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解答题-原理综合题 适中0.65 引用2 组卷990
氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。同时,氮氧化物(NOx)是常见的大气污染物,能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题。因此,研究氮氧化物(NOx)的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。请按要求回答下列问题:
(1)“中国制造2025”是中国政府实施制造强国战略第一个十年行动纲领。氮化铬在现代工业中发挥着重要的作用。基态铬、氮原子的未成对电子数之比为__________
(2)联氨(又称肼,N2H4,无色液体)也是氮的一种重要的化合物,是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,联氨的第一步电离方程式为___________
(3)研究氮氧化物(NOx)的无害化处理
I.CO还原NO2的反应原理如下:
已知:①NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g) ΔH1= -234kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)2NO(g)          ΔH2= +179.5 kJ·mol-1
③2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH3=-112.3 kJ·mol-1
NO2与CO反应生成无污染气体的热化学方程式为__________________________
II.用H2还原NO的反应为2H2(g) + 2NO(g)N2(g) + 2H2O(g) ΔH =-752 kJ·mol-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aL的刚性密闭容器中加入一定量H2和NO发生反应,实验结果如图:

①反应温度T1、T2、T3从高到低的关系为______________________
②T1温度下,充入H2、NO分别为3mol、3mol, 容器内的压强为w Pa,反应进行到10min时达平衡,0~ 10min内N2的平均反应速率为_____________mol·L-1·s-1,该反应的平衡常数Kp=___________(写出计算表达式,以分压表示的平衡常数为Kp,某气体分压=总压 ×某气体物质的量分数);
III.以铂为电极,饱和食盐水作电解液,对含有NO的烟气进行脱氮的原理如图所示,NO被阳极产生的氧化性物质氧化为 ,尾气经NaOH溶液吸收后排入空气。NO被阳极产生的氧化性气体氧化的原理为___________________________(用电极反应和离子方程式表示)
2023·云南曲靖·一模
知识点:化学反应原理综合考查化学平衡图像分析电解池电极反应式及化学方程式的书写与判断基态核外电子排布规律 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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氮氧化物(NOx)是常见的大气污染物,能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题。因此,研究氮氧化物(NOx)的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。请按要求回答下列问题:
(1)一氧化二氮是一种强大的温室气体,可用CO(g)在Co*的催化作用下还原N2O(g)以除去污染,反应的化学方程式为CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g),其反应历程和能量变化如图所示(逸出后物质认为状态未发生变化,在图中略去)。

该反应分两步进行:
第一步:Co*(s)+N2O(g)CoO*(s)+N2(g)   ΔH=+15.9kJ/mol;
第二步:___________(填写第二步反应的热化学方程式)。
(2)汽车尾气中的NO可以和CO在催化转换器中发生反应,以减少尾气污染。某温度时,向2L恒容密闭体系中通入2molCO和1molNO气体,发生反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g),下列能说明反应达到平衡状态的是___________(填序号)。
a.2v(NO)=v(N2)
b.体系中混合气体密度不再改变
c.CO与NO转化率的比值不再改变
d.该温度下,的值不再改变
(3)某研究小组探究温度和催化剂对CO、NO转化率的影响。将CO和NO按物质的量之比1∶1以一定的流速分别通过两种催化剂(Cat-1和Cat-2)进行反应,相同时间内测量逸出气体中NO的含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果如图所示:

①250℃脱氮率较好的催化剂是___________(填“Cat-1”或“Cat-2”)。
②催化剂在Cat-2条件下,450℃后,脱氮率随温度升高而下降的原因是___________
(4)用H2也可还原NO气体,其反应为2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(g)   ΔH=-752kJ/mol。
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aL的刚性密闭容器中加入一定量H2和NO发生反应,实验结果如图:

①反应温度T1、T2、T3从低到高的关系为___________﹔判断理由是___________
②T1温度下,充入H2、NO分别为3mol、3mol,容器内的压强为wPa,反应进行到6min时达平衡,0~6min内N2的平均反应速率为___________mol·L-1·min-1,该反应的平衡常数Kp=___________(写出计算表达式)。
NO是人体不可缺少的“健康信使”,在心脑血管疾病的治疗中起到重要作用。但NO也是一种有毒的物质,如果在空气中含量过高,存在一定的危害。研究NO的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。请按要求回答下列问题:
(1)汽车发动机工作时会引发N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H=+180kJ•mol1,其能量变化为:

则断开1molNO中化学键所需要的能量为______
(2)已知2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH<0.
①在密闭容器中充入一定量CO和NO,发生反应,图甲为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。
温度:T1______T2(填“<”或“>”);若反应在D点达到平衡,此时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。

②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(即NO的转化率),结果如上图乙所示。曲线上a点的脱氮率______(填“是>”、“<”或“=”)对应温度下的平衡脱氮率。催化剂Ⅱ条件下,450℃后,脱氮率随温度升高而下降的原因可能是______
(3)T3K时,在刚性密闭容器中充入物质的量之比为2∶2∶1的CO、NO和N2的混合气体,起始气体总压强为P0kPa,达平衡时气体总压强为0.9P0kPa.则CO的平衡转化率为______,用气体分压表示KP=______(用含有P0的代数式表示)。
(4)以铂为电极,饱和食盐水作电解液,对含有NO的烟气进行脱氮的原理如图所示,NO被阳极产生的氧化性物质氧化为,尾气经NaOH溶液吸收后排入空气。NO被阳极产生的氧化性气体氧化的离子方程式为______

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