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解答题-原理综合题 困难0.15 引用1 组卷871
反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)是制取硝酸、烟气脱硝中的重要反应。回答下列问题:
(1)NO被氧化的机理如下:第一步:NO+O2NO3,第二步:NO3+NO2NO2,其能量与反应过程的关系如图所示:

①2NO(g)+O2(g) = 2NO2(g)的ΔH___________0(填“>”或“<”)。图中第一步反应的逆反应的活化能为___________kJ/mol(用含a、b、c、ΔH的代数式表示)。
②k1、k−1、k2为反应速率常数,若某反应包含多个基元反应(一步直接转化为产物的反应,如上述反应第一步与第二步均为基元反应),反应速率由最慢的一步基元反应决定,对于基元反应aA + bB=cC+dD,其速率方程为v(正)=kca(A)·cb(B)。上述第一步反应的平衡常数为___________(用含如k1、k−1的代数式表示);写出反应2NO(g) +O2(g)2NO2(g)的平衡速率方程:v(正)=___________(用含k1、k−1、k2、c( NO)及c(O2)的代数式表示)。
(2)在恒压反应器中充入NO、O2,当O2分别过量6%、20%和100%时,NO的平衡转化率α分别如图所示(图中虚线)。

①该压强下,400℃、O2过量100%时,NO的平衡转化率α =___________
②图中实线为相同时间内NO的转化率随温度的变化曲线,实线左侧,随温度升高,NO的转化率逐渐增大,其原因是___________
(3)若在恒压反应器中充入m mol NO和n mol O2,在温度T℃、压强p kPa条件下进行反应。平衡时,若NO的转化率为50%,则该条件下的平衡常数Kp=___________kPa−1(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(4)NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池,其原理如下图所示。该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y,Y可循环使用。则正极反应方程式为___________
21-22高三上·重庆沙坪坝·阶段练习
知识点:化学反应热的计算化学平衡常数的有关计算与转化率变化有关图像的分析原电池电极反应式书写 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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氮的氧化物是大气污染物之一,研究氮氧化物的反应机理对缓解环境污染有重要意义,回答下列问题。
(1)碘蒸气的存在能大幅度提高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.升高温度,第一步向右进行的程度变大
B.第二步的活化能比第三步小
C.IO为反应的催化剂
D.N2O分解反应的速率与是否含碘蒸气有关
(2)为探究温度及不同催化剂对反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.5kJ/mol的影响,分别在不同温度、不同催化剂下,保持其它初始条件不变重复实验,在相同时间内测得NO转化率与温度的关系如图1所示。在催化剂乙作用下,图中M点对应的速率(对应温度400°C)v(正)___________v(逆)(填“>”、“<”或“=”),温度升高后,两种催化剂条件下NO转化效率均明显降低,原因可能是___________

(3)实验发现,NO易发生二聚反应2NO(g)N2O2(g)。向某恒容的容器中充入一定量的NO进行反应,测得温度分别为T1和T2时NO的转化率随时间变化的结果如图2所示。则T1___________T2(填“>”、“<”或“=”)。温度为T2时,达到平衡时体系的总压强为200kPa,X点对应的平衡常数Kp=___________kPa-1(用分压表示);提高NO平衡转化率的条件为___________(写出其中一点)。

(4)NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术,研究发现以Fe3+为主体催化剂时可能发生的反应过程如图3,写出脱硝过程总反应的化学方程式:___________
运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1)反应:N2(g)+O2(g)2NO(g)       H1=+180.5kJ·mol-1
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) H2
已知CO的燃烧热为283.0kJ·mol-1,则H2=___
(2)升高温度绝大多数的化学反应速率增大,但是2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率却随着温度的升高而减小。某化学小组为研究该特殊现象的实质原因,查阅资料知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步:
Ⅰ.2NO(g)N2O2(g)(快);v1=k1·c2(NO);v1=k1·c(N2O2) H1<0
Ⅱ.N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g)(慢);v2=k2·c(N2O2)c(O2);v2=k2·c2(NO2) H2<0
请回答下列问题:
①一定温度下,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=__
②决定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)速率的是反应__(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),反应Ⅰ的活化能E1与反应Ⅱ的活化能E2的大小关系为E1__E2(填“>”、“<”或“=”)。根据速率方程分析,升高温度该反应速率减小的原因是__
A.k2增大,c(N2O2)增大 B.k2减小,c(N2O2)减小
C.k2增大,c(N2O2)减小 D.k2减小,c(N2O2)增大
(3)在一定温度下向容积为2L的密闭容器中加入0.5molNO、0.5molCO,此时容器总压为P0kPa,发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),4min时达平衡,此时测得氮气的物质的量为0.2mol,用平衡分压表示的平衡常数KP=___(某气体的分压=气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)用含有P0的代数式表示)。
(4)在密闭容器中充入5molCO和4molNO,发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.5kJ·mol-1,图1为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。

①温度:T1__(填“<”或“>”)T2
②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。
③某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO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NO含量,从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率),结果如图2所示。若低于200℃,图2中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为__;a点___(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率。

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