题目内容
【题目】氢气还原 NO 的反应为。
(1)的电子式为________。
(2)已知几种共价键的键能如下:
共价键 | H-H | N-O | H-O | |
键能/() | 436 | 946 | 464 |
根据上述数据计算,NO的键能=___________。
(3)的反应速率表达式为 (为正反应速率常数,只与温度有关。和为反应级数,取最简正整数)。
为了探究一定温度下 NO、的浓度对反应速率的影响,测得实验数据如下:
序号 | |||
Ⅰ | 0.10 | 0.10 | 0.414 |
Ⅱ | 0.10 | 0.20 | 0.828 |
Ⅲ | 0.30 | 0.10 | 3.726 |
①中,=____,=______。
②经研究,有人提出上述反应分两步进行:;。
化学总反应由较慢的一步反应决定。
上述反应中,(a)反应较慢,(a)正反应活化能________(填“大于”“小于”或“等于”)(b)正反应活化能。
③1889年,瑞典化学家阿伦尼乌斯根据实验结果,提出了温度与反应速率常数关系的经验公式: [为反应速率常数,为比例常数,为自然对数的底数,为气体摩尔常数,为开尔文温度,为活化能]。反应达到平衡后,升高温度,正反应速率常数增大的倍数_____(填“大于”“小于”或“等于”)逆反应速率常数增大的倍数。
(4)一定温度下,在2 L恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)、发生上述反应,混合气体压强随着时间变化关系如图所示。
①05 min 内的平均速率 =___________________。
②该温度下,上述反应的平衡常数=________________。
③其他条件不变,在10min时向反应体系中再充入1mol NO、,达到新平衡时NO的平衡转化率 ________________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)工业上,可以采用电化学方法处理NO。以惰性材料为电极,以硝酸铵溶液为电解质溶液并补充,电解反应为。电解过程中,阳极的电极反应式为_______________________。
【答案】 633 1 2 大于 小于 0.075 54 增大
【解析】
(1)氧原子最外层6个电子,用2个电子与氢形成2个共价键,达8电子稳定结构。
(2)根据△H=反应物键能之和-生成物键能之和计算;
(3)①中,由①②组数据代入公式求出m,同理由①③组数据求出n;
(4)利用三段式进行分析,根据速率公式、平衡公式、浓度商公式计算;
(5)电解过程中,NO在阳极发生氧化反应生成NO。
(1)氧原子最外层6个电子,用2个电子与氢形成2个共价键,达8电子稳定结构,H2O的电子式为。故答案为:;
(2)氢气还原 NO 的反应为,△H=2a+2×436-946-4×464=-664.0,根据上述数据计算,NO的键能=633。故答案为:633;
(3)①中,由①②组数据可知 ,则m=1,由①③组数据可知,=2。故答案为:1;2;
②化学总反应由较慢的一步反应决定,反应慢的一步活化能较大。(a)反应较慢,(a)正反应活化能大于(b)正反应活化能。故答案为:大于;
③是正向放热的反应,反应达到平衡后,根据,升高温度,K值变小,平衡逆向移动,正反应速率常数增大的倍数小于逆反应速率常数增大的倍数。故答案为:小于;
(4)利用三段式进行
,解得:x=0.75
①05 min 内的平均速率 ==0.075。故答案为:0.075;
②该温度下,上述反应的平衡常数K==54。故答案为:54;
③其他条件不变,在10min时向反应体系中再充入1mol NO、,Qc=<K,平衡正向移动,达到新平衡时NO的平衡转化率增大。故答案为:增大;
(5)电解过程中,NO在阳极发生氧化反应生成NO ,阳极的电极反应式为。故答案为:。
【题目】(1)以甲醇为原料制取高纯H2具有重要的应用价值。甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应:
主反应: H=+49kJmol-1
副反应: H=+41kJmol-1
①甲醇蒸气在催化剂作用下裂解可得到H2和CO,则该反应的热化学方程式为_________________,既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是______________。
②分析适当增大水醇比对甲醇水蒸气重整制氢的好处是__________。
③某温度下,将n(H2O):n(CH3OH)=1:1的原料气充入恒容密闭容器中,初始压强为P1,反应达平衡时总压强为P2,则平衡时甲醇的转化率为________________(忽略副反应,用含P1、P2的式子表示)。
(2)工业上用CH4与水蒸气在一定条件下制取H2,原理为: H=+203kJmol-1
①该反应逆反应速率表达式为:v逆=k·c(CO)·c3(H2),k为速率常数,在某温度下测得实验数据如下表:
c(CO)/mol·L-1 | c(H2)/mol·L-1 | v逆/mol·L-1·min-1 |
0.05 | c1 | 4.8 |
c2 | c1 | 19.2 |
c2 | 0.15 | 8.1 |
由上述数据可得该温度下,该反应的逆反应速率常数k为_________L3·mol-3·min-1。
②在体积为3L的密闭容器中通入物质的量均为3mol的CH4和水蒸气,在一定条件下发生上述反应,测得平衡时H2的体积分数与温度关系如图所示:N点v正____________M点v逆(填“大于”或“小于”);Q点对应温度下该反应的平衡常数K=_______________mol2·L-2。平衡后再向容器中加入1molCH4和1molCO,平衡向_____________方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。