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解答题-原理综合题 困难0.15 引用1 组卷582
含氮污染物的有效去除和资源的充分利用是重要研究课题,回答下列问题:
(1)利用工业尾气NO2与O3反应制备新型硝化剂N2O5,过程涉及以下反应:
Ⅰ.2O3(g)=3O2(g)△H1   平衡常数为K1
Ⅱ.4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g)△H2   平衡常数为K2
Ⅲ.2NO2(g)+O3(g)=N2O5(g)+O2(g)△H3平衡常数为K3
平衡常数K与温度T的函数关系为,其中x、y、z为常数。
①K1=________(用含K2、K3的等式表示)。
②反应△H2________0 (填>或<),反应Ⅰ________(填“高温“、“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
③平衡常数与温度的函数关系式和②中一致,则的取值范围是________。(填序号)
A.<-2     B.-2~0     C.0~2       D.>2
(2)NH3与O2作用分别生成N2、NO和N2O的反应均为放热反应。工业尾气中的NH3可通过催化氧化为N2除去,将一定比例的NH3和N2的混合气体以一定的流速通过装有催化剂的反应管,NH3的转化率、N2的选择性与温度的关系如图所示。

①其他条件不变,在175~300℃范围内升高温度,出口处氮氧化合物的含量____(填“增大”或“减小“)。
②综合上述信息,需研发________(填“高温“或“低温“)下N2选择性和催化效果更高的催化剂,能更有效除去尾气中的NH3
(3)在催化剂条件下发生反应:2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)可消除NO和CO对环境的污染。为探究温度对该反应的影响,实验初始体系中气体分压p(CO)=p(NO)且p(CO2)=2p(N2),测得反应体系中CO和N2的分压随时间变化情况如表所示。
时间/min03060120180
200℃CO的分压/kPa48.8132020
N2的分压/kPa4845.643.54040
300℃CO的分压/kPa10069.0484848
N2的分压/kPa1025.5363636
200℃时,该反应的化学平衡常数Kp=_______(kPa)-1[Kp表示平衡常数计算表达式中用分压代替浓度计算所得的值],该反应的△H_________0(填“>“或“<“)。
22-23高二上·重庆九龙坡·期中
知识点:化学平衡的移动及其影响因素化学平衡的有关计算与转化率变化有关图像的分析反应进行方向判据的应用 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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含氮污染物的有效去除和资源的充分利用是重要研究课题,回答下列问题:
(1)利用工业尾气反应制备新型硝化剂,过程中涉及以下反应:
Ⅰ.              平衡常数
Ⅱ.              平衡常数
Ⅲ.              平衡常数
平衡常数K与温度T的函数关系为,其中x,y、z为常数,则反应I的活化能Ea(正)_______Ea(逆)(填“>”或“<”),的数值范围是_______
A.<-2       B.-2~0       C.0~2       D.>2
(2)作用分别生成、NO、的反应均为放热反应。工业尾气中的可通过催化氧化为的选择性与温度的关系如图所示。

①其他条件不变,在175~300℃范围内升高温度,出口处氮氧化物的量_______(填“增大”或“减小”),的平衡转化率_______(填“增大”或“减小”)。
②根据上图的实验结果可知,需研发_______(填“高温”或“低温”)下的选择性更高的催化剂,能更有效除去尾气中的
(3)在催化剂条件下发生反应:可消除NO和CO对环境的污染。为探究温度对该反应的影响,实验初始时体系中气体分压,测得反应体系中CO和的分压随时间变化情况如表所示。
时间/min03060120180
200℃物质a的分压/kPa48.8132020
物质b的分压/kPa4845.643.54040
300℃物质a的分压/kPa10069.0484848
物质b的分压/kPa1025.5363636
该反应的_______0(填“>”或“<”),物质a为_______(填“CO”或“”),200℃该反应的化学平衡常数_______
(4)利用电化学原理,将和熔融制成燃料电池,模拟工业电解法来精炼银,装置如下图所示。

已知:通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比叫电解
效率。法拉第常数
①甲池工作时,转变成绿色硝化剂,可循环使用,则石墨Ⅲ附近发生的电极反应式为_______
②若用10A的电流电解60min后,乙中阴极得到38.88gAg,则该电解池的电解效率为_______%
从衣食住行到探索浩瀚宇宙,都有氮及其化合物的参与,但同时有毒含氮化合物的排放,也对环境产生污染。如何实现环境保护与资源利用的和谐统一,已成为我们的重要研究课题。回答下列问题:
(1)在25℃,101 kPa时,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:
ⅰ.   
ⅱ.   
ⅲ.   
根据信息,写出NO(g)与NH3(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式:__________;该反应自发进行的条件是__________(填“高温”或“低温”)。
(2)活性炭还原法是消除氮氧化物污染的有效方法。在三个反应器中分别加入C、CaO/C、La2O3/C,通入NO使其浓度达到0.1 mol/L,不同温度下,测得反应2小时NO去除率如图所示:

①据图分析,温度在500℃以内,三种情况下反应的活化能最小的是__________(填“C”“ CaO/C”或“La2O3/C”),该情况下,A点__________(填“是”或“不是”)平衡点。
②400℃时,CaO/C催化下反应速率v(NO)=__________mol/(L·h)。
(3)臭氧脱硝存在如下两个反应:
a.
b.
T℃时,将2 mol NO2和1 mol O3混合气体充入一个1 L恒容密闭容器中发生上述反应,测得NO2的物质的量浓度随时间变化关系如下表:
t/h024681012
c(NO2)/(mol/L) 2.01.41.00.700.500.400.40
若起始压强为p0,T℃下反应达到平衡时,N2O4的分压与N2O5的分压相等,则O3的体积分数=__________(保留两位有效数字),反应b平衡常数Kp=__________(用含p0式子表示,Kp为用平衡分压表示的平衡常数,即用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)工业上还可以利用原电池原理处理氮氧化合物,工作原理如图所示,则正极的电极反应式为__________

汽车尾气的氮氧化物是大气污染物的主要来源,研究汽车尾气处理是环境保护的重要课题。试回答下列问题:
(1)有关汽车尾气的生成
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180.50kJ•mol-1
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH2=-144.14kJ•mol-1
③2N2O(g)2N2(g)+O2(g) ΔH3=-244.10kJ•mol-1
则3NO(g)=N2O(g)+NO2(g) ΔH=_____
(2)用CO消除汽车尾气
在催化剂a作用下将尾气转化为无污染的气体而除去。向密闭容器中充入10molCO(g)和8molNO(g)发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH,测得平衡时NO体积分数与温度、压强的关系如图。

①已知T2>T1,则反应ΔH______0(填“>”、“=”或“<”)。
②该反应达到平衡后,为了同时提高反应速率和NO的平衡转化率,可采取的措施______(填字母序号)。
a.改用高效催化剂
b.恒温恒容条件下,按投料比增大反应物浓度
c.移去CO2
d.升高温度
e.缩小反应容器的体积
③在温度为T1、容器体积为4L的条件下,反应进行到10min时恰好在D点达到平衡。则从反应开始到平衡时,NO平均反应速率v(NO)=_____;若其他条件不变,升高温度,用分压表示的平衡常数Kp_____(填“变大”、“变小”或“不变”)。
④在X点,对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小,重新达到平衡状态可能为图中_____点(填A~F)。
(3)用NH3消除汽车尾气
新型催化剂b在含有少量O2条件下,能催化NH3,和NOx,反应生成N2,且高温下活性很强。在盛有催化剂b的管式反应容器[如图(一)]中按一定比例匀速通入NH3、NOx、O2发生反应。NOx的除去率随反应温度变化曲线如图(二)所示。

①在50℃之前,NOx的除去率随温度升高而缓慢上升的原因是_____
②当温度高于300℃时,NOx除去率迅速下降的原因是_____

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