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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷166
NOx是形成雾霾天气的主要原因之一,以NOx为主的污染综合治理是当前重要的研究课题。
(1)通常可采用氢气进行催化还原,消除NO造成的污染。
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H=akJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ∆H=bkJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) ∆H=ckJ·mol-1
写出H2与NO反应生成N2和水蒸气的热化学方程式:___________
(2)用NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是常见的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图所示。当NO2与NO的物质的量之比为1∶1时,与足量氨气在一定条件下发生反应。当有15mol电子发生转移时,则参与反应的NO的物质的量为___________

(3)可用电解法将硝酸工业的尾气NO转变为NH4NO3,其工作原理如图:

M极接电源的___________极,N极的电极反应式为___________
(4)汽车尾气中的NO、以NO为主,净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)∆H=akJ·mol-1,在500℃时,向恒容密闭体系中通入5mol的NO和5mol的CO进行反应时,体系中压强与时间的关系如图所示:

500℃时的平衡常数Kp=___________Mpa-1,(Kp为以平衡分压表示的平衡常数,平衡分压=总压×物质的量分数)。若在4min改变的条件为升高温度,Kp减小,则a___________0(填“大于”“小于”或“等于”)。
20-21高二下·江苏苏州·阶段练习
知识点:化学反应原理综合考查盖斯定律及其有关计算化学平衡的移动及其影响因素化学平衡常数的有关计算 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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经最新研究发现,NOx和SOx是形成雾霾天气的主要原因之一,因此研究NOx、SOx等大气污染物的妥善处理具有重要意义。
(1)为了消除NO造成的污染,通常采用一氧化碳和氢气进行催化还原NO。
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)   ΔH=akJ•mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=bkJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH=ckJ•mol-1
写出H2与NO反应生成N2和水蒸气的热化学方程式:________________________
(2)目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术是NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术。反应原理如图所示:

当NO2与NO的物质的量之比为1:1时,与足量氨气在一定条件下发生反应。当有12mol电子发生转移时,则参与反应的NO2的物质的量为________
(3)T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH<0。实验测得:v=v消耗(NO)=2v消耗(O2)=kc2(NO)•c(O2),v逆=v消耗(NO2)=kc2(NO2),k、k为速率常数只受温度影响。不同时刻测得容器中n(NO)、n(O2)如表:
时间/012345
n(NO)/mol10.60.40.20.20.2
n(O2)/mol0.60.40.30.20.20.2

①从0~2s该反应的平均速率v(NO2)=________mol/(L•s)。
T1温度时,上述反应的化学平衡常数K=________
③若将容器的温度改变为T2时其k=k,则T1________T2(填“”“”或“”)。
(4)电解硝酸工业的尾气NO可制备NH4NO3,其工作原理如图。

①N极的电极反应式为________________________
②将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3,则通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为________
氮氧化物是形成雾霾的重要原因之一,综合治理氮氧化物,还自然一片蓝天。回答下列问题:
(1)通常可采用氢气进行催化还原,消除NO造成的污染。
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)   H=akJ/mol;
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)   H=bkJ/mol;
③H2O(g)=H2O(l)   H=ckJ/mol
写出H2与NO反应生成N2和水蒸气的热化学方程式:___________
(2)已知Cl2可与NO作用:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)   H<0,反应的速率方程式为:v=k·c2(NO)·c(Cl2),v=k·c2(ClNO),k、k表示速率常数,与温度、活化能有关。
①升高温度,k的变化程度___________(填“大于”小于”或“等于”)k的变化程度。
②某温度条件下,向2L恒容密闭容器中加入2molNO和1molCl2,测得初始压强是平衡时压强的1.2倍。则该温度下平衡常数K=___________。若平衡时压强为p,则Kp=___________(用p表示)。
(3)工业烟气中的氮氧化物可用NH3催化还原,发生反应:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)   H<0,研究表明不同氨氮比m=条件下测得NO的残留率与温度关系如图所示。

①氨氮比m1、m2、m3由大到小的顺序是___________
②随着温度不断升高,NO的残留率趋近相同,说明温度对NO残留率的影响___________(填“大于”或“小于”)氨氮比的影响。
(4)工业烟气中的氮氧化物也可用C2H4脱硝。为研究温度、催化剂中Cu2+负载量对NO去除率的影响,控制其它条件一定,实验结果如图所示。为达到最高的NO去除率,应选择的反应温度约为___________(填序号,下同),Cu2+负载量为___________

a.300℃       b.350℃       c.500℃       d.1%       e.3%       f.8%
氮氧化物是造成酸雨、臭氧空洞、光化学烟雾等环境问题的主要原因之一,如何消除大气污染物中氮氧化物已成为人们关注的主要问题之一、
I.NH3-SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法。该法是利用氨的还原性,在一定条件下,将烟气中的NOx直接还原为N2.主要反应原理为:4NH3+4NO+O24N2+6H2O。
(1)已知有下列热化学方程式(a、b、c均大于0):
①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(1) ΔH=-akJ/mol
②N2(g)+O2(g)2NO(g)     ΔH=+bkJ/mol
③H2O(g)H2O(1) ΔH=-ckJ/mol
则氨气与氧气反应生成NO和水蒸气的热化学方程式为_______
(2)向某2L密闭容器中分别投入2mol NH3、2mol NO、1mol O2,其他条件相同时,在甲、乙两种催化剂作用下,NO转化率与温度的关系如图所示:

①甲、乙两种催化剂,催化效果较好的是_______
②在催化剂甲作用下,高于210℃时,NO转化率降低的原因可能是_______(任答一点即可)。
Ⅱ.CH4可以消除氮氧化物的污染。
主要反应原理为:CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g) ΔH=-868.7kJ/mol。在2L恒容密闭容器中,通入1mol CH4和2mol NO2,在一定温度下进行上述反应,8min时反应达到平衡,此时NO2的转化率为60%,体系压强为P0MPa。
(3)下列各项中,能说明上述反应达到平衡状态的是_______
A.容器内混合气体的密度不随时间变化
B.容器内混合气体颜色保持不变
C.反应速率v(NO2):v(N2)=2:1
D.容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变
E.容器内混合气体中CH4和NO2的体积分数之比保持不变
(4)计算0~8min内:v(NO2)=_______;该温度下反应的平衡常数Kp=_______MPa(用含P0的代数式表示,Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)
(5)保持其它条件不变,将起始容器改为绝热恒容容器,则达到平衡时N2的体积分数与恒温条件下相比_______(填“更大”、“更小”或“相等”)

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