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解答题-原理综合题 适中0.65 引用2 组卷445
减少NOx、CO2的排放，实现资源化利用是化学工作者研究的重要课题。
(1)尿素水解生成的NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，且为可逆过程。反应过程与能量关系如图1，在以Fe2O3为主的催化剂表面可能发生的反应过程如图2。

①NH3催化还原NO为_______(填“放热”“吸热”)反应。
②上述脱硝的总反应化学方程式为：_______。
(2)电厂烟气脱氮的反应为：4NH3(g) + 6NO(g)5N2(g) + 6H2O(g)   ΔH＜0，现向某2 L密闭容器中分别投入一定量的NH3、NO发生以上反应，其他条件相同时，在甲、乙两种催化剂的作用下，相同时间内NO的转化率与温度的关系如图3。工业上应选择催化剂_______(填“甲”或“乙”)。在催化剂甲的作用下，温度高于210°C时，NO转化率降低的可能原因是_______。

(3)工业以NH3和CO2为原料合成尿素。液相中，合成尿素的热化学方程式为：2NH3(l) + CO2(l)H2O(l) + NH2CONH2(l) ΔH＜0，在液相中，CO2的平衡转化率与温度、初始氨碳比(用L表示，L=)、初始水碳比(用W表示，W=)关系如图4。

①曲线A、B中，_______(填“A”或“B”)的W较小。
②对于液相反应，常用某组分M达到平衡时的物质的量分数x(M)代替平衡浓度来计算平衡常数(记作Kx)。195°C时，2NH3(l) + CO2(l)H2O(l) + NH2CONH2(l)的Kx的值为_______。
(4)氨气可以用于燃料电池，其原理是氨气与氧气在碱性条件下反应生成一种常见的无毒气体和水，负极的电极反应式是_______。
2023·北京门头沟·一模
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知识点：吸热反应和放热反应化学平衡的移动及其影响因素化学平衡常数的有关计算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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氮的化合物在生产、生活中有着重要作用。如何增加氨的产量，减少机动车尾气中NOx和CO的排放是科学家一直关注研究的课题。
(1)工业合成氨： N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)   ΔH=akJ ·mol-1的反应历程和能量变化如图所示，标注“*”表示在催化剂表面吸附的物质。a=___________； 用化学方程式表示出对总反应速率影响较大的步骤______

(2)工业以NH3和CO2作为原料合成尿素。液相中，合成尿素的热化学方程式为：2NH3(l)+CO2(l)=H2O(l)+NH2CONH2(1)   ΔH ＜0在液相中，CO2 的平衡转化率与温度、初始氨碳比[]、初始水碳比[]关系如下图：。

①曲线A、B中，___________ (填 “A”或“B”)的w较小。
②对于液相反应常用某组分M达到平衡时的物质的量分数x(M)表示平衡常数(记作Kx)。195°C时，2NH3(l)+CO2(l) H2O(l)+NH2CONH2(l)的Kx的值为___________。
(3)现向某2 L密闭容器中分别投入一定量的NH3、 NO发生反应4NH3(g)+ 6NO(g) = 5N2(g)+ 6H2O(g)   ΔH ＜0，其他条件相同时，在甲、乙两种催化剂的作用下，NO的转化率与温度的关系如上图1所示。工业上应选择催化剂___________(填“甲”或“乙”)。 在催化剂甲的作用下，温度高于210°C时， NO转化率降低的可能原因______。
(4)已知液氨中存在： 2NH3(1) NH+NH。用 Pt电极对液氨进行电解也可产生H2和N2。阴极的电极反应式是___________。
(5)已知常温下相关数据如下：
Kb(NH3·H2O)= 2.0 ×10-5，Ka1(H2CO3)=5.0 ×10-7 ，Ka2(H2CO3)=4.0 ×10-11
则反应NH+HCO+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=___________。
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)已知：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH1= -114 kJ·mol-1
C(s) +O2(g) =CO2(g) ΔH2= -393.5 kJ·mol-1
N2(g) +O2(g) =2NO(g) ΔH3= +181 kJ·mol-1
若某反应的平衡常数表达式为，请写出此反应的热化学方程式_______。
(2)对反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH= -746.5 kJ·mol-1，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“=”)，温度高于400°C，NO转化率降低的原因可能是_______。
(3)T°C时，存在如下平衡：2NO2(g)N2O4(g)。该反应正逆反应速率与NO2、N2O4的浓度关系为：v(正)=k正c2(NO2)，v(逆)=k逆c(N2O4)(k正、k逆是速率常数)，且lgv(正)~lgc(NO2)与lgv(逆)~lgc(N2O4)的关系如图所示。

①T°C时，该反应的平衡常数K=_______。
②T°C时，向刚性容器中充入一定量NO2，平衡后测得c(N2O4)为1.0mol·L-1，则平衡时NO2的物质的量分数为_______(以分数表示)。平衡后v(正)=_______(用含a的表达式表示)。
(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，写出脱硝过程总反应的化学方程式：_______。
NOx的含量是空气质量的一个重要指标，减少NOx的排放有利于保护环境。
I. SCR法(选择性催化还原技术)是一种以NH3作为还原剂，将烟雾中NOx分解成无害的N2和H2O的干法脱硝技术。
①4NH3(g) + 5O2(g) = 4NO(g) + 6H2O(g) ∆H1= -907. 28 kJ/mol
② 4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g) + 6H2O(g) ∆H2 = -1269. 02 kJ/mol
③4NH3(g) + 6NO(g) = 5N2(g) + 6H2O(g) ∆H3
(1)反应③∆H3=___________。。
(2)现向某2 L密闭容器中分别投入一定量的NH3、NO发生反应③，其他条件相同时，在 甲、乙两种催化剂的作用下，NO的转化率与温度的关系如图1所示。工业上应选择 催化剂___________(填“甲”或“乙”)，原因是___________。在催化剂甲的作用下，温度高于210°C时，NO转化率降低的可能原因___________

(3)在密闭容器中加入4 mol NH3和3 molNO2气体，发生反应：
8NH3(g) + 6NO2(g)7N2(g) + 12H2O(g) ∆H<0，维持温度不变，不同压强下反应经过 相同时间，NO2的转化率随着压强变化如图2所示，下列说法错误的是___________。
A.维持压强980 kPa更长时间，NO2的转化率大于40%
B.容器体积：Vc∶Vb=8∶9
C.反应速率：b点v正>a点v逆
D.在时间t内，若要提高NO2的转化率和反应速率，可以将H2O(g)液化分离
II.活性炭还原法也是消除氮氧化物污染的有效方法，其原理为：
2C(s) + 2NO2(g) N2(g) + 2CO2(g) ∆H<0
(1)某实验室模拟该反应，在2 L恒容密闭容器中加入足量的C(碳)和一定量NO2气体，维持 温度为T1°C，反应开始时压强为800 kPa，平衡时容器内气体总压强增加25%。则用平 衡分压代替其平衡浓度表示化学平衡常数KP=___________kPa。［已知：气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数］
(2)已知该反应的正反应速率方程v正=k正・p2(NO2)，逆反应速率方程为v逆=k逆• p(N2)•p2(CO2)， 其中k正、k逆分别为正逆反应速率常数。则图3(lgk表示速率常 数的对数，表示温度的倒数)所示a、b、c、d四条斜线中，能表示lgk正随变化关系的斜线是___________。能表示lgk逆随变化关系的斜线是___________。若将一定量的C和NO2投入到密闭容器中，保持温度T1°C、 恒定在压强800 kPa发生该反应，则当NO2的转化率为40%时，v逆∶v正=___________。(结果保留一位有效数字)

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