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研究消除废气污染对建设美丽家乡,打造宜居环境有重要意义。
(1)已知:工业废气中的氮氧化物可用以下反应去除,常温常压下(298K,100kPa),以下反应的焓变和熵变如表1所示:
①2N2O(g)⇌2N2(g)+O2(g)
②2NO2(g)⇌2NO(g)+O2(g)
③2NO2(g)⇌N2(g)+2O2(g)
表1:
反应 焓变(kJ/mol) 熵变(J⋅mol-1⋅K-1
-163 +22.6
+112.7 +150
-67.8 +120
结合表1中的数据,工业上,反应
(填反应编号)不可用于常温常压下去除氮氧化物,请通过计算说明理由:
ΔH-TΔS=+112.7KJ/mol-298×(+0.150)KJ/mol=68KJ/mol>0,反应②在常温常压下不能自发进行
ΔH-TΔS=+112.7KJ/mol-298×(+0.150)KJ/mol=68KJ/mol>0,反应②在常温常压下不能自发进行

(2)治理排出的尾气(含CO、N2O、NO)的方法可在密闭容器中发生如下反应:
Ⅰ.CO(g)+N2O(g)⇌CO2(g)+N2(g)
Ⅱ.2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)
一定温度下,向体积为2L的恒容的密闭容器中,充入4molCO、2molNO、2molN2O发生上述反应,达到平衡状态时,测得N2O的物质的量为0.4mol,且体系中CO2的物质的量比N2的多0.8mol,则该温度下达平衡时,反应II的平衡常数K=
480
480
L/mol。
(3)原煤经热解、冷却得到的煤焦可用于NO的脱除。热解温度为500℃,900℃得到的煤焦分别用S-500、S-900表示,相关信息如下表:
煤焦 元素分析/% 比表面积/(cm2⋅g-1
C H
S-500 80.79 2.76 105.69
S-900 84.26 0.82 8.98
将NO浓度恒定的废气以固定流速通过反应器(图1)。不同温度下,进行多组平行实验,测定相同时间内NO的出口浓度,可得NO的脱除率与温度的关系如图2所示。[已知:NO的脱除主要包含吸附和化学还原(ΔH<0)两个过程]

①已知煤焦表面存在的官能团有利于吸附NO,其数量与煤焦中氢碳质量比的值密切相关,比值小,表面官能团少。由图2可知,相同温度下,一单位时间内S-500对NO的脱除率比S-900的高,可能原因是
S-900的煤焦氢炭比值小,表面官能团少,不利于NO吸附;S-900的比表面积小,吸附能力弱,不利于NO吸附
S-900的煤焦氢炭比值小,表面官能团少,不利于NO吸附;S-900的比表面积小,吸附能力弱,不利于NO吸附
(答两条)。
②350℃后,随着温度升高,单位时间内NO的脱除率增大的原因是
温度升高,反应速率增大
温度升高,反应速率增大

(4)电解氧化吸收法:其原理如图3所示:
①从A口中出来的物质的是
O2和较浓的硫酸
O2和较浓的硫酸

②写出电解池阴极的电极反应式
2
HSO
-
3
+2H++2e-=S2
O
2
-
4
+2H2O
2
HSO
-
3
+2H++2e-=S2
O
2
-
4
+2H2O

【答案】②;ΔH-TΔS=+112.7KJ/mol-298×(+0.150)KJ/mol=68KJ/mol>0,反应②在常温常压下不能自发进行;480;S-900的煤焦氢炭比值小,表面官能团少,不利于NO吸附;S-900的比表面积小,吸附能力弱,不利于NO吸附;温度升高,反应速率增大;O2和较浓的硫酸;2
HSO
-
3
+2H++2e-=S2
O
2
-
4
+2H2O
【解答】
【点评】
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发布:2024/5/14 8:0:9组卷:28引用:1难度:0.5
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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:163引用:26难度:0.3
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