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解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷113
氮的氧化物是主要的空气污染物,目前消除氯氧化物污染的方法有多种。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160 kJ·mol-1(Ⅰ)
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1(Ⅱ)
H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44.0 kJ·mol-1(Ⅲ)
①写出CH4 (g)与NO2 (g)反应生成N2 (g) ,CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式:________
②为研究不同条件下对上述反应( Ⅱ )的影响,在恒温条件下,向2 L 的恒容密闭容器中加入0.2mol CH4和0.4mol NO2,10min反应(Ⅱ)达到平衡,测得l0min内v(NO)=5×10-3mol/(L·min),则平衡后n(CH4)=___mol,NO2的转化率a1=_________.其它条件不变,反应在恒压条件下进行,平衡时NO2的转化率a2____a1(填“大于” 小于”或“ 等于” )。
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温(T)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下
时间
浓度(mol/L)
物质
NON2CO2
00.10000
100.0580.0210.021
200.0400.0300.030
300.0400.0300.030
400.0320.0340.017
500.0320.0340.017

①不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据   _________
A.容器内CO2的浓度保持不变
B.v(N2)= v(NO)
C.混合气体的平均相对分子质量保持不变   
D.混合气体的密度保持不变
E.容器内压强保持不变
②在T℃时.该反应的平衡常数为_______ (保留两位小数);
③在30   min,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件是________
(3)科学家正在研究利用催化技术将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2, 研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率.如图表示在其他条件不变时,反应:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) 中NO的浓度c(NO)随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。

①该反应的ΔH____0(填“>”或“<”)。
②若催化剂的表面积S1 >S2,在图中画出c(NO)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。____
17-18高三上·山西运城·期中
知识点:化学反应原理综合考查盖斯定律与热化学方程式化学平衡的移动及其影响因素化学平衡状态的判断方法 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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消除氮氧化物污染有多种方法。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-574kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1160kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l)ΔH=-44.0kJ·mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式__________
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下
浓度/mol·L-1
时间/min
NO
N2
CO2
0
0.100
0
0
10
0.058
0.021
0.021
20
0.040
0.030
0.030
30
0.040
0.030
0.030
40
0.032
0.034
0.017
50
0.032
0.034
0.017

①不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据是___ ____
A.容器内CO2的浓度保持不变 B.v(N2)="2" v(NO) C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变          E.混合气体的平均相对分子质量保持不变
②计算该温度下该反应的平衡常数为                 (保留两位小数);
③在30 min,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件是____ _ _       ___。
(3) 甲烷燃料电池可以提升能量利用率,下图是利用甲烷燃料电池电解50mL2mol/L的氯化铜溶液的装置示意图:

请回答:
①甲烷燃料电池的负极反应式是                                   
②当A中消耗0.15mol氧气时,B中     (用a或b 表示)极增重       g.
目前,消除氮氧化物污染有多种方法。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160 kJ·mol1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44.0 kJ·mol1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g) ,CO2(g)和H2O(l)的热化学方程 式_____________________
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温(TC)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下

①不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据是______________
A.容器内CO2的浓度保持不变
B.v(N2)=2v(NO)
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
E.混合气体的平均相对分子质量保持不变
②在TC时.该反应的平衡常数为______________(保留两位小数);
③在30 min,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件是______________
(3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50ml2mol/L的氯化铜溶液的装置示意图:

请回答:
①甲烷燃料电池的负极反应式是:__________________________
②当A中消耗0.05mol氧气时,B中________________极(填“a”或“b”)增重________________g。
氮及其化合物与人类各方面有着密切的联系。目前,消除氮氧化物污染有多种方法。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ/mol
②CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ/mol
③H2O(g)= H2O(l) △H=-44kJ/mol
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g) 、CO2(g)和H2O ( l ) 的热化学方程式____________________
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物,有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。
某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温(T0C)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
     
①不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据是_______ ;(选填字母代号)
A.容器内CO2的浓度保持不变 B.容器内压强保持不变
C.单位时间内生成NA个N2,同时生成2NA个NO
D.混合气体的密度保持不变     E.混合气体的平均相对分子质量保持不变
②前20分钟,平均反应速率v(NO)=_________________
③在T0C时,该反应的平衡常数表达式为_______________________________
④在30 min,改变某一条件反应重新达到平衡,则改变的条件是______________________________
(3)科学家正在研究利用催化技术将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,其反应为:

2NO+2CO2CO2+N2 ΔH<0。
如图P是可自由平行滑动的活塞,关闭K,在相同温度时,向A容器中充入1mol NO(g)和2mol(g)CO,向B容器中充入1.2 mol NO(g)和2.4 mol(g) CO。已知起始时容器A和B的体积均为a L,反应到到平衡时容器B的体积为0.9 a L,容器B中NO的转化率为_____________
(4)亚硝酸(HNO2)是弱酸电离平衡常数 Ka=5.0×10 -4(298K), NH3.H2O的电离平衡常数为
K=2.0×10 -5常温下,用氨水吸收亚硝酸可得到NH4NO2,NH4NO2溶液显_____(填“酸性”“中性”或“碱性”);请计算NH4+ + NO2- + H2OHNO2 + NH3.H2O的平衡常数K =_________

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