解答题-原理综合题 适中0.65 引用2 组卷247
随着氮氧化物对环境及人类活动影响的日趋严重,如何消除大气污染物中的氮氧化物成为人们关注的主要问题之一
I.
(1)利用CH4催化还原氮氧化物消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-662kJ/mol
②CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-955kJ/mol
则反应CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+H2O(l) ΔH=_____ 。
II.利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染,其中除去NO的主要反应如下:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l) ΔH<0
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中按照n(NH3)∶n(NO)=2∶3充入反应物,发生上述反应。下列不能判断该反应达到平衡状态的是_____。
(3)实验测得v正=k正·c4(NH3)·c6(NO),v逆=k逆·c5(N2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数_____ (填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍数。
②若在1L的恒容密闭容器中充入2molNH3和3molNO,在一定温度下达到平衡时,NH3的转化率为80%,则k正︰k逆=_____ L/mol(只需列表达式)。
Ⅲ.利用燃料电池的原理来处理氮氧化物是一种新方向。装置如图所示,在处理过程中石墨电极I上反应生成一种氧化物Y。
(4)石墨II电极为_____ (填“正”或“负”)极,该电极反应为_____ 。
(5)写出该电池反应的方程式_____ 。
I.
(1)利用CH4催化还原氮氧化物消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-662kJ/mol
②CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-955kJ/mol
则反应CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+H2O(l) ΔH=
II.利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染,其中除去NO的主要反应如下:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l) ΔH<0
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中按照n(NH3)∶n(NO)=2∶3充入反应物,发生上述反应。下列不能判断该反应达到平衡状态的是_____。
A.c(NH3)∶c(NO)=2∶3 |
B.1molN—H键断裂的同时,断裂1molO—H键 |
C.容器内压强不变 |
D.容器内混合气体的密度不变 |
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数
②若在1L的恒容密闭容器中充入2molNH3和3molNO,在一定温度下达到平衡时,NH3的转化率为80%,则k正︰k逆=
Ⅲ.利用燃料电池的原理来处理氮氧化物是一种新方向。装置如图所示,在处理过程中石墨电极I上反应生成一种氧化物Y。
(4)石墨II电极为
(5)写出该电池反应的方程式
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氮氧化物对环境及人类活动影响日趋严重,如何消除大气污染物中的氮氧化物成为人们关注的主要问题之一
Ⅰ.利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染,其中除去NO的主要反应如下:
反应①; 4NH3(g)+ 6NO(g) 5N2(g)+ 6H2O(l) ΔH1
已知: 4NH3(g)+ 5O2(g) 4NO(g)+ 6H2O(1) ΔH2= -902kJ/mol
N2(g)+ O2(g) = 2NO(g) ΔH3= +182.4kJ/mol
(1)ΔH1=___________ kJ/mol,已知反应①的ΔS= -0.5 kJ·mol-1 ·K-1,则常温下(298K),该反应___________ (填“能”或“不能”)自发。
(2)温度为400K时,在恒容密闭容器中按照n(NH3):n(NO)=1:3充入反应物,发生上述反应①,下列能判断该反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
(3)某研究小组将4molNH3、6mol NO和一定量的O2充入2L密闭容器中,在催化剂表面发生反应,NO的转化率随温度变化的情况如图所示:
从图像可以看到,在有氧条件下,温度升高到580K之后,NO生成N2的转化率开始降低,可能的原因是___________ 。
Ⅱ.在一定条件下,用H2还原NO的反应为2H2(g)+ 2NO(g)= N2(g)+ 2H2O(g)ΔH<0,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2L的刚性密闭容器中通入amol H2和3mol NO发生反应,实验结果如图所示:
(4)①反应温度T1、T2、T3从低到高的关系为___________ 。
②T1温度下,充入H2、NO分别为3mol、3mol,容器内的起始压强为pkPa,反应进行到10min时达到平衡,0~10min 内N2的平均反应速率为___________ mol·L-1·min-1,该反应的平衡常数Kp=___________ kPa-1。
Ⅰ.利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染,其中除去NO的主要反应如下:
反应①; 4NH3(g)+ 6NO(g) 5N2(g)+ 6H2O(l) ΔH1
已知: 4NH3(g)+ 5O2(g) 4NO(g)+ 6H2O(1) ΔH2= -902kJ/mol
N2(g)+ O2(g) = 2NO(g) ΔH3= +182.4kJ/mol
(1)ΔH1=
(2)温度为400K时,在恒容密闭容器中按照n(NH3):n(NO)=1:3充入反应物,发生上述反应①,下列能判断该反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.c(H2O)保持不变 |
B.混合气体的密度保持不变 |
C.混合气体的平均摩尔质量保持不变 |
D.有3molN-H键断裂的同时,有6mol O-H键生成 |
从图像可以看到,在有氧条件下,温度升高到580K之后,NO生成N2的转化率开始降低,可能的原因是
Ⅱ.在一定条件下,用H2还原NO的反应为2H2(g)+ 2NO(g)= N2(g)+ 2H2O(g)ΔH<0,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2L的刚性密闭容器中通入amol H2和3mol NO发生反应,实验结果如图所示:
(4)①反应温度T1、T2、T3从低到高的关系为
②T1温度下,充入H2、NO分别为3mol、3mol,容器内的起始压强为pkPa,反应进行到10min时达到平衡,0~10min 内N2的平均反应速率为
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