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我国科学家在“催化剂表面H2还原NO反应”的研究取得重大突破,这对消除NO的污染有重要意义。回答下列问题:

(1)N2、H2与氧气反应的能量变化如图1、图2所示:写出H2还原NO反应的热化学方程式
2H2(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2H2O(g)△H=-592.1 kJ/mol
2H2(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2H2O(g)△H=-592.1 kJ/mol

(2)为测定c(H2)、c(NO)与反应2NO(g)+2H2(g)⇄N2(g)+2H2O(g)的关系,兴趣小组同学在T℃,体积为1L的密闭容器中进行实验,获得如下实验数据:
 实验编号 起始浓度c/(mol•L-1 生成N2的起始反应速率v/(mol•L-1•s-1
NO H2
 a 6.00×10-3 1.00×10-3 3.18×10-3
 b 6.00×10-3 2.00×10-3 6.36×10-3
 c 1.00×10-3 6.00×10-3 0.53×10-3
 d 3.00×10-3 6.00×10-3 4.77×10-3
①该反应的速率方程为
υ=k•c(H2)•c2(NO)
υ=k•c(H2)•c2(NO)
。(速率常数用k表示,不必求出k值)
②实验d测得体系的总压强p随时间t的变化如表所示:
t/min 0 10 20 30 40
P/kPa 36 33.8 32 30.4 30.4
t=20min时,体系中PH2=
16
16
kPa,v=
3.53×10-4
3.53×10-4
mol•L-1•s-1(速率常数k=8.83×104mol-2•L-1•s-1,计算结果保留2位小数)。
(2)研究表明,催化剂表面反应2NO(g)+2H2(g)⇌N2(g)+2H2O(g)发生的同时还发生2NO(g)+H2(g)⇄N2O(g)+H2O(g);反应温度、H2和NO的初始物质的量之比均对NO的有效去除率(NO转化为N2)造成较大影响。
在体积均为1L的三个密闭容器中按表所示关系加入H2和NO,在催化剂表面发生反应,实验测得不同温度时N2在NO(g)、N2O、N2三种混合气体中的平衡体积分数如图3所示。
n(H2)/(mol) 1 2 3
n(NO)/(mol) 1 1 1
①“催化剂表面H2还原NO反应”选择的合适条件是
250℃
250℃

②在200℃,丙容器中的H2(g)和NO(g)发生反应,测得体系的平衡压强与起始压强之比为3.52:4,则NO的有效去除率为
83.2%
83.2%

【答案】2H2(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2H2O(g)△H=-592.1 kJ/mol;υ=k•c(H2)•c2(NO);16;3.53×10-4;250℃;83.2%
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:42引用:3难度:0.4
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    发布:2024/12/30 19:30:2组卷:67引用:6难度:0.6
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    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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