解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷81
“绿水青山就是金山银山”,近年来,绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。烟道气和汽车尾气(
、
等)是造成雾霾天气的原因之一,对这些排放气的处理以及再利用是化学工作者研究的重要课题。请思考并回答下列问题:
(1)
在一定条件下可发生分解:
,一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量
进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是___________(填字母)。
(2)
是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数,即将
表达式中平衡浓度用平衡分压代替。已知反应:
,该反应中正反应速率
,逆反应速率
,其中
、
为速率常数,则
为___________ (用
、
表示)。
(3)
时,
与
以物质的量
混合,置于某密闭容器中还能发生如下化学反应:
,实验测得该反应速率方程(以
为基准)为
,
。某时刻测得体系中
的分压为
,则此时的反应速率为___________
。
(4)在有氧和新型催化剂作用下,
和
可以反应生成
,将一定比例的
、
和
通入装有新型催化剂的反应器。测得相同时间内
去除率随温度的变化如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/9/591a36d4-0ea7-4a2a-aa4f-a9028c494464.png?resizew=195)
在50~250℃范围内,
的去除率先快速上升后变缓,请你说出变缓的主要原因:___________ 。
(5)工业上可用“氨催化氧化法”生产NO,以氨气、氧气为原料,在催化剂存在下生成NO和副产物
的化学方程式如下:
Ⅰ.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5059fe2e04e6e774063393a04651fc8c.svg)
Ⅱ.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/19dd82b5718dfa45cfdce625fed53270.svg)
已知:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f7c45d70d7667e4f726e0a148d0659de.svg)
在1L恒容密闭容器中充入
、
,在催化剂作用下发生两个竞争反应Ⅰ、Ⅱ,测得不同温度下反应相同时间有关物质的量关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/9/209e9fb3-c15d-4833-af6d-37499adf0149.png?resizew=257)
①520℃时,
的有效转化率=___________ (保留3位有效数字)。
②工业用氨催化氧化制备
,选择的最佳温度是___________ 。
③520℃时,反应Ⅱ的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09b51ee6fe038c30ffb16019af67a9fe.svg)
___________ (保留3位有效数字)。
(1)
A.容器中压强不再变化 | B.气体的平均相对分子质量保持不变 |
C. | D.气体的密度保持不变 |
(2)
(3)
(4)在有氧和新型催化剂作用下,
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/9/591a36d4-0ea7-4a2a-aa4f-a9028c494464.png?resizew=195)
在50~250℃范围内,
(5)工业上可用“氨催化氧化法”生产NO,以氨气、氧气为原料,在催化剂存在下生成NO和副产物
Ⅰ.
Ⅱ.
已知:
在1L恒容密闭容器中充入
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/9/209e9fb3-c15d-4833-af6d-37499adf0149.png?resizew=257)
①520℃时,
②工业用氨催化氧化制备
③520℃时,反应Ⅱ的平衡常数
23-24高二上·福建宁德·期中
类题推荐
烟道气和汽车尾气(NOx、NH3等)是造成雾霾天气的原因之一。对这些排放气的处理以及再利用是化学工作者研究的重要课题。
(1)H2-SCR脱硝
①氢气在富氧条件下催化还原NOx反应在低温时仍具有高活性和选择性,已知催化剂铑(Rh)表面H2催化还原NO的详细反应机理如表所示,其他条件一定时,决定H2催化还原NO反应速率的基元反应为_______ ,基元反应OH(s)+Rh(s)⟹H(s)+O(s)的焓变ΔH=_______ kJ/mol
②1093K时,NO与H2以物质的量2:1混合,置于某密闭容器中还能发生如下化学反应:2NO(g)+H2(g)=N2O(g)+H2O(g),实验测得该反应速率方程(以N2O为基准)为v(N2O)=kp2(NO)p(H2),k=5.6×10-12Pa-2·s-1。某时刻测得体系中NO的分压为2.0kPa,则此时的反应速率为_______ Pa·s-1。
(2)NH3-SCR脱硝
在有氧和新型催化剂作用下,NOx和NH3可以反应生成N2,将一定比例的O2、NOx和NH3通入装有新型催化剂的反应器。测得相同时间内NOx的去除率随温度变化如图所示:_______ ;380℃后去除率下降的可能原因是_______ 。
(3)工业上可用“氨催化氧化法”生产NO,以氨气、氧气为原料,在催化剂存在下生成NO和副产物N2的化学方程式如下:
I:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5f1f139978c08ff80bb76ca950ae4dc5.svg)
II:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/af2a78a8bcdac336fa20eabfcc8cd2a6.svg)
已知:有效转化率=![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a04a61a3ad4385ecd639c255ade5026c.svg)
在1L恒容密闭容器中充入1molNH3、1.45molO2,在催化剂作用下发生两个竞争反应I、II,测得不同温度下反应相同时间有关物质的量关系如图所示:_______ (保留1位小数)。
②工业用氨催化氧化制备HNO3,选择的最佳温度是_______ 。
③520℃时,反应II的平衡常数K=_______ mol·L-1(保留3位有效数字)。
(1)H2-SCR脱硝
①氢气在富氧条件下催化还原NOx反应在低温时仍具有高活性和选择性,已知催化剂铑(Rh)表面H2催化还原NO的详细反应机理如表所示,其他条件一定时,决定H2催化还原NO反应速率的基元反应为
基元反应 | 活化能Ea(kJ/mol) |
NO+Rh(s)⟹NO(s) NO(s)+Rh(s)⟹N(s)+O(s) N(s)+N(s)⟹N2+Rh(s)+Rh(s) H2+Rh(s)+Rh(s)⟹H(s)+H(s) H2O(s)⟹H2O+Rh(s)+Rh(s) H(s)+H(s)⟹H2+Rh(s)+Rh(s) NO(s)⟹NO+Rh(s) OH(s)+Rh(s)⟹H(s)+O(s) H(s)+O(s)⟹OH(s)+Rh(s) OH(s)+H(s)⟹H2O(s)+Rh(s) | 0.0 97.5 120.9 12.6 45.0 77.8 108.9 37.7 83.7 33.5 |
(2)NH3-SCR脱硝
在有氧和新型催化剂作用下,NOx和NH3可以反应生成N2,将一定比例的O2、NOx和NH3通入装有新型催化剂的反应器。测得相同时间内NOx的去除率随温度变化如图所示:
(3)工业上可用“氨催化氧化法”生产NO,以氨气、氧气为原料,在催化剂存在下生成NO和副产物N2的化学方程式如下:
I:
II:
已知:有效转化率=
在1L恒容密闭容器中充入1molNH3、1.45molO2,在催化剂作用下发生两个竞争反应I、II,测得不同温度下反应相同时间有关物质的量关系如图所示:
②工业用氨催化氧化制备HNO3,选择的最佳温度是
③520℃时,反应II的平衡常数K=
造成大气污染的NOx主要来自于汽车尾气的排放,对其如何处理是我们研究的重要课题。
(1)已知:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cadfa2f3f7e8e81583efbc07b8f5a104.svg)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/babc088456ad0cc2cf012640739affa7.svg)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/50c17df0bbe8cfcb7ba323d0cc94545d.svg)
则用焦炭还原NO生成无污染气体的热化学方程式为_______ 。
(2)在催化剂作用下发生反应:
,在一定温度下,向1L的恒容密闭容器中充入2.0molNO2和2.0molCO,测得相关数据如下:
①其他条件不变,若不使用催化剂,则0~5minNO2的转化率将_______ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
②以下表述能说明该反应已达到平衡状态的是_______ 。
A.气体的颜色不再变化 B.CO的反应速率为N2的4倍
C.混合气的压强不再变化 D.化学平衡常数K不再变化
③在20min时,保持温度不变,继续向容器中再加入1.0molNO2和1.0molN2,则化学平衡_______ 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)有人利用反应
对NO2进行吸附。在T℃下,向密闭容器中加入足量的C和一定量的NO2气体,在不同压强和相同时间下,NO2的转化率与压强的关系如图所示。
在T℃、1100KPa时,该反应的化学平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.svg)
_______
(用平衡分压代替平衡浓度,气体分压=气体总压×体积分数;保留两位小数)。
(1)已知:
则用焦炭还原NO生成无污染气体的热化学方程式为
(2)在催化剂作用下发生反应:
0min | 5min | 10min | 15min | 20min | |
2.00 | 1.70 | 1.56 | 1.50 | 1.50 | |
0 | 0.15 | 0.22 | 0.25 | 0.25 |
②以下表述能说明该反应已达到平衡状态的是
A.气体的颜色不再变化 B.CO的反应速率为N2的4倍
C.混合气的压强不再变化 D.化学平衡常数K不再变化
③在20min时,保持温度不变,继续向容器中再加入1.0molNO2和1.0molN2,则化学平衡
(3)有人利用反应
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/2/f966b50f-aa6b-4c82-9c57-46289bf25bf8.png?resizew=329)
在T℃、1100KPa时,该反应的化学平衡常数
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