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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷123
氮的氧化物是大气主要污染物,研究含氮物质间的转化是环境科学的重要课题。
(1)①在恒温恒容的密闭容器中充入1mol和3mol发生反应生成,下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.   B.容器内压强不变
C.气体的密度不再改变    D.容器内气体的平均摩尔质量不变
②以为还原剂,在催化剂作用下选择性地与发生氧化还原反应生成。已知:


与NO反应的热化学方程式=_______kJ/mol(用含a、b的代数式表示)。
(2)已知的反应历程分两步:
I.(快平衡)
Ⅱ.(慢反应)
决定NO氧化反应速率的步骤是_______(填“I”或“Ⅱ”)。用表示的速率方程为;用表示的速率方程为分别表示速率常数(与温度有关),则的关系为_______
(3)将0.2molNO(g)、0.1(g)和0.2molHe(g)通入反应器,在温度T、压强条件下进行反应(g)。tmin时达到化学平衡,NO的转化率为60%,且的物质的量相等,则v=_______。该温度时,反应的平衡常数_______(分压=总压×物质的量分数)。
(4)利用反应构成电池,能消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,装置如图所示:

①电极B的电极反应式为_______
②当有2.4mol通过阴离子交换膜时,理论上生成的体积为_______(标准状况)。
2024·云南曲靖·一模
知识点:盖斯定律及其有关计算化学平衡状态的判断方法化学平衡常数的有关计算原电池电极反应式书写 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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丙烯腈主要用于制造聚丙烯腈、丁腈橡胶、染料、合成树脂、医药等。以氨、丙烯、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈和副产物丙烯醛的热化学方程式如下:
主反应:   
副反应:   
(1)一定条件下,若容器内只发生主反应,在1L恒容密闭容器中通入,丙烯腈的产率与温度的关系如图所示。
   
________0(填“>”或“<”)。
②若该反应达到A点所需的时间为tmin,则理论上的平均反应速率为________
(2)恒温恒容条件下,若容器内只发生主反应,下列选项表明反应一定已经达平衡状态的是________(填字母)。
A.容器内的转化率保持不变B.容器内混合气体的平均摩尔质量不再变化
C.化学平衡常数保持不变D.
(3)恒温时若容器内主反应、副反应同时发生,达到平衡后压缩容器体积,副反应的平衡移动方向为________。(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
(4)已知对于反应:,其标准平衡常数:。T℃,压强为的恒压密闭容器中,通入1mol丙烯、1mol氨气和3mol氧气同时发生主反应、副反应,达到平衡时容器内有,此时丙烯的分压________(分压=总压物质的量分数,用含a,b的代数式表示,下同);副反应的标准平衡常数为________
(5)用丙烯腈电合成已二腈的原理如图:
   
阴极的电极反应式为________;工作时乙室的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)
处理、回收利用CO是环境科学研究的热点课题。回答下列问题:
(1)CO用于处理大气污染物N2O的反应为CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g)。在Zn作用下该反应的具体过程如图1所示,反应过程中能量变化情况如图2所示。

总反应:CO(g)+N2O(g) CO2(g)+N2(g) ΔH=_______kJ·mol-1;该总反应的决速步是反应_______(填“①”或“②”),该判断的理由是_______
(2)已知:CO(g)+N2O(g) CO2(g)+N2(g)的速率方程为v=k·c(N2O),k为速率常数,只与温度有关。为提高反应速率,可采取的措施是_______(填字母序号)。
A.升温B.恒容时,再充入COC.恒压时,再充入N2OD.恒压时,再充入N2
(3)在总压为100kPa的恒容密闭容器中,充入一定量的CO(g)和N2O(g)发生上述反应,在不同条件下达到平衡时,在T1K时N2O的转化率与、在=1时N2O的转化率与的变化曲线如图3所示:

①表示N2O的转化率随的变化曲线为_______曲线(填“I”或“Ⅱ”);
②T1_______T2(填“>”或“<”);
③已知:该反应的标准平衡常数,其中pθ为标准压强(100kPa),p(CO2)、p(N2)、p(N2O)和p(CO)为各组分的平衡分压,则T4时,该反应的标准平衡常数Kθ=_______(计算结果保留两位有效数字,P=P×物质的量分数)。
(4)氮的氧化物脱除可用电化学原理处理,如图4装置可同时吸收SO2和NO。已知:H2S2O4是一种弱酸。直流电源的负极为_______ ( 填“a”或“b”),阴极的电极反应式_______
为减少CO2排放、科学家着眼于能源转换和再利用等问题。
(1)CO2甲烷化反应最早由化学家Paul Sabatier提出。在一定的温度和压力下,将按一定比例混合的CO2和H2通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。
①已知部分共价键键能如表。
化学键C=OC-HH-HH-O
键能/kJ•mol-1745.0413.4436.0462.8
则反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的∆H=_______kJ•mol-1
②向刚性绝热密闭容器中充入等物质的量的CO2(g)和H2(g)发生上述反应,下列可说明反应已达平衡状态的是 _______(填编号)。
A.容器内温度不变     B.混合气体平均密度保持不变
C.CH4的体积分数保持不变   D.v(CO2)=v(H2O)
(2)CO2与H2在某催化剂表面制甲醇的化学方程式是:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ∆H<0。
①320℃时,CO2与H2按体积比1:4投入到刚性密闭容器中,同时加入催化剂发生合成甲醇的反应,测得初始时压强为p,反应一段时间后达到平衡,测得CO2的平衡转化率为50%,则平衡时体系的压强为 _______
②若将2molCO2和6molH2充入密闭容器中发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H<0。图甲表示压强为0.1 MPa和5.0MPa下CO2的平衡转化率随温度的变化关系。

a、b两点正反应速率分别用va、vb表示,则va_______vb(填“大于”、“小于”或“等于”)。
b点对应的平衡常数Kp=_______MPa-2(Kp为以平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数。分压=总压×物质的量分数)。
(3)我国科学家用S-In催化剂电催化还原CO2制甲酸的机理如图乙所示,其中吸附在催化剂表面的原子用*标注。

①图乙中,催化剂S2-活性位点在催化过程中的作用是 _______
②图丙为催化还原CO2的反应历程图。其中,生成甲酸的决速步骤的电极反应式为 _______,从反应能垒角度分析该催化剂对生成甲酸具有高选择性的原因:_______

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