目前,消除氮氧化物污染有多種方法。
(1)用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44.0 kJ·mol-1
寫出CH4 (g)與NO2 (g)反應(yīng)生成N2 (g) ,CO2(g)和H2O(l)的熱化學(xué)方程 式_____________________
(2)用活性炭還原法處理氮氧化物。有關(guān)反應(yīng)為:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)某研究小組向恒容密閉容器加入一定量的活性炭和NO,恒溫(TC)條件下反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下

①不能作為判斷反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)   是_______
A.容器內(nèi)CO2的濃度保持不變
B.v(N2)="2" v(NO)
C.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變  
D.混合氣體的密度保持不變
E.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
②在TC時(shí).該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_______(保留兩位小數(shù));
③在30  min,改變某一條件,反應(yīng)重新達(dá)到平衡,則改變的條件是_______
(3)科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將超音速飛機(jī)尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2,其反應(yīng)為:
2CO+2NON2+2COΔH<0研究表明:在使用等質(zhì)量催化劑時(shí),增大催化劑的比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率.為了分別驗(yàn)證溫度、催化劑的比表面積對(duì)化學(xué)反 應(yīng)速率的影響規(guī)律、某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下表中。
 
①上表中:a=_______,b=________,e=________
②請(qǐng)?jiān)诮o出的坐標(biāo)圖中,畫出上表中實(shí)驗(yàn)II和實(shí)驗(yàn)III條件下混合氣體中NO濃度隨時(shí)間變化的趨勢(shì)曲線圖,并標(biāo)明相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)編號(hào)
 

(1) CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-955 kJ·mol-1。
(2) ①BC②0.56③減小CO2濃度
(3) ①280   1.20×10-3     5.80×10-3

試題分析:(1)根據(jù)蓋斯定律可知,①+②+③即得到CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-955 kJ·mol-1。(2) ①在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)(但不為0),反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài),稱為化學(xué)平衡狀態(tài),所以選項(xiàng)B正確;根據(jù)方程式可知,反應(yīng)前后體積是不變的,所以壓強(qiáng)始終是不變的,則a不能說明;b中反應(yīng)速率的方向相反,但不能滿足速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,不正確;密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值,在反應(yīng)過程中容積始終是不變的,但質(zhì)量是變化的;②反應(yīng)進(jìn)行到40min時(shí),各種物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化,說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài),則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=;③由表中的數(shù)據(jù)可以看到,在40min的時(shí)候,NO的濃度變小,說明反應(yīng)向右進(jìn)行,則N2和CO2增加,結(jié)果是只有N2增加,而CO2反而變小,只能說明是由于減小 CO2的濃度造成反應(yīng)向右進(jìn)行,且向右進(jìn)行使CO2增加的量沒有比CO2減小的量多。(3)①因Ⅰ、Ⅱ比表面積不同,則應(yīng)控制溫度相同,所有濃度應(yīng)控制相同來驗(yàn)證催化劑比表面積對(duì)速率的影響;Ⅱ、Ⅲ比表面積相同,溫度不同,則所有濃度應(yīng)控制相同來驗(yàn)證反應(yīng)溫度對(duì)速率的影響;故答案為:280; 1.20×10-3;5.80×10-3;②因Ⅰ、Ⅱ溫度相同,催化劑對(duì)平衡移動(dòng)無影響,則平衡不移動(dòng),但Ⅱ的速率大,則Ⅱ先達(dá)到化學(xué)平衡,Ⅰ、Ⅱ達(dá)平衡時(shí)NO的濃度相同;而Ⅲ的溫度高,則反應(yīng)速率最大且平衡逆移,即達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)c(NO)增大,故答案為:
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

已知:①1 mol H2分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收436 kJ的能量,②1 mol I2蒸氣中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收151 kJ的能量,③由H原子和I原子形成1 mol HI氣態(tài)分子時(shí)釋放299 kJ的能量。下列熱化學(xué)方程式正確的是
A.2HI(g) =H2(g)+I(xiàn)2(g)?H=+11 kJ/mol
B.H2(g)+I(xiàn)2(g) =2HI(g)?H=-22 kJ/mol
C.H2(g)+I(xiàn)2(g) =2HI(g)?H=+288 kJ/mol
D.H2(g)+ I2(g) =2HI(g)?H=-144 kJ/mol

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

為實(shí)現(xiàn) “節(jié)能減排” 和“低碳經(jīng)濟(jì)”的一項(xiàng)課題是如何將CO2轉(zhuǎn)化為可利用資源。
(1)25℃,1.01×105Pa時(shí),16g液態(tài)甲醇(CH3OH)完全燃燒,當(dāng)恢復(fù)到原狀態(tài)時(shí),放出熱量363.3kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為                                 。              
(2)目前,工業(yè)上常用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):在體積為l L的密閉恒容容器中,充入l mol CO2和3mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ/mol。
測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=         ;
②從反應(yīng)開始到平衡時(shí),CH3OH的平均反應(yīng)速率v(CH3OH)=              (注明單位);H2的轉(zhuǎn)化率=            
③下列說法中,能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是    
A.每消耗1mol CO2的同時(shí)生成1mol CH3OH          
B.CO2、H2、CH3OH和H2O的物質(zhì)的量的比為1∶3∶1∶1
C.容器中氣體的壓強(qiáng)不再改變
D.容器中氣體的密度不再改變  
④下列措施中,能使上述平衡狀態(tài)向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是     
A.升高溫度                    B.將CH3OH(g)從體系中分離
C.使用高效催化劑              D.恒溫恒容再充入1 molCO2和3 mol H2

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

煤的氣化是高效、清潔地利用煤炭的重要途徑之一。
(1)在250C 101kPa時(shí),H2與O2化合生成1mol H2O(g)放出241.8kJ的熱量,其熱化學(xué)方程式為
___________
又知: ①C(s)+O2(g)═CO2(g) △H=-393.5kJ/mol
②CO(g)+O2(g)═CO2(g) △H=-283.0kJ/mol
焦炭與水蒸氣反應(yīng)是將固體煤變?yōu)闅怏w燃料的方法,C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H=____kJ/mol
(2) CO可以與H2O(g)進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng): CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H<0在恒容密閉容器中,起始時(shí)n(H2O)=0.20mol,n(CO)=0.10 mol,在8000C時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),K=1.0,則平衡時(shí),容器中CO的轉(zhuǎn)化率是_____________(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))。
(3) 工業(yè)上從煤氣化后的混合物中分離出H2,進(jìn)行氨的合成,已知反應(yīng)反應(yīng)N2(g)+3H2(g2NH3(g)(△H<0)在等容條件下進(jìn)行,改變其他反應(yīng)條件,在I、II、III階段體系中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化的曲線如下圖所示:

①N2的平均反應(yīng)速率v1(N2)、vII(N2)、vIII(N2)從大到小排列次序?yàn)開_______;
②由第一次平衡到第二次平衡,平衡移動(dòng)的方向 是________,采取的措施是________。
③比較第II階段反應(yīng)溫度(T2)和第III階段反應(yīng)速度(T3)的高低:T2________T3填“〉、=、<”判斷的理由是________________。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

(1)已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-571.6 kJ/mol,
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH=-283.0 kJ/mol。某H2和CO的混合氣體完全燃燒時(shí)放出113.74 kJ熱量,同時(shí)生成3.6 g液態(tài)水,則原混合氣體中H2和CO的物質(zhì)的量之比為___________。
(2)以甲醇、空氣,氫氧化鉀溶液為原料,石墨為電極,可構(gòu)成燃料電池;已知該燃料電池的總反應(yīng)式是:2CH3OH +3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,該燃料電池發(fā)生反應(yīng)時(shí),正極區(qū)溶液的PH__________ (填“增大”, “減小” 或“不變”)該電池的負(fù)極反應(yīng)式為_________________。
(3) 用上述燃料電池進(jìn)行粗銅的精煉,粗銅應(yīng)連接電源的________極,該粗銅精煉電解池的陰極反應(yīng)式為_________________。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

已知:S(s)+O2(g)→SO2(g) +297.16kJ,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+196.6 kJ,下列說法正確的是
A.1 molSO2(g)的能量總和大于lmol S(s)和l molO2(g)的能量總和
B.將2 molSO2(g)與l molO2(g)在一定條件下充分反應(yīng),放出196.6kJ的熱量
C.S(g)+O2(g)SO2(g)+Q,Q值小于297.16 kJ
D.當(dāng)l mol S(s)完全轉(zhuǎn)化為SO3(g)時(shí)(假設(shè)無熱量損失),放出395.46kJ的熱量

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:問答題

SO2、NO、NO2、CO都是污染大氣的有害氣體,對(duì)其進(jìn)行回收利用是節(jié)能減排的重要課題。
(1)上述四種氣體中直接排入空氣時(shí)會(huì)引起酸雨的有__________(填化學(xué)式)。
(2)已知:2SO2(g)+ O2(g)=2SO3(g);△H=-196.6kJ/mol
O2(g)+2NO(g)=2NO2(g);△H=-113.0kJ/mol
①反應(yīng):NO2(g) +SO2(g)= SO3(g) +NO(g)的△H=_ kJ/mol。
②一定條件下,將NO2和SO2以體積比1:1置于恒溫恒容的密閉容器中發(fā)生反應(yīng): NO2(g) +SO2(g)SO3(g) +NO(g),
下列不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_____(填字母)。
a.體系壓強(qiáng)保持不變
b.混合氣體的顏色保持不變
c.NO的物質(zhì)的量保持不變
d.每生成1molSO3的同時(shí)消耗1molNO2
(3)CO可用于合成甲醇,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在一容積可變的密閉容器中充有10molCO和20mol H2,在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)生成甲醇。CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)、壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示。

①上述合成甲醇的反應(yīng)為______(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。
②A、B、C三點(diǎn)的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系為___________。
③若達(dá)到平衡狀態(tài)A時(shí),容器的體積為10L,則在平衡狀態(tài)B時(shí)容器的體積為_____L。
(4)某研究小組設(shè)計(jì)了如圖所示的甲醇燃料電池裝置。

①該電池工作時(shí),OH-向______(填“a”或“b”)極移動(dòng)。
②電池工作一段時(shí)間后,測(cè)得溶液的pH減小,則該電池總反應(yīng)的離子方程式為__________________。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

合成氨工業(yè)對(duì)國(guó)防具有重要意義,如制硝酸、合成纖維以及染料等
(1)已知某些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表:
化學(xué)鍵
N≡N
H—H
N—H
鍵能kJ·mol-1
946
436
390
 
合成氨的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為                                      。
(2)常溫下,向飽和NaCl與飽和氨水的混合溶液中通入過量CO2,有NaHCO3固體析出,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為                 ;所得溶液中離子的電荷守恒式是                     ;若向飽和NaCl與飽和CO2的混合溶液中通入氨氣,則沒有NaHCO3固體析出,原因是          。
(3)氨氮廢水(含NH3、NaOH和Na2SO4)超標(biāo)排放會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化。右圖通過直接電化學(xué)氧化法有效除去某工廠氨氣。其中陰離子的流動(dòng)方向?yàn)?u>          (填“向a極”或“向b極”),電解過程中,b極區(qū)的pH         (填“增大”或“減小”或“不變”),陽極反應(yīng)方程式為                    。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

根據(jù)所學(xué)知識(shí),完成下列問題:
(1)化學(xué)反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵生成的過程。鍵能是形成(或拆開)1 mol化學(xué)鍵時(shí)釋放(或吸收)的能量。已知白磷和其燃燒產(chǎn)物P4O6的分子結(jié)構(gòu)如圖所示,現(xiàn)提供以下鍵能(kJ· mol-1): P-P:198,  P-O:360, O-O:498,白磷(P4)燃燒的熱化學(xué)方程式為                       

(2)化學(xué)能與電能之間可以相互轉(zhuǎn)化,以Fe、Cu、C(石墨)、CuSO4溶液、FeSO4溶液、Fe2(SO4)3溶液 、AgNO3溶液為原料,通過原電池反應(yīng)實(shí)現(xiàn)2Fe3+ + Cu=2Fe2+ + Cu2+,請(qǐng)你把下圖補(bǔ)充完整,使之形成閉合回路,并用元素符號(hào)標(biāo)明電極。甲池中電解液是        溶液;乙池中電解液是         溶液。(要求:甲、乙兩池中電解質(zhì)元素種類始終保持不變)

(3)某市對(duì)大氣進(jìn)行監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)該市首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5(直徑小于等于2.5μm的懸浮顆粒物)其主要來源為燃煤、機(jī)動(dòng)車尾氣等。因此,對(duì)PM2.5、SO2、NOx等進(jìn)行研究具有重要意義。請(qǐng)回答下列問題:
①對(duì)PM2.5空氣樣本用蒸餾水處理,制成待測(cè)試樣。若測(cè)得該試樣所含水溶性無機(jī)離子的化學(xué)組分及其平均濃度如下表:
離子
K+
Na+
NH4+
SO42-
NO3
Cl
濃度/ mol?L-1
4×10-6
6×10-6
2×10-5
4×10-5
3×10-5
2×10-5
根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷該試樣的酸堿性為        ,試樣的pH值=        
②已知?dú)飧字猩蒒O的反應(yīng)為:N2(g)+O2(g)  2NO(g) H>0
若1 mol空氣含有0.8 molN2和0.2 molO2,1300℃時(shí)在密閉容器內(nèi)反應(yīng)達(dá)到平衡。測(cè)得NO為8 × 10-4 mol.計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)K= ___________;汽車啟動(dòng)后,氣缸溫度越高,單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大,原因是                                          。

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