【題目】數(shù)十年來,化學工作者對氮的氧化物、碳的氧化物做了廣泛深入的研究并取得一些重要成果。

I.已知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反應歷程分兩步:

第一步:2NO(g)N2O2(g) (快) H1<0;v1正=k1正c2(NO) ;v1逆=k1逆c(N2O2)

第二步:N2O2(g)+O2(g)2NO2(g) (慢) H2< 0; v2正=k2正c(N2O2)c(O2);v2逆=k2逆c2(NO2)

2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反應速率主要是由_______(填“第一步”或“第二步”)反應決定。

②一定溫度,反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)達到平衡狀態(tài),請寫出用k1正k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常數(shù)表達式K=____________;升高溫度,K_______(填“增大”、“減小”或“不變”)。

II.利用CO2CH4重整不僅可以獲得合成氣(主要成分為CO、H2),還可減少溫室氣體的排放。

(1)已知重整過程中部分反應的熱化方程式為:

CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH>0

CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH>0

CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(g) ΔH<0

固定n(CO2)=n(CH4),改變反應溫度,CO2CH4的平衡轉化率見圖甲。

同溫度下CO2的平衡轉化率________(填“大于”或“小于”)CH4的平衡轉化率,其原因是_______________________________________________。

(2)在密閉容器中通入物質的量均為0.1molCH4CO2,在一定條件下發(fā)生反應CO2(g) + CH4(g)2CO(g) + 2H2(g),CH4的平衡轉化率與溫度及壓強(單位Pa)的關系如圖所示。則:

①壓強:p1_____p2填“>”、“=”、“<”,下同);y點:v()_____v(逆)。

②已知氣體分壓(p)=氣體總壓(p)×氣體的物質的量分數(shù)。用平衡分壓代替平衡濃度可以得到平衡常數(shù)Kp,求x點對應溫度下反應的平衡常數(shù)Kp=__________________。

(3)一定條件下Pd-Mg/SiO2催化劑可使CO2“甲烷化”從而變廢為寶,其反應機理如圖丙所示。該反應的化學方程式為____________________________________________。

(4)CO常用于工業(yè)上冶煉金屬,圖丁是在不同溫度下CO還原四種金屬氧化物達平衡后氣體中lg[c(CO)/c(CO2)]與溫度(t)的關系曲線圖。下列說法正確的是_________。

A.工業(yè)上可以通過增高反應裝置來延長礦石和CO接觸的時間,減少尾氣中CO的含量

BCO不適宜用于工業(yè)冶煉金屬鉻(Cr

C.工業(yè)冶煉金屬銅(Cu)時較低的溫度有利于提高CO的利用率

DCO還原PbO2的反應ΔH>0

【答案】 第二步 減小 大于 CO2發(fā)生其他副反應 < > Pa2(單位可不寫) CO2+4H2 CH4+2H2O BC

【解析】I.①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反應速率主要是由反應速率慢的即第二步反應決定。②反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)表達式K=,達到平衡狀態(tài)時正逆反應速率相等,k1正c2(NO) k1逆c(N2O2)、k2正c(N2O2)c(O2)=k2逆c2(NO2),解得;正反應是放熱反應,所以升高溫度,平衡常數(shù)減小。

II.(1)根據(jù)圖示可以看出,CO2發(fā)生了其他副反應,同溫度下CO2的平衡轉化率大于CH4的平衡轉化率大于;(2)①正反應是體積增大的可逆反應,增大壓強平衡向逆反應方向進行,甲烷的轉化率降低,則根據(jù)圖乙可判斷壓強:p1<p2;y點要達到平衡狀態(tài),即要達到x點,甲烷的轉化率增大,說明反應向正反應方向進行,因此v(正)>v(逆)。②x點時甲烷的轉化率是0.5,則

CO2(g) + CH4(g)2CO(g) + 2H2(g)

起始量(mol) 0.1 0.1 0 0

轉化量(mol) 0.05 0.05 0.1 0.1

平衡量(mol) 0.05 0.05 0.1 0.1

則x點對應溫度下反應的平衡常數(shù)Kp=。(3)據(jù)信息:一定條件下Pd-Mg/SiO2催化劑可使CO2“甲烷化”,方程式為:CO2+4H2 CH4+2H2O;(4)A、通過增高反應裝置來延長礦石和CO接觸的時間,但不能改變平衡狀態(tài),因此不能減少尾氣中CO的含量,A錯誤;B、由圖象可知用CO工業(yè)冶煉金屬鉻時,lg[c(CO)/c(CO2)]一直很高,說明CO轉化率很低,故不適合,B正確;C、由圖象可知溫度越低lg[c(CO)/c(CO2)]越小,故CO轉化率越高,C正確;D、由圖象可知CO還原PbO2的溫度越高lg[c(CO)/c(CO2)]越高,說明CO轉化率越低,平衡逆向移動,故△H<0,D錯誤;答案選BC。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列各組物質按酸、堿、鹽分類順次排列.正確的是( 。
A.硫酸、純堿、碳酸鈣
B.硝酸、燒堿、食鹽
C.冰醋酸、純堿、醋酸鈉
D.鹽酸、熟石灰、苛性鈉

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】已知aAm+bBn具有相同的核外電子排布,則下列關系正確的是( 。
A.a=b+m+n
B.a=b﹣m+n
C.a=b+m﹣n
D.a=b﹣m﹣n

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列說法中正確的是(
A.硫酸、純堿、醋酸鈉和生石灰分別屬于酸、堿、鹽和氧化物
B.蔗糖、硫酸鋇和水分別屬于非電解質、強電解質和弱電解質
C.Mg、Al、Cu可以分別用置換法、直接加熱法和電解法冶煉得到
D.金屬氧化物一定不能與堿發(fā)生反應

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列各組離子在強酸性溶液中一定能大量共存的是(
A.Na+、Cl、SO42、NH4+
B.Fe3+、Ag+、CO32、Cl
C.Mg2+、K+、AlO2、HCO3
D.Na+、Fe2+、ClO、MnO4

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】一定溫度下,在2 L的密閉容器中,X、YZ三種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示。下列描述正確的是

A. 反應在010 s內,用Z表示的反應速率為0158 mol·L1·s1

B. 反應在010 s內,X的物質的量濃度減少了079 mol·L1

C. 反應進行到10 s時,Y的轉化率為79.0%

D. 反應的化學方程式為X(g)Y(g)≒Z(g)

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列敘述正確的是( )

A.1molH2O的質量為18g/mol

B.標準狀況下,1mol任何物質體積均為22.4L

C.CH4的摩爾質量為16g

D.3.01×1023個SO2分子的質量為32g

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列分子或離子在無色透明的溶液中能大量共存的是( )

A. Na+、H+、CO32-H2O2 B. Ca2+、NO3-OH-、HCO3-

C. Na+、OH-Cl-、NH3·H2O D. Na+、Fe3+、SO42-、Cl-

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】寫出下列化合物的名稱或結構簡式:

的名稱為________________________.

的名稱為______________________________.

③25-二甲基-2,4-己二烯的結構簡式:__________________________________.

查看答案和解析>>

同步練習冊答案