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学习化学反应原理,可以帮助我们认识化学的本质,并将其应用于工业生产。
(1)①NO转化为NO2的总反应为:2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g),其由两步基元反应组成。
反应一:2NO(g)⇌N2O2(g)
反应二:N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g)
其反应进程与能量变化的关系如图1所示。NO氧化为NO2的总反应速率由反应二控制,原因是
反应二的活化能高于反应一的活化能
反应二的活化能高于反应一的活化能


②将一定比例的NO和O2以一定的流速通过装有催化剂的反应管,测得NO转化为NO2的转化率与温度变化的关系如图2所示,图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化。
ⅰ)K点之前的X→K曲线,NO转化率变化的原因可能是:
X→K曲线段,随温度升高,催化剂活性下降,反应速率减小,(因反应尚未平衡,反应速率的大小决定了NO转化率的大小)故NO转化率减小
X→K曲线段,随温度升高,催化剂活性下降,反应速率减小,(因反应尚未平衡,反应速率的大小决定了NO转化率的大小)故NO转化率减小

ⅱ)K点之后曲线,NO转化率变化的原因可能是:
ⅱ)反应达到平衡状态,反应ΔH<0,温度升高,反应正向进行程度减小,NO转化率减小
ⅱ)反应达到平衡状态,反应ΔH<0,温度升高,反应正向进行程度减小,NO转化率减小

(2)如图3所示装置模拟工业上运用三室膜电解技术制取NaHSO3,其中电解电源为锂离子电池。锂离子电池反应原理为:LiC6+FePO4
放电
放电
LiFePO4+C6,当锂离子电池供电时,B极区中的Li+脱出,嵌入A极区(不计电路损耗)。

①A极的电极反应式为:
L
i
+
+
e
-
+
F
e
P
O
4
L
i
F
e
P
O
4
L
i
+
+
e
-
+
F
e
P
O
4
L
i
F
e
P
O
4

②当有1molNaHSO3在a室中产生时,A极区质量增加
7
7
g。
(3)常温下向H3AsO4溶液中加入NaOH溶液,水溶液中As(V)的各物种分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如图4所示。
①将Na3AsO4和H3AsO4按一定比例混合形成pH=9溶液,混合时主要发生的离子方程式为
H
3
A
s
O
4
+
2
A
s
O
3
-
4
3
HA
s
O
2
-
4
H
3
A
s
O
4
+
2
A
s
O
3
-
4
3
HA
s
O
2
-
4

②当溶液pH=4.1时,溶液中
c
H
3
A
s
O
4
c
HA
s
O
4
2
-
的值为
10
10

③某温度下Ksp[Ca3(AsO42]=3×10-31,Ksp[Ca(OH)2]=3.2×10-5。将等浓度的饱和石灰水和Na3AsO4溶液等体积混合,反应后溶液中c(Ca2+)=
3×10-9
3×10-9
mol⋅L-1

【答案】反应二的活化能高于反应一的活化能;X→K曲线段,随温度升高,催化剂活性下降,反应速率减小,(因反应尚未平衡,反应速率的大小决定了NO转化率的大小)故NO转化率减小;ⅱ)反应达到平衡状态,反应ΔH<0,温度升高,反应正向进行程度减小,NO转化率减小;
L
i
+
+
e
-
+
F
e
P
O
4
L
i
F
e
P
O
4
;7;
H
3
A
s
O
4
+
2
A
s
O
3
-
4
3
HA
s
O
2
-
4
;10;3×10-9
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:34引用:1难度:0.6
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    (1)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
    ①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1
    K2(填“>”、“<”或“=”).
    ②以下有关说法正确的是
     

    a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
    b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
    c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
    d.某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%
    (2)已知在常温常压下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ•mol-1
    ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ•mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ•mol-1
    则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
     
    kJ•mol-1
    (3)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆.甲醇燃料电池的工作原理如图2所示.
    ①该电池正极的电极反应式为
     

    ②工作一段时间后,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,有
     
    个电子发生转移.
    (4)以上述电池做电源,用图3所示装置,在实验室中模拟铝制品面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是
     
     
    (用相关的电极反应式和离子方程式表示)

    发布:2024/12/30 14:0:1组卷:26引用:3难度:0.5
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