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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)。
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)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___________(用表示)。
(3)时,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,可以反应生成,将一定比例的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:

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.
Ⅱ.
已知:
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。

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___________(保留3位有效数字)。
23-24高二上·福建宁德·期中
知识点:化学平衡图像分析化学平衡状态的判断方法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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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
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
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:

在50~250℃范围内,NOx的去除率先快速上升后变缓的主要原因是_______;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:
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:

①520℃时,NH3的有效转化率=_______(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)。
二氧化碳的转化和利用成为实现“碳达峰”、“碳中和”的重要研究课题。回答下列问题:
(1)利用CO2和H2可生产乙烯。相关热化学方程式为:
反应Ⅰ:2CO2(g) + 6H2(g)CH2=CH2(g) + 4H2O(g) ΔH1= -246.4 kJ/mol
反应Ⅱ:CO2(g) + 4H2(g) CH4(g) + 2H2O(g) ΔH2= -166.8 kJ/mol
某催化剂作用下,在容积为2.0 L的恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2,体系中主要发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ两个竞争反应。反应进行t min时测得两种烃的物质的量随温度的变化如图所示,该催化剂在840℃时主要选择反应___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”);840℃之后,C2H4产量下降的原因是___________。520℃时,0~t min内用氢气表示反应Ⅱ的平均反应速率:v(H2)= ___________mol/(L·min)   (用含t的代数式表示)。

(2)利用工业废气CO2制甲醇,发生反应Ⅲ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3,可以一定程度摆脱当下对化石燃料的依赖。
①上述反应自发的条件是___________
②在a L密闭容器中,充入不同氢碳比的原料气体,控制温度600 K,发生反应Ⅲ,请在图中画出CH3OH在混合气体中的平衡体积分数随氢碳比递增的变化趋势。___________

③一定条件下,将1 mol CO2和1 mol H2置于恒容密闭容器中,发生反应Ⅲ,下列能说明反应达到平衡状态的是___________
A.混合气体的密度保持不变
B.CO2的消耗速率与 H2O的消耗速率相等
C.CO2的体积分数保持不变
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变

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