农度计算, 分压=总压×物质的量分数)。
②在一定条件下,该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系v(N2O4)=k1p(N2O4),v(NO2)=k2p2(NO2),其中k1、k2是与反应温度有关的常数。相应的速率、压强关系如下图所示,一定温度下,k1、 k2与平衡常数Kp的关系是k1=______在下图 上标出的点中,能表示反应达到平衡状态的点为__________(填字母代号)。

(4)①为了消除NO、NO2、N2O4对大气的污染,常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理。现有由a mol NO、b molNO2、c mol N2O4组成的混合气体恰好被V L氢氧化钠溶液吸收(无气体剩余),则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小的为____________
②也可用Na2CO3溶液处理烟气中的氮氧化物,写出NO2被Na2CO3溶液吸收生成三种盐的化学反应方程式________________________
19-20高二·浙江·期中
知识点:化学反应热的计算碰撞理论及活化能化学平衡的有关计算化学平衡状态的判断方法 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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以NOx为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。
(1)N2O是一种强温室气体,且易形成颗粒性污染物,研究N2O的分解对环境保护有重要意义。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y= k·c(N2) •[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是___________
A.N2O分解反应中,速率常数k值与是否含碘蒸气无关
B.第三步对总反应速率起决定作用
C.第二步活化能比第三步大
D.IO为反应的催化剂
(2)汽车尾气中含有较多的氮氧化物和不完全燃烧的CO,汽车三元催化器可以实现降低氮氧化物的排放量。比如,汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在催化剂的作用下转化成两种无污染的气体:2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g) H1
①已知:N2(g)+O2(g) 2NO(g) H2=+180.0 kJ/mol,
CO(g)+O2(g) CO2(g),H3=-283.5 kJ/mol;
H1=___________
②若在恒容的密闭容器中,充入2 mol CO和1 mol NO,下列选项中能说明该反应已经达到平衡状态的是___________
A.CO和NO的物质的量之比不变
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的压强保持不变
D.v(N2)=2v(CO)
(3)N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g) 2NO2(g),将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率随温度的变化如图所示。

图中a点对应温度下。已知N2O4的起始压强为108 kPa,则该温度下反应的平衡常数Kp=___________kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)采用电解法处理含氮氧化物废气,可回收硝酸,具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收NOx的装置如图所示(图中电极均为石墨电极)。写出电解法吸收NO时阳极的电极反应式:___________
气态含氮化合物是把双刃剑,既是固氮的主要途径,也是大气污染物。气态含氮化合物及相关反应是科研热点。回答下列问题:
(1)汽车尾气中含有较多的氮氧化物和不完全燃烧的CO,汽车三元催化器可以实现降低氮氧化物的排放量。汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在催化剂的作用下转化成两种无污染的气体:     
①CO还原NO的反应机理及相对能量如图所示(TS表示过渡态):

△H=_____
②若在恒容密闭容器中,充入2 mol CO和2 mol NO,下列不能说明该反应已经达到平衡状态的是_____ (填标号)。
A.CO和NO的物质的量之比不变                  B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的压强保持不变                            D.2v(N2)=v(CO)
(2)H2还原NO的反应为
①为研究H2和NO的起始投料比对NO平衡转化率的影响,分别在不同温度下,向三个体积均为αL的恒容密闭容器中加入一定量H2和NO发生反应,实验结果如图所示。

T1、T2、T3中温度最高的是_____,判断的理由是_____
②研究表明,氮氧化物的脱除率除了与还原剂、催化剂相关外,还取决于催化剂表面氧缺位的密集程度。以La0.8A0.2BCoO3+x(A、B均为过渡元素)为催化剂,用H2还原NO的机理如下:
第一阶段:B4+(不稳定)+H2→低价态的金属离子(还原前后催化剂中金属原子的个数不变)
第二阶段:I.             Ⅱ.
Ⅲ.                            Ⅳ.
V.
注:表示催化剂表面的氧缺位,g表示气态,a表示吸附态
第一阶段用氢气还原B4+得到低价态的金属离子越多,第二阶段反应的速率越快,原因是_____
(3)N2O4与NO2之间存在反应。将定量的N2O4放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率[α(N2O4)]随温度的变化如图所示。

①图中a,点对应温度下,已知N2O4的起始压强为l08kPa,则该温度下反应的平衡常数KP=______kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
②在一定条件下,该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系v(N2O4)=k1p(N2O4),v (NO2)=k2p2(NO2),其中k1、k2是与反应温度有关的常数。一定温度下,k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1=______
以NOx为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。
I. N2O是一种强温室气体,且易形成颗粒性污染物,研究N2O的分解对环境保护有重要意义。
(1)       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__________
A.N2O分解反应中:k值与是否含碘蒸气有关       B.第三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为反应的催化剂
Ⅱ.汽车尾气中含有较多的氮氧化物和不完全燃烧的CO,汽车三元催化器可以实现降低氮氧化物的排放量。汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在催化剂的作用下转化成两种无污染的气体。如,
反应I:2CO +2NO  N2+2CO2H1;反应II:4CO +2NO2 N2+4CO2H2<0。
(2)       针对反应I:
①已知:反应N2(g)+O2(g)2NO(g)   H3=+180.0kJ·mol−1,若CO的燃烧热为-283.5kJ·mol−l 则反应I的H1=_________kJ·mol−1
②若在恒容的密闭容器中,充入2molCO和1molNO,发生反应I,下列选项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是_______
A.CO和NO的物质的量之比不变                    B.混合气体的密度保持不变       
C.混合气体的压强保持不变                           D.2v(N2=v(CO)
(3)       在2L密闭容器中充入2 mol CO和1 molNO2,发生上述反应II。
①若在某温度下,该反应达平衡时CO的转化率为40%,则该反应的平衡常数为________
图 1                       图 2   
②图1为平衡时CO2的体积分数与温度、压强的关系。则温度:T1____T2(填“<”或“>”);若       在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的____点。
(4)       某研究小组探究催化剂对CO、NO2转化的影响。将NO2和CO以一定的流速通过两种不同的       催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中NO2含量,从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO2的转化率),结果如图2所示。若高于450℃,图2中曲线中脱氮率随温度升高而降低的主要       原因是___________________________;a点 ______________(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率,说明理由____________________________________________________________

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