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解答题-原理综合题 较难0.4 引用2 组卷298
含氮物质被广泛应用于化肥、制药、合成纤维等化工行业造福人类,但如果使用或处理不当,也会对环境造成影响。如何合理地使用含氮物质,是化学学科肩负的重要社会责任。请根据所学知识解答下列问题:
(1)利用甲烷催化还原氮氧化物。已知:
Ⅰ:
Ⅱ.
则CH4将NO还原为N2的热化学方程式为____________________________
(2)在密闭容器中通入,在一定温度下进行反应Ⅱ,反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
反应时间t/min0246810
总压强P/100kPa4.805.445.765.926.006.00

由表中数据计算,_________,该温度下的浓度平衡常数___________
(3)在一密闭的恒容容器中,若按投料进行反应Ⅱ,下列说法正确的是_______
A.使用催化剂可以提高CH4的平衡转化率
B.若反应Ⅱ在400℃和500℃的平衡常数分别为Ka和Kb,则Ka>Kb
C.投料比不变,温度越低,反应一定时间后CH4的转化率越高
D.投料比不变,增加反应物的浓度,达到新平衡后CH4的转化率减小
E.若,说明反应达到平衡状态
(4)SCR(选择性催化还原)脱硝法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为:。其他条件相同,在甲、乙两种催化剂作用下,相同时间时NO转化率与温度的关系如图。

①工业上选择催化剂__________(填“甲”或“乙”)
②在催化剂甲作用下,温度高于210℃时,NO转化率降低的原因可能是_______(写一条即可)。
(5)工业合成尿素的反应如下:,在恒定温度下,将NH3和CO2按2∶1的物质的量之比充入一体积为10L的密闭容器中(假设容器体积不变,生成物的体积忽略不计),经达到平衡,各物质的浓度变化曲线如图所示,若保持平衡时的温度和体积不变,25min时再向容器中充入2mol的NH3和1molCO2,在40min时重新达到平衡,请在图中画出内NH3的浓度变化曲线。__________

(6)工业上利用NH3进一步制备联氨(N2H4)等。有学者探究用电解法制备的效率,装置如图。试写出其阳极电极反应式_________
19-20高二·浙江·期末
知识点:盖斯定律及其有关计算化学反应速率计算转化率的相关计算及判断电解池电极反应式及化学方程式的书写与判断 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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氮氧化物是造成酸雨、臭氧空洞、光化学烟雾等环境问题的主要原因之一,如何消除大气污染物中氮氧化物已成为人们关注的主要问题之一、
I.NH3-SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法。该法是利用氨的还原性,在一定条件下,将烟气中的NOx直接还原为N2.主要反应原理为:4NH3+4NO+O24N2+6H2O。
(1)已知有下列热化学方程式(a、b、c均大于0):
①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(1) ΔH=-akJ/mol
②N2(g)+O2(g)2NO(g)     ΔH=+bkJ/mol
③H2O(g)H2O(1) ΔH=-ckJ/mol
则氨气与氧气反应生成NO和水蒸气的热化学方程式为_______
(2)向某2L密闭容器中分别投入2mol NH3、2mol NO、1mol O2,其他条件相同时,在甲、乙两种催化剂作用下,NO转化率与温度的关系如图所示:

①甲、乙两种催化剂,催化效果较好的是_______
②在催化剂甲作用下,高于210℃时,NO转化率降低的原因可能是_______(任答一点即可)。
Ⅱ.CH4可以消除氮氧化物的污染。
主要反应原理为:CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2(g) ΔH=-868.7kJ/mol。在2L恒容密闭容器中,通入1mol CH4和2mol NO2,在一定温度下进行上述反应,8min时反应达到平衡,此时NO2的转化率为60%,体系压强为P0MPa。
(3)下列各项中,能说明上述反应达到平衡状态的是_______
A.容器内混合气体的密度不随时间变化
B.容器内混合气体颜色保持不变
C.反应速率v(NO2):v(N2)=2:1
D.容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变
E.容器内混合气体中CH4和NO2的体积分数之比保持不变
(4)计算0~8min内:v(NO2)=_______;该温度下反应的平衡常数Kp=_______MPa(用含P0的代数式表示,Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)
(5)保持其它条件不变,将起始容器改为绝热恒容容器,则达到平衡时N2的体积分数与恒温条件下相比_______(填“更大”、“更小”或“相等”)
“绿水青山就是金山银山”,近年来,绿色发展、生态保护成为我国展示给世界的一张新“名片”。汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一,减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一、请回答下列问题:
(1)已知:   
   
   
若某反应的平衡常数表达式为,则此反应的热化学方程式为_______
(2)在一定条件下可发生分解反应:,一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是_______(填字母)。
A.的浓度之比保持不变B.容器中压强不再变化
C.D.气体的密度保持不变
(3)SCR(选择性催化还原)脱硝法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为:   。其他条件相同,在甲、乙两种催化剂作用下,相同时间时NO转化率与温度的关系如图:

①工业上选择催化剂_______(填“甲”或“乙”)。
②在催化剂甲作用下,温度高于210℃时,NO转化率降低的原因可能是_______
(4)工业合成尿素的反应如下:   ,在恒定温度下,将按2∶1的物质的量之比充入一体积为10 L的密闭容器中(假设容器体积不变,生成物的体积忽略不计),经20 min达到平衡,各物质的浓度变化曲线如图所示,若保持平衡时的温度和体积不变,25 min时再向容器中充入2 mol的和1 mol ,在40 min时重新达到平衡,请在图中画出25~50 min内的浓度变化曲线_____

(5)组合形成的燃料电池的结构如图所示,质子()交换膜左右两侧的溶液均为1 L 2 mol/L的溶液。电极c是_______(填“正”或“负”)极,写出物质a在电极c上发生的反应式为_______
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(1)已知:   
   
   
若某反应的平衡常数表达式为,则此反应的热化学方程式为_______
(2)在一定条件下可发生分解反应:,一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是_______(填字母)。
A.的浓度之比保持不变B.容器中压强不再变化
C.D.气体的密度保持不变
(3)SCR(选择性催化还原)脱硝法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为:   。其他条件相同,在甲、乙两种催化剂作用下,相同时间时NO转化率与温度的关系如图:

①工业上选择催化剂_______(填“甲”或“乙”)。
②在催化剂甲作用下,温度高于210℃时,NO转化率降低的原因可能是_______
(4)工业合成尿素的反应如下:   ,在恒定温度下,将按2∶1的物质的量之比充入一体积为10L的密闭容器中(假设容器体积不变,生成物的体积忽略不计),经20min达到平衡,各物质的浓度变化曲线如图所示,若保持平衡时的温度和体积不变,25min时再向容器中充入2mol的和1mol,在40min时重新达到平衡,请在图中画出25~50min内的浓度变化曲线。_______

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