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【題目】NOx的排放主要來自于汽車尾氣,包含 NO2 NO I.

1)用 CH4 催化還原 NOx 可以消除氮氧化物的污染。例如:

a.CH4(g)+4NO2(g)==4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) H1= -574kJ/mol

b.CH4(g)+4NO(g)==2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H2= -1160kJ/mol

①這兩個反應在熱力學上趨勢均很大,其原因是:______________

②有利于提高 NOx 的平衡轉化率的反應條件是:______________(至少答一條)。

③在相同條件下,CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+2H2O(g)+CO2(g) H2=______________kJ/mol

2)為了提高 CH4 NO 轉化為 N2 的產率,種學家尋找了一種新型的催化劑。將 CH4 NO 按一定比例、一定流速通過裝有上述新型催化劑的反應器中,測得 N2 的產率與溫度的關系如圖1所示,OA N2 產率增大的原因是______________ AB N2 產率降低的可能原因是______________(填標號)

A. 催化劑活性降低 B. 平衡常數變大 C. 副反應增多

3N2 的產率與,由圖可知最佳約為____________

II.有人利用反應 2C(s)+2NO2(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH=64.2kJ/mol NO2 進行吸附。在 T℃下,向密閉容器中加入足量的 C 和一定量的 NO2 氣體,圖為不同壓強下上述反應經過 相同時間,NO2的轉化率隨著壓強變化的示意圖。

用某物質的平衡分壓代替其物質的量濃度也可以表示化學平衡常數(記作 Kp);在 T℃、 1100KPa 時,該反應的化學平衡常數 Kp=______________ (計算表達式表示); 已知:氣體分壓(P )=氣體總壓(P 體積分數。

【答案】這兩個反應均為放熱很大的反應 增大 CH4 濃度或降低溫度 -867 OA 段隨著溫度的升高,催化劑的活性增強,化學反應速率加快,因此氮氣的產率逐 漸增大 AC 4

【解析】

根據熱力學原理及蓋斯定律分析解答;根據催化劑對反應速率的影響及平衡移動原理分析解答;根據平衡常數表達式分析解答。

1)①熵增和焓減的反應傾向于自發(fā),所以這兩個反應在熱力學上趨勢均很大,其原因是這兩個反應均為放熱很大的反應,故答案為:這兩個反應均為放熱很大的反應;

②增大反應物濃度或降低溫度,使平衡正向移動,有利于提高 NOx 的平衡轉化率,故答案為:增大 CH4 濃度或降低溫度;

③已知,a.CH4(g)+4NO2(g)==4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) H1=-574kJ/mol b.CH4(g)+4NO(g)==2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H2= -1160kJ/mol,根據蓋斯定律知,CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+2H2O(g)+CO2(g),則H2=,故答案為:-867;

2)因為反應物是按一定比例、一定流速通過裝有上述新型催化劑的反應器中的,所以產率升高是因為反應速率增大,根據圖示分析,OA段隨著溫度升高,催化劑活性增強,反應速率加快;AB段可能原因為催化劑活性降低,或是副反應增多,反應為放熱反應,溫度升高時平衡逆向移動,平衡常數減小,故B錯誤;故答案為:OA 段隨著溫度的升高,催化劑的活性增強,化學反應速率加快,因此氮氣的產率逐漸增大;AC;

3)由圖可知約為4,產率最高,故答案為:4

II.壓強越大反應越快,則圖中(1100,40)點已經達到平衡狀態(tài),設起始時加入NO2的物質的量為1mol,則

根據平衡常數表達式分析得K=,故答案為:。

練習冊系列答案
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ICuSO4溶液的制備

①取4g銅粉,在儀器A中灼燒10分鐘并不斷攪拌使其充分反應。

②將A中冷卻后的固體轉移到燒杯中,加入25 mL 3 mol·L-1H2SO4溶液,加熱并不斷攪拌至固體完全溶解。

(1)①中儀器A的名稱為______________。

(2)②中發(fā)生反應的離子方程式為__________________。

Ⅱ.晶體的制備

I中制備的CuSO4溶液按如圖所示進行操作:

(3)向硫酸銅溶液中逐滴加入氨水至過量的過程中,可觀察到的實驗現象是____________。

(4)緩慢加入乙醇會析出晶體的原因是________________________________;若將深藍色溶液濃縮結晶,在收集到的晶體中可能混有的雜質主要有______________(寫其中一種物質的化學式)。

III.氨含量的測定

精確稱取wg晶體,加適量水溶解,注入如圖所示的三頸瓶中,然后逐滴加入足量10NaOH溶液,通入水蒸氣,將樣品液中的氨全部蒸出,用鹽酸標準溶液完全吸收。取下接收瓶,再用NaOH標準溶液滴定剩余的鹽酸溶液(選用甲基橙作指示劑)。

1. 2.玻璃管 3.10%氫氧化鈉溶液 4.樣品液 5.鹽酸標準溶液 6.冰鹽水

(5)裝置中玻璃管的作用是__________________________________________________。

(6)在實驗裝置中,若沒有使用冰鹽水冷卻會使氨含量測定結果________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。

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