【題目】還原法處理氮的氧化物是環(huán)境科學研究的熱點課題。

I.氧氣還原法。H2還原NO發(fā)生的反應為:2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)

1)已知兒種化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下:

2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=___kJ·mol-1。

22NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)的反應速率表達式為v=kc2(NO)·c(H2)(k是速率常數(shù),只與溫度有關)。科學研究發(fā)現(xiàn)上述反應分兩步進行:

反應12NO(g)+H2(g)N2(g)+H2O2(g);

反應2H2O2(g)+H2(g)2H2O(g)

總反應速率由反應較慢的一步?jīng)Q定,由此推知上述兩步反應中,活化能較大的是反應___(填“l”或“2”)。c(NO)對總反應速率的影響程度___c(H2)(填“大于”“小于”或“等于”)。

.NH3還原法。在恒容密閉容器中充入NH3NO2,在一定溫度下發(fā)生反應:8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g)+12H2O(g)。

3)下列表明該反應達到平衡狀態(tài)的是___(填字母)。

A.混合氣體密度保持不變 BNO2N2的消耗速率之比為67

C.混合氣體中c(N2)=c(NO2) D.混合氣體壓強保持不變

III.CO還原法。利用高效催化劑處理汽車尾氣中的NOCO,發(fā)生反應:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH。在2L恒容密閉容器中充人2molCO2molNO,測得NO的轉化率與溫度、時間的火系如圖所示。

4)下列說法正確的是___(填字母)。

A.圖像中,T1>T2

B.上述反應在高溫下能自發(fā)進行

C10min時,T2K下正、逆反應速率相等

D.增大NO的濃度,反應物的轉化率增大

5T2K溫度下,0-10min內(nèi)用CO表示的平均反應速率v(CO)=___mol/L-1·min-1T1K溫度下,上述反應的平衡常數(shù)K=___L·mol-1

6T1K溫度下,向平衡后的容器內(nèi)再加入2molN22molNO,則平衡___(填“向右移動”“向左移動”或“不移動”)。

【答案】-666 1 大于 BD AC 0.08 1 向右移動

【解析】

1)ΔH=反應物的化學鍵斷裂吸收的能量-生成物的化學鍵形成釋放的能量

22NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)的反應速率表達式為v=kc2(NO)·c(H2),總反應速率由反應較慢的一步?jīng)Q定,以此判斷活化能大。挥煞磻俾时磉_式可知c(NO)對總反應速率的影響程度大于c(H2);

38NH3(g)+6NO2(g)7N2(g)+12H2O(g)反應達到平衡則正反應速率等于逆反應速率,由此判斷;

4)由初始反應速率判斷T1T2的大;反應能自發(fā)進行則;反應達到平衡則正反應速率等于逆反應速率;增大NO的濃度平衡正移,NO轉化率減小;

(5)利用三段法計算反應速率,平衡常數(shù)K= ;

6)通過比較平衡常數(shù)K和濃度商Q來判斷反應移動方向,若K<Q則反應向左移動,若K>Q則反應向右移動。

1)ΔH=反應物的化學鍵斷裂吸收的能量-生成物的化學鍵形成釋放的能量反應2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g),故答案為:-666;

22NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)的反應速率表達式為v=kc2(NO)·c(H2),

反應12NO(g)+H2(g)N2(g)+H2O2(g)

反應2H2O2(g)+H2(g)2H2O(g)。

總反應速率由反應較慢的一步?jīng)Q定,則反應1反應速率慢活化能高,由反應速率表達式可知c(NO)對總反應速率的影響程度大于c(H2);故答案為:1;大于;

3)恒容容器中8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g)+12H2O(g),反應達到平衡,正反應速率等于逆反應速率故NO2N2的消耗速率之比為67,B正確;反應為增壓反應,容器中壓強不變則可證明反應達到平衡,故D正確;A密度恒定不變,無法說明達到平衡;C c(N2)=c(NO2)濃度相等不等于反應速率相等,故C錯誤;故答案選BD。

4)對于反應2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)

A.由圖像可知初始反應速率T1>T2,則溫度T1>T2,故A正確;

B. T1>T2平衡時轉化率T1<T2,則ΔH<0,ΔS<0反應能自發(fā)進行則;則反應在低溫下能自發(fā)進行,故B錯誤;

C. 10min時反應達到平衡,T2K下正、逆反應速率相等,故C正確;

D. 增大NO的濃度平衡正移,NO轉化率減小,故D錯誤;

故答案選:AC。

(5)T2K溫度下,0-10min內(nèi),NO轉化率為80%,則反應的NO物質的量為,則參與反應的CO物質的量為1.6molT1K溫度下

則平衡常數(shù)K=,故答案為:0.081;

6T1K溫度下,向平衡后的容器內(nèi)再加入2molN22molNO,則濃度商Q=<1故平衡正移,故答案為:向右移動。

練習冊系列答案
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【題目】下面是某化學研究小組探究外界條件對化學反應速率和化學平衡影響的圖像,其中圖像和實驗結論表達均正確的是( )

A. ①是其他條件一定時,反應速率隨溫度變化的圖像,正反應ΔH<0

B. ②是在平衡體系的溶液中溶入少量KCl晶體后化學反應速率隨時間變化的圖像

C. ③是在有無催化劑存在下建立的平衡過程圖像,a是使用催化劑時的曲線

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【題目】分析下列氧化還原反應,指出氧化劑和還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物。

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氧化劑:__,還原劑:__,氧化產(chǎn)物:__,還原產(chǎn)物:__。

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氧化劑:__,還原劑:__,氧化產(chǎn)物:__,還原產(chǎn)物:__

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已知:①A的密度是相同條件下H2密度的38倍;其分子的核磁共振氫譜中有3組峰;

(-NH2容易被氧化)

R-CH2COOH

請回答下列問題:

(1)B的化學名稱為______。A中官能團的電子式為______

(2)CD的反應類型是______I的結構簡式為______。

(3)FG的化學方程式為______

(4)M不可能發(fā)生的反應為______(填選項字母)

a.加成反應 b.氧化反應 c.取代反應 d.消去反應

(5)請寫出任意兩種滿足下列條件的E的同分異構體有______。

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(6)參照上述合成路線,以為原料(無機試劑任選),設計制備的合成路線:______

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A.混合氣體的密度不再改變

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C.斷開4 mol H-Cl鍵的同時生成4 mol H-O

D.n(HCl)n(O2)n(Cl2)n(H2O)=4122

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A.a點代表Fe(OH)3的飽和溶液

B.Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2]

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I. 脫硝:

已知:H2的燃燒熱為285.8kJ·mol1

N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+133kJ·mol1

H2O(g)=H2O(l) ΔH=44kJ·mol1

催化劑存在下,H2還原NO2生成水蒸氣和其他無毒物質的熱化學方程式為:______。

II. 脫碳:

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該反應自發(fā)進行的條件是_____(填“低溫”、“高溫”或“任意溫度”)

下列敘述能說明此反應達到平衡狀態(tài)的是_____(填字母)

a. 混合氣體的平均式量保持不變 b. CO2H2的體積分數(shù)保持不變 c. CO2H2的轉化率相等

d. 混合氣體的密度保持不變 e. 1 mol CO2生成的同時有3 mol HH鍵斷裂

(2) 改變溫度,使反應CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH0中的所有物質都為氣態(tài)。起始溫度、體積相同(T1℃、2L密閉容器)。反應過程中部分數(shù)據(jù)見表:

反應時間

CO2(mol)

H2(mol)

CH3OH(mol)

H2O(mol)

反應I:恒溫恒容

0min

2

6

0

0

10min

4.5

20min

1

30min

1

反應II:絕熱恒容

0min

0

0

2

2

①達到平衡時,反應I、II對比:平衡常數(shù)K(I)___K(II)(填“>”“<”或“=”下同);平衡時CH3OH的濃度c(I)___c(II)。

②對反應I,前10min內(nèi)的平均反應速率v(CH3OH)=_____。在其他條件不變的情況下,若30 min時只改變溫度T2℃,此時H2的物質的量為3.2 mol,則T1____T2(填“>”、“<”或“=)。若30 min時只向容器中再充入1 mol CO2(g)1 mol H2O(g),則平衡_____移動(填“正向”、“逆向”或“不”)。

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B.X、Y的總能量一定低于M、N的總能量

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