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解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷112
环境保护是现代的世界性课题,人类已在多方面取得了突破性进展。
(1)连续自动监测氮氧化物的仪器--动态库仑仪已获得实际应用.它的工作原理如下图所示,NiO电极上NO发生的电极反应式为 ______


(2)使用稀土催化剂有效消除汽车尾气中的、碳氢化合物也已逐渐成为成熟技术.压缩天然气汽车利用这一技术将转化成无毒物质,相关反应为:



______(用表示)。
(3)实验室在恒压下,将置于密闭容器中发生反应③,测得在不同温度、不同投料比时,的平衡转化率如下表:
投料比400K500K600K
1
2

①在反应时,可提高转化率的措施有 ______填编号
A 增加催化剂的表面积            改用高效催化剂                    降低温度
D 增大压强                           分离出             减小
时,将投料比为1的的混合气体共,充入容积为2L的装有催化剂的密闭容器中,反应经过5min达到平衡,试计算反应在该温度时的平衡常数______。(写出计算过程,计算结果保留三位有效数字)
③若温度不变,在反应进行到10min时将容器的容积快速压缩为1L,请在答题卷表格中画出内,容器中物质的量浓度c随时间变化的曲线图______
(4)SNCR是一种新型的烟气脱氮环保技术,在有氧条件下,其脱氮原理是:催化剂表面的反应随温度的变化曲线如图所示,图中曲线表明,随着反应温度的升高,在有氧的条件下NO的转化率有一明显的下降过程,其原因可能是回答两条______

2020高三·全国·专题练习
知识点:化学反应热的计算化学平衡的移动及其影响因素原电池原理的综合应用 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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研究脱除烟气中的NO是环境保护、促进社会可持续发展的重要课题。回答下列问题:
I.汽车尾气中的NO和CO在催化转化器中反应生成两种无毒、无害的气体:,可减少尾气中的有害气体排放。已知该反应的 (为速率常数,只与温度有关)。
(1)已知:碳的燃烧热为


则反应   ___________。若平衡后升高温度,则___________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)将CO和NO按不同比例投入一密闭容器中,控制一定温度(),发生反应并达到平衡时,所得的混合气体中的体积分数随的变化曲线如图1所示。图1中a、b、c、d中对应的NO的转化率最大的是___________(填序号)。

Ⅱ.还原NO:一定温度下,在2L密闭容器中通入,在时,发生反应:   ,反应时间(t)与NO的物质的量的关系如下表:
反应时间(t)/min0246810
2.001.200.800.600.500.50

(3)由表中数据计算,___________,该温度下的压强平衡常数___________(用分压表示,分压=物质的量分数×总压)。下列措施中,可以作为反应达到平衡的判据的是___________(填序号)。
a.气体的压强不变          b.          c.气体的密度不变
d.K不变                       e.的质量保持不变            f.反应物不再转化为生成物
Ⅲ.近年来,低温等离子技术是在高压放电下,产生自由基,自由基将NO氧化为后,再用溶液吸收,达到消除NO的目的。实验室将模拟气(、NO)以一定流速通入低温等离子体装置,实验装置如图2所示。

(4)等离子体技术在低温条件下可提高NO的转化率,原因是___________
(5)其他条件相同,等离子体的电功率与NO的转化率的关系如图3所示,当电功率大于30W时,NO的转化率下降的原因可能是___________

Ⅳ.除上述方法外,还可用电解法将NO转变为,其工作原理如图4。

(6)N极的电极反应式为___________
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)已知汽车气缸中氮及其化合物发生如下反应:
H=+180 kJ/mol
H=+68 kJ/mol
写出NO与O2反应生成NO2的热化学方程式_______,该反应能自发进行的条件是_______
(2)利用反应 H <0,可实现汽车尾气的无害化处理,一定条件下的密闭容器中,充入1 mol CO和1 mol NO,发生上述反应,图1为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。

①下列说法正确的是_______(填字母)。
A.当容器内各组分浓度c(NO):c(CO):c(N2):c(CO2)=2:2:1:2时,体系达到平衡
B.图象中B点正反应速率大于F点正反应速率
C.当温度、压强一定时,在原料气中加入少量稀有气体,有利于提高反应物平衡转化率
D.低温有利于提高NO的平衡转化率
②压强为20 MPa、温度为T2下,若反应进行到20 min达到平衡状态,此时容器的体积为4 L,该温度下平衡常数K=_______(保留两位有效数字)。
③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.增大NO浓度        b.压缩容器体积             c.移去部分N2 d.改用高效催化剂
④在相同条件下,提高CO浓度有利于增加脱氮率。现在一密闭容器中,恒温恒容条件下发生上述反应,请在图中画出平衡时N2体积分数随起始变化的总趋势___________

(3)在一定实验条件下模拟该反应,测得NO的平衡转化率随着起始投料增加而增大,但随着温度的升高,不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近的原因为_______
(1)汽车尾气中的NO和CO可在催化剂作用下生成无污染的气体而除去。在密闭容器中充入10 mol CO和8 mol NO发生反应,测得平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图。

①已知该反应在较低温度下能自发进行,则反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),ΔH______0(填“>” “=”或“<”)。
②该反应达到平衡后,为同时提高反应速率和CO的转化率,可采取的措施有______(填字母序号)
a.改用高效催化剂b.缩小容器的体积c.增加NO的浓度d.升高温度
(2)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2,将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体匀速通入装有催化剂M的反应器中反应,反应相同时间,NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示。

解释在50℃~150℃范围内随温度升高,NOx的去除率迅速上升的原因是_______
(3)NH3催化还原氮氧化物技术是目前应用最广泛的烟气脱氮技术:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH<0。密闭容器中,在相同时间内,在催化剂A作用下脱氮率随温度变化如图所示。

现改用催化能力稍弱的催化剂B进行实验,请在上图中画出在催化剂B作用下的脱氮率随温度变化的曲线_________(不考虑温度对催化剂活性的影响)。
(4)某研究小组利用反应:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)H= -34.0 kJ/mol,用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示:

①由图可知,在1050 K前,反应中NO的转化率随温度升高而增大,其原因为____________;在1100 K时,N2的体积分数为____________
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp )。在1050 K、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=____________(已知:气体分压(P分) =气体总压(Pa)×体积分数)

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