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解答题-原理综合题 适中0.65 引用4 组卷349
氮氧化物是形成酸雨和光化学烟雾的主要物质之一。研究消除氮氧化物的反应机理,对建设生态文明、美丽中国具有重要意义。回答下列问题:
(1)NO2是工业合成硝酸的中间产物,也是一种主要的大气污染物,工业可采用CH4消除NO2污染,主要原理为CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g) H。
①已知:CH4的燃烧热H1=-890.3kJ•mol-1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) H2=+133kJ•mol-1
H2O(g)=H2O(l) H3=-44kJ•mol-1
H=________kJ•mol-1
②在3.0L恒温密闭容器中通入1molCH4和2molNO2,进行上述反应,容器内气体总压强(p)随反应时间(t)变化的数据如表所示:
反应时间t/min0246810
总压强p/×100kPa4.805.445.765.926.006.00
则0~4min用NO2表示该反应的平均速率v(NO2)=________mol/(L•min),该温度下的平衡常数Kp=_________kPa。
(2)N2O曾用作麻醉剂,其分解的方程式为2N2O(g)2N2(g)+O2(g),分别向四个密闭容器中充入如表所示相应气体,进行上述反应。容器I、II、III中N2O的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示:
   
容器物质的量/mol
编号体积/LN2ON2O2
IV1=1.00.100
IIV20.100
IIIV30.100
IVV4=1.00.060.040.04
①若容器IV保持370℃,则起始反应速率v(N2O)_______2v(O2)(填“>”“<”或“=”)。
②A、B、C三点中压强最大的是_______
③碘蒸气的存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程如下:
第一步I2(g)2I(g)(快速平衡,平衡常数为K)
第二步I(g)+N2O(g)N2(g)+IO(g)(慢反应)
第三步2IO(g)+2N2O(g)2N2(g)+2O2(g)+I2(g)(快反应)
则第二步的活化能________(填“>”“<”或“=”)第三步的活化能。
实验表明,碘蒸气存在时N2O分解速率方程v=k•c(N2O)•c0.5(I2)(k为速率常数),已知第二步反应不影响第一步的平衡,其反应速率方程v=k1•c(N2O)•c(I)(k1为速率常数)。则第一步反应的平衡常数K=________(用k和k1表示)。
23-24高三上·广东广州·阶段练习
知识点:盖斯定律的应用化学反应速率计算温度对化学平衡移动的影响化学平衡常数的有关计算 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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回答下列问题。
(1)NO2是工业合成硝酸的中间产物,也是一种主要的大气污染物,工业可采用CH4消除NO2污染,主要原理为CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g) ΔH1
①已知:CH4的燃烧热为890.3kJ/mol;N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH2=+133kJ/mol;H2O(g)=H2O(l) ΔH3=-44kJ/mol,则ΔH1=_______kJ/mol。
②在3.0L恒温密闭容器中通入1molCH4和2molNO2进行上述反应,容器内气体总压强(p)随反应时间(t)变化的数据如表所示:
反应时间t/min0246810
总压强p/×100kPa4.805.445.765.926.006.00
则0~8min用NO2表示该反应的平均速率v(NO2)=_______mol/(L•min),该温度下的平衡常数Kp=_______kPa。
(2)室温下,用注射器吸入一定量NO2气体,将针头插入胶塞密封(如图),然后迅速将气体体积压缩为原来的一半并使活塞固定,此时手握针筒有热感,继续放置一段时间。从活塞固定时开始观察,气体颜色逐渐_______(填“变深”或“变浅”),原因是_______。[已知2NO2(g)═N2O4(g)在几微秒内即可达到化学平衡]
   
(3)N2O曾用作麻醉剂,其分解方程式为2N2O(g)2N2(g)+O2(g),分别向四个密闭容器中充入如表所示相应气体,进行上述反应。容器I、Ⅱ、Ⅲ中N2O的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示:
   
容器物质的量/mol
编号体积/LN2ON2O2
IV1=1.00.100
V20.100
V30.100
V4=1.00.060.060.04
①若容器Ⅳ保持370℃,则起始反应速率v(N2O)_______2v(O2)(填“>”<”或“=”)。
②A、B、C三点中压强最大的是_______
I.汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定条件下可发生反应生成无毒的N2和CO2
(1)已知:①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1= +180.5 kJ·mol-1
②CO的燃烧热ΔH2=-283.0 kJ·mol-l
则反应③2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH3=______
(2)南宁三中化学研究小组在三个容积为5 L的恒容密闭容器中,分别充入0.4 mol NO和0.4 mol CO,发生反应③。在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变),反应体系总压强随时间的变化如图所示:

①温度:T1______T2(填“<”“=”或“>”)。
②CO的平衡转化率:Ⅰ____________Ⅲ(填“<”“=”或“>”)。
③T2时的平衡常数K=______。(列出计算式)
Ⅱ.氧化亚氮(N2O)是一种强温室气体,且易转换成颗粒污染物。研究氧化亚氮分解对环境保护有重要意义。
(1)在一定温度下的恒容容器中,反应2N2O(g)2N2(g)+O2(g)的部分实验数据如下:
反应时间/min0102030405060708090100
c(N2O)/mol/L0.1000.0900.0800.0700.0600.0500.0400.0300.0200.0100.010

①在0~20 min,反应速率v(O2)为______mol·L-1·min-1
②若N2O起始浓度c0为0.150 mol·L-1,则反应至30 min时N2O的转化率α=______
③该反应达到平衡的标志有______
a.混合气体的密度保持不变
b.混合气体的平均摩尔质量保持不变
c.v(N2O):v(O2) = 2:1
d.c(N2O):c(N2):c(O2) = 2:2:1
e.单位时间内有1 mol O=O键断裂同时有2 mol N≡N形成
(2)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) (快速平衡,平衡常数为K)
第二步I(g)+N2O(g)N2(g)+IO(g) (慢反应,v=k1·c(N2O)·c(I),k1为速率常数)
第三步IO(g)+N2O(g)N2(g)+O2(g)+I(g) (快反应)
①其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k2·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k2为速率常数)。下列表述正确的是______(填标号)。
a.第一步对总反应速率起决定作用
b.第二步活化能比第三步大
c.I2浓度与N2O分解速率无关
d.催化剂会降低反应的活化能,从而影响H
②若第二步反应的速率等于N2O分解的总反应速率,则k2=______(用含K和k1的代数式表示)
以NOx为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。
I.汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定条件下可发生反应生成无毒的N2和CO2
(1)已知:①N2(g)+O2(g)2NO(g)     H1=+180.5 kJ/mol
②CO的燃烧热H2=-283.0 kJ/mol
则反应③ 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) H3=_______________
(2)某研究小组在三个容积为5L的恒容密闭容器中,分别充入0.4mol NO和0.4 mol CO,发生反应③。在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变),反应体系总压强随时间的变化如图所示:

①温度: T1________T2(填"<"、">""或"=") 。
②CO的平衡转化率:I___________III(填"<"、">""或"=") 。
③反应速率: a点的v逆_______b点的v正(填"<"、">""或"=")。
④T2时的平衡常数Kc=_________
(3)将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂(cat1、cat2)进行反应,相同时间内测量的脱氮率(脱氮率即 NO的转化率)如图所示。M点________(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率,说明理由____________

II. N2O是一种强温室气体,且易形成颗粒性污染物,研究N2O的分解反应2N2O=2N2+O2对环境保护有重要意义。
(4)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:
第一步 I2(g)2I(g)   快速平衡,平衡常数为K
第二步 I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g) v=k1· c(N2O)· c(I)慢反应
第三步 IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+1/2 I2(g) 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡,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)。
①k=___________________(用含K和k1的代数式表示)。
②下列表述正确的是____________
a.IO为反应的中间产物       b. 碘蒸气的浓度大小不会影响N2O的分解速率
c. 第二步对总反应速率起决定作用       d. 催化剂会降低反应的活化能,从而影响H

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