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填空题 适中0.65 引用1 组卷176
氮气化学性质很稳定,可以通过氮的固定将空气中的氮气转化氮的化合物。氮的化合物可用于进一步合成化肥、炸药以及合成树脂等。
(1)写出氮分子的电子式______________。
(2)人工合成氨反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol,在一定条件下的恒容密闭容器中,该反应达到平衡,要提高N2的转化率,可以采取的措施是________(填序号)。
A.分离出NH3
B.加入催化剂
C.升高温度
D.增加N2的浓度

E.增加H2的浓度
(3)氨的接触氧化制取硝酸的过程中,900℃时,氨氧化反应阶段可能发生的反应有
编号
热化学方程式
平衡常数

4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O (g) △H1
K1=1×1053

4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O (g) △H2
K2=1×1065

2NO(g)N2(g)+O2(g) △H3
K3

反应Ⅲ的△H3=____________(用△H1、△H2表示);反应Ⅱ的平衡常数的表达式K2=__________;
该温度下K3的计算结果为__________。
(4)催化反硝法可用于治理水中硝酸盐的污染。催化反硝法中,H2能将NO3还原为N2。25℃时,反应进行10min,溶液的pH由7变为12。反应的离子方程式为____________________________;其平均反应速率为v(NO3)______________mol/(L•min)。
(5)实验室用下图所示装置制取NH3。若将收集NH3的试管改为集气瓶且瓶口向上排空气法收集NH3,并确保不污染环境,请画出其气体收集装置和尾气吸收装置,标出所用试剂(自选)名称。
2015·广东梅州·二模
知识点:盖斯定律的应用化学反应速率计算化学平衡常数的概念及表达方式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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运用化学反应原理研究碳、氮、硫的化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1)汽车尾气脱硝脱碳主要原理为2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g) ΔH <0。
①该反应在______(填“低温”或“高温”)下可自发反应。
②一定条件下的密闭容器中,充入10 mol CO和8 mol NO, 发生上述反应,如图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。

Ⅰ.该反应达到平衡后,为在提高反应速率同时提高NO的转化率,可采取的措施有______(填字母序号)。
a.缩小容器的体积                 b.改用高效催化剂
c.升高温度                       d.增加CO的浓度
Ⅱ.压强为10 MPa、温度为T1下,若反应进行到30 min达到平衡状态,容器的体积为4L,该温度下平衡常数Kp=______(压强以MPa为单位进行计算,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数;保留两位有效数字)。
③氨气易溶于水可电离出 NH4+和 OH-、易液化,液氨也与水一样发生微弱的双聚电离,但比水弱,能溶解一些金属等性质。下列说法中不正确的是_______
a.NH3可看作比水弱的电解质
b.NH3的双聚电离可表示为:2NH3NH4++NH2-
c.NH3易溶于水是由于与水形成氢键
d.NH3可与Na 反应: 2NH3+2Na=2NaNH2+H2↑
(2)冶金工业、硝酸工业的废气废液中含氮化合物污染严重,必须处理达标后才能排放。用活性炭处理工厂尾气中的氮氧化物。
①已知:Ⅰ. 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) ΔH1=a kJ·mol-1
Ⅱ. 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) ΔH2=b kJ·mol-1
Ⅲ. C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3=c kJ·mol-1
则反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)的ΔH =_____ kJ·mol-1(用a、 b 、c表示)。
②在容积不变的密闭容器中,一定量的NO与足量的C发生反应:C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) ΔH=Q kJ·mol-1,平衡时c(NO)与温度T的关系如图所示,下列说法正确的是______

a.其他条件不变,容器内压强不再改变时,反应达到平衡状态
b.温度为T2时,若反应体系处于状态D,则此时v>v
c.该反应的Q>0,所以T1、T2、T3对应的平衡常数:K1<K2<K3
d.若状态B、C、D体系的压强分别为p(B)、p(C)、p(D),则p(D)=p(C)>p(B)
③已知某温度时,反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)的平衡常数K=9/16,在该温度下的2 L密闭容器中投入足量的活性炭和2.0 mol NO发生反应,t1时刻达到平衡,请在图中画出反应过程中c(NO)随时间t的变化曲线。

____________
④工业上实际处理废气时,常用活性炭作催化剂,用NH3还原NO,同时通入一定量的O2以提高处理效果。当n(NH3)=n(NO)时,写出体系中总反应的化学方程式:__________________
运用化学反应原理研究碳、氮的化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
Ⅰ.冶金工业、硝酸工业的废气废液中含氮化合物污染严重,必须处理达标后才能排放,用活性炭处理工厂尾气中的氮氧化物。
(1)已知:①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l)              H1=a kJ·mol-1
②4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+66H2O(l)              H2=b kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)=CO2(g)                             H3=c kJ·mol-1
则反应H=___________kJ·mol-1(用a、b、c表示)。
(2)在容积不变的密闭容器中,一定量的NO与足量的C发生反应:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) H =Q kJ·mol-1,平衡时c(NO)与温度T的关系如图1所示,下列说法正确的是________________(填字母序号)

A.其他条件不变,容器内压强不再改变时,反应达到平衡状态
B.温度为T2时,若反应体系处于状态D,则此时vv
C.该反应的Q>0,T1T2T3对应的平衡常数:K1K2K3
D.若状态B、C、D体系的压强分别为p(B)、p(C)、p(D),则p(D)=p(C)>p(B)
(3)已知某温度时,反应的平衡常数K= ,在该温度下的2L密闭容器中投入足量的活性炭和2.0 mol NO发生反应,t1时刻达到平衡,请在图2中画出反应过程中c(NO)随时间的变化曲线_______
Ⅱ.汽车尾气脱硝脱碳主要原理为:
(4)该反应在__________(填“低温”或“高温”)下可自发反应。
(5)一定条件下的密闭容器中,充入10 mol CO和8 mol NO,发生上述反应,如图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。
①该反应达到平衡后,为提高反应速率同时提高NO的转化率,可采取的措施有______(填字母序号)。

a.缩小容器的体积             b.改用高效催化剂
c.升高温度                    d.增加CO的浓度
②压强恒定为10 MPa、温度恒定为T1的条件下,反应进行到30 min达到平衡状态,该温度下平衡常数Kp=________________(压强以MPa为单位进行计算,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数;结果保留两位有效数字)。
氮的化合物的处理和利用是环境科学研究的热点。
(1)机动车排放的尾气中主要污染物为NOx,可用CH4催化还原NOx以消除其污染。298K时,1.0g CH4(g)与足量的NO气体完全反应生成N2、CO2和H2O(g),放出72.5kJ的热量。该反应的热化学方程式为_______
(2)氮氧化物与悬浮大气中的海盐粒子相互作用会生成NOCl,涉及的相关反应有:
热化学方程式

平衡常数

2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g) ΔH1

K1

4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) ΔH2

K2

2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g) ΔH3

K3


ΔH1、ΔH2、ΔH3之间的关系为ΔH3=_____K1K2K3的关系为K3=______
(3)对汽车加装尾气净化装置,可使汽车尾气中含有的CO、NO2等有毒气体转化为无毒气体:4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g)     ΔH=-1200kJ·mol-1.对于该反应,温度不同(T2﹥T1),其他条件相同时,下列图象正确的是_______(填序号)。

(4)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物。向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)     ΔH。在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:

时间/min


浓度/mol·L-1

0

10

20

30

40

50

NO

1.0

0.58

0.40

0.40

0.48

0.48

N2

0

0.21

0.30

0.30

0.36

0.36

CO2

0

0.21

0.30

0.30

0.36

0.36


①T1℃时,该反应在0~20min的平均反应速率v(CO2)=____;该反应的平衡常数K=_____
②30min后,只改变某一条件,根据上表的数据判断改变的条件可能是_______(填序号);
A.加入一定量的活性炭
B.恒温恒压充入氩气
C.适当缩小容器的体积
D.加入合适的催化剂
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3,则和原平衡相比,NO的转化率_______(填“升高”或“降低”),反应的平衡常数Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。

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