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汽车尾气中的氮的氧化物会造成严重的大气污染,某研究小组拟利用氢气还原法降低空气中NO的含量。
Ⅰ.已知:2NO(g)+2H2(g)⇌N2(g)+2H2O(g),该自发反应包括两个基元反应:
a.2NO(g)+H2(g)⇌N2(g)+H2O2(l)(慢)
b.H2(g)+H2O2(l)⇌2H2O(g)(快)
(1)总反应的ΔS
0(填“>”、“<”或“=”);基元反应a的化学平衡常数表达式为
c
N
2
c
2
NO
×
c
H
2
c
N
2
c
2
NO
×
c
H
2

(2)2H2O2(l)═2H2O(l)+O2(g)ΔH=-196.46kJ•mol-1
H2(g)+
1
2
O2(g)═H2O(g)ΔH=-241.84kJ•mol-1
H2O(l)═H2O(g)ΔH=44kJ•mol-1
则基元反应b的ΔH=
-296.07
-296.07
kJ•mol-1
(3)画出上述过程的能量变化与反应历程关系图


(4)总反应的速率表达式为v=kcm(NO)cn(H2)(k为速率常数,只与温度有关),T℃时测得以下数据。
序号 c(NO)/mol•L-1 c(H2)/mol•L-1 速率/mol•(L•min)-1
0.0060 0.0010 1.8×10-4
0.0060 0.0020 3.6×10-4
0.0010 0.0060 3.0×10-5
0.0020 0.0060 1.2×10-4
下列说法错误的是
ACD
ACD

A.其他条件不变,压缩实验②的容器体积,其反应速率和平衡常数均增大
B.该反应的速率表达式为v=5000c2(NO)c(H2
C.NO和H2的键能之和大于N2和H2O的键能之和
D.恒温恒压条件下实验④达到平衡后,再向其中加入一定量水蒸气,平衡逆向移动,总反应速率增大
Ⅱ.研究表明0.5%Pt/ZSM-35催化剂能在有氧条件下提高氢气还原NO的总反应速率。已知有氧条件下NO-O2-H2体系中除Ⅰ的总反应外,还存在以下三个竞争反应:
2NO(g)+O2(g)+4H2(g)⇌N2(g)+4H2O(g);
2NO(g)+O2(g)+3H2(g)⇌N2O(g)+3H2O(g);
O2(g)+2H2(g)⇌2H2O(g)。
氧气体积分数对NO平衡转化率和N2产率的影响见图1和图2。

(5)若向130℃、容积为1L的密闭容器内加入1.6molNO和适量的H2、O2(其中氧气体积分数2%),反应达到平衡后N2O的物质的量为
0.288
0.288
mol(假设体系内仅存在NO和N2O两种含氮化合物)。
(6)据图分析:反应选择130~160℃、投入2%氧气为适宜条件的依据是
130~160℃、投入2%氧气时,NO转化率和N2的产率较高,无氧条件下氮气的产率不高,且易形成其他污染物
130~160℃、投入2%氧气时,NO转化率和N2的产率较高,无氧条件下氮气的产率不高,且易形成其他污染物

【答案】<;
c
N
2
c
2
NO
×
c
H
2
;-296.07;;ACD;0.288;130~160℃、投入2%氧气时,NO转化率和N2的产率较高,无氧条件下氮气的产率不高,且易形成其他污染物
【解答】
【点评】
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发布:2024/9/8 0:0:9组卷:22引用:1难度:0.4
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  • 1.反应 4A(g)+5B(g)⇌4C(g)+6D(g)在 5L 的密闭容器中进行,半分钟后,C 的物质的量增 加了 0.30mol。下列叙述正确的是(  )

    发布:2024/12/30 19:30:2组卷:67引用:6难度:0.6
  • 2.氢气最早于16世纪被人工制取出来,氢气是一种清洁能源。
    (1)利用光伏电池电解水制H2是氢能的重要来源。已知:H-H键、O=O键、H-O键的键能依次为436kJ•mol-1、495kJ•mol-1、463kJ•mol-1。则2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
     
    kJ•mol-1
    (2)T1℃时,向5L恒容密闭容器中充入0.5molCH4,只发生反应2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的转化率为
     
    ;保持其他条件不变,温度改为T2℃,经25s后达到平衡,测得c(CH4)=2c(C2H4),则0~25s内v(C2H4)=
     
    mol•L-1•s-1
    (3)CH4分解时几种气体的平衡分压(pPa)的对数值lgp与温度的关系如图所示。

    ①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此时的平衡常数Kp=
     
    (用平衡分压代替浓度进行计算)Pa2
    ②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
     
    (填标号)。
    A.减小C2H2的浓度
    B.升高温度
    C.增大压强
    D.加入合适的催化剂
    (4)工业上,以KNH2和液氨为电解质,以石墨为电极,电解液氨制备H2。阳极的电极反应式为
     
    ,一段时间后阴、阳两极收集到的气体质量之比为
     

    发布:2025/1/4 8:0:1组卷:9引用:3难度:0.5
  • 3.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g),经5min后,测得D的浓度为0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反应速率为0.1mol/(L•min).求:
    (1)此时A的浓度c(A)=
     
    mol/L,反应开始前容器中的A、B的物质的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反应速率v(B)=
     
    mol/(L•min);
    (3)x的值为
     

    发布:2024/12/30 19:0:1组卷:164引用:26难度:0.3
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