汽車尾氣中的氮的氧化物會造成嚴(yán)重的大氣污染,某研究小組擬利用氫氣還原法降低空氣中NO的含量。
Ⅰ.已知:2NO(g)+2H2(g)?N2(g)+2H2O(g),該自發(fā)反應(yīng)包括兩個(gè)基元反應(yīng):
a.2NO(g)+H2(g)?N2(g)+H2O2(l)(慢)
b.H2(g)+H2O2(l)?2H2O(g)(快)
(1)總反應(yīng)的ΔS <<0(填“>”、“<”或“=”);基元反應(yīng)a的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為 c(N2)c2(NO)×c(H2)c(N2)c2(NO)×c(H2)。
(2)2H2O2(l)═2H2O(l)+O2(g)ΔH=-196.46kJ?mol-1;
H2(g)+12O2(g)═H2O(g)ΔH=-241.84kJ?mol-1;
H2O(l)═H2O(g)ΔH=44kJ?mol-1
則基元反應(yīng)b的ΔH=-296.07-296.07kJ?mol-1。
(3)畫出上述過程的能量變化與反應(yīng)歷程關(guān)系圖 
。

(4)總反應(yīng)的速率表達(dá)式為v=kcm(NO)cn(H2)(k為速率常數(shù),只與溫度有關(guān)),T℃時(shí)測得以下數(shù)據(jù)。
c
(
N
2
)
c
2
(
NO
)
×
c
(
H
2
)
c
(
N
2
)
c
2
(
NO
)
×
c
(
H
2
)
1
2

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序號 | c(NO)/mol?L-1 | c(H2)/mol?L-1 | 速率/mol?(L?min)-1 |
① | 0.0060 | 0.0010 | 1.8×10-4 |
② | 0.0060 | 0.0020 | 3.6×10-4 |
③ | 0.0010 | 0.0060 | 3.0×10-5 |
④ | 0.0020 | 0.0060 | 1.2×10-4 |
ACD
ACD
。A.其他條件不變,壓縮實(shí)驗(yàn)②的容器體積,其反應(yīng)速率和平衡常數(shù)均增大
B.該反應(yīng)的速率表達(dá)式為v=5000c2(NO)c(H2)
C.NO和H2的鍵能之和大于N2和H2O的鍵能之和
D.恒溫恒壓條件下實(shí)驗(yàn)④達(dá)到平衡后,再向其中加入一定量水蒸氣,平衡逆向移動,總反應(yīng)速率增大
Ⅱ.研究表明0.5%Pt/ZSM-35催化劑能在有氧條件下提高氫氣還原NO的總反應(yīng)速率。已知有氧條件下NO-O2-H2體系中除Ⅰ的總反應(yīng)外,還存在以下三個(gè)競爭反應(yīng):
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)。
氧氣體積分?jǐn)?shù)對NO平衡轉(zhuǎn)化率和N2產(chǎn)率的影響見圖1和圖2。

(5)若向130℃、容積為1L的密閉容器內(nèi)加入1.6molNO和適量的H2、O2(其中氧氣體積分?jǐn)?shù)2%),反應(yīng)達(dá)到平衡后N2O的物質(zhì)的量為
0.288
0.288
mol(假設(shè)體系內(nèi)僅存在NO和N2O兩種含氮化合物)。(6)據(jù)圖分析:反應(yīng)選擇130~160℃、投入2%氧氣為適宜條件的依據(jù)是
130~160℃、投入2%氧氣時(shí),NO轉(zhuǎn)化率和N2的產(chǎn)率較高,無氧條件下氮?dú)獾漠a(chǎn)率不高,且易形成其他污染物
130~160℃、投入2%氧氣時(shí),NO轉(zhuǎn)化率和N2的產(chǎn)率較高,無氧條件下氮?dú)獾漠a(chǎn)率不高,且易形成其他污染物
。【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算;化學(xué)平衡的影響因素;化學(xué)平衡常數(shù)的含義;用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算;反應(yīng)熱和焓變.
【答案】<;;-296.07;
;ACD;0.288;130~160℃、投入2%氧氣時(shí),NO轉(zhuǎn)化率和N2的產(chǎn)率較高,無氧條件下氮?dú)獾漠a(chǎn)率不高,且易形成其他污染物
c
(
N
2
)
c
2
(
NO
)
×
c
(
H
2
)
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【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/9/8 0:0:9組卷:22引用:1難度:0.4
相似題
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1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
(1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
(2)T1℃時(shí),向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時(shí),測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí),向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
D.加入合適的催化劑
(4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:62引用:6難度:0.6 -
3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時(shí)A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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