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解答题-原理综合题 适中0.65 引用3 组卷511
汽车内燃机燃烧时,在高温引发氮气和氧气反应会产生 NOx气体,NOx的消除是科研人员研究的重要课题。
(1)通过资料查得 N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H反应温度不平衡常数的关系如下表:
反应温度/℃15382404
平衡常数

则△H___________________0(填“<”“>”戒“=”)
(2)在 800℃时,测得 2NO(g)+O2(g) ⇌ 2NO2(g)的反应速率不反应物浓度的关系如下表所示
初始浓度/ 初始速率/
C0(NO)C0(O2)
0.010.01
0.010.02
0.030.02

已知反应速率公式为 V =K ×c m(NO)・cn(O2),则 m=___________________, K =___________________L2・mol-2・s-1
(3)在某温度下(恒温),向体积可变的容器中充人 NO2气体,发生反应 2NO2(g) ⇌N2O4(g),气体分压随时间的变化关系如图 1 如示。

①该反应的压力平衡常数 KP___________________
②4s 时压缩活塞(活塞质量忽略不计)使容器体积变为原体积的 1/2,6s 时重新达到平衡,则P(N2O4)=___________________kPa。
(4)某学习小组利用图 2 装置探究向汽车尾气中喷入尿素溶液处理氮的氧化物。则该装置工作时,NO2在 b 电极上的电极反应式为___________________
2019·河南郑州·一模
知识点:盖斯定律与热化学方程式化学反应速率计算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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氮及其化合物在生产、生活与环境中有着重要研究和应用价值。根据要求回答问题:
(1)CO和NO都是汽车尾气有害物质,它们能缓慢的反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) H=-746.5kJ·mol-1。已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)H=+180.5kJ·mol-1,CO的燃烧热H=_______kJ·mol-1
(2)N2O4是一种强氧化剂,是重要的火箭推进剂之一。已知反应N2O4(g)2NO2(g) H>0,v()=k()·c(N2O4)、v()=k()·c2(NO2)。
①平衡后升高温度k()/k()_______(填“增大”、“不变”或“减小”)
②将一定量N2O4和NO2的混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中,各物质浓度随时间变化关系如图所示。反应从开始进行到10min时v(NO2)=_______mol/(L·s)

③T℃时,向恒温密闭容器中充入nmolN2O4,维持总压强p0恒定,达平衡时,NO2的平衡分压p(NO2)=,则该温度下该反应平衡转化率α(N2O4)=_______,保持温度不变,再向密闭容器中充入nmolN2O4,维持总压强为2p0,则在该温度下该反应的压强平衡常数(Kp)=_______(用各气体物质的分压代替浓度的平衡常数叫压强平衡常数(Kp)。分压=总压×物质的量分数)
(3)氢叠氮酸(HN3)是无色有刺激性气味的液体,可作引爆剂。已知常温下向25.00mL0.1mol·L-1ROH溶液中逐滴滴加0.2mol·L-1的HN3溶液,溶液的pH与所加溶液的体积关系如下表(溶液混合时体积的变化忽略不计)。
V(HN3)/mL012.5012.7525.00
pH1397a
①pH=9时溶液中c(N)_______c(R+)(填“>”、“=”或“<”),pH=a时溶液中c(HN3)_______c(N)(填“大于”“等于”或“小于”)
②HN3的Ka=_______(精确值)
(4)N2O5是一种新型硝化剂。其制备装置如图所示。

透过隔膜的粒子是_______,制取N2O5的电极反应式为_______
目前人们对环境保护、新能源开发很重视。
(1)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气中的氨氧化物NOx,可用CH4催化还原,消除氮氧化物的污染。
①CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H1=-860.0 kJ·mol-1
②2NO2(g)N2O4(g) H=-66.9 kJ·mol-1
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2、H2O(g)和CO2的热化学方程式:_______
(2)用焦炭还原NO的反应为:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g),向容积均为1 L的甲、乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为400℃、400℃、T℃)的容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示:
t/min04080120160
n(NO)(甲容器,400℃)/mol2.001.501.100.600.60
n(NO)(乙容器,400℃)/mol1.000.800.650.530.45
n(NO)(丙容器,T℃)/mol2.001.000.500.500.50

①该正反应为_______(填“放热”或“吸热”)反应。
②乙容器在200 min达到平衡状态,则0~200 min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=_______
(3)用焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1 mol NO2和足量C发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:

①A、B两点的浓度平衡常数关系:Kc(A)_______(填“>”“<”或“=”)Kc(B)
②A、B、C三点中NO2的转化率最低的是_______(填“A”、“B”或“C”)点。
③计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=_______(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
氮及其化合物的利用是科学家们一直在探究的问题,它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。
(1)已知:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+181kJ·mol-1
若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式:_______
(2)汽车尾气中的NO和CO在一定条件下可发生反应生成无毒的N2和CO2。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂(cat1、cat2)进行反应,相同时间内测得的脱氮率(脱氮率即NO的转化率)如图所示。M点_______(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率,理由是_______

(3)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理如图。

①Pt电极上发生的是_______反应(填“氧化”或“还原”)。
②写出NiO电极上的电极反应式:_______
(4)某温度下,在一密闭容器中充入一定量NO(g)发生反应4NO(g)⇌N2(g)+2NO2(g) ΔH<0,其正反应速率表达式为v=k·cn(NO)(k为速率常数,只与温度有关),测得反应速率和NO浓度的数据如表所示。
序号c(NO)/(mol·L-1)v/(mol·L-1·s-1)
0.104.00×10-9
0.206.40×10-8
0.303.24×10-7
则k=_______mol-3·L3·s-1;下列对于该反应的说法正确的是_______(填标号)。
A.当混合气体颜色保持不变时,反应达到化学平衡状态
B.当的比值保持不变时,反应达到化学平衡状态
C.反应达到化学平衡状态时,每消耗0.1molNO就会消耗0.05molNO2
D.反应达到平衡状态后,若降低温度,则混合气体的颜色变浅
E.反应达到平衡状态后,若减小压强,则混合气体的平均相对分子质量减小

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