题目内容

汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。为减轻大气污染,人们提出通过以下反应来处理汽车尾气:

(1)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)△H=﹣746.5kJ•mol-1(条件为使用催化剂)

已知:2C(s)+O2(g)2CO(g)△H=﹣221.0kJ•mol-1

C(s)+O2(g)CO2(g)△H=﹣393.5kJ•mol-1

则N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H = kJ•mol-1。

(2)T ℃下,在一容积不变的密闭容器中,通入一定量的NO和CO,用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表

时间/s

0

1

2

3

4

5

c(NO)/10-4 mol/L

10.0

4.50

c1

1.50

1.00

1.00

c(CO)/10-3 mol/L

3.60

3.05

c2

2.75

2.70

2.70

则c2合理的数值为 (填字母标号)。

A.4.20 B.4.00 C.2.95 D.2.80

(3)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:

实验组

温度/℃

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡所需时间/min

H2O

CO

CO

H2

i

650

2

4

2.4

1.6

5

ii

900

1

2

1.6

0.4

3

iii

900

a

b

c

d

t

若a=2,b=1,则c= ,达平衡时实验组ii中H2O(g)和实验组iii中CO的转化率的关系为αii(H2O) αiii(CO)(填“<”、“>”或“=”)。

(4)二甲醚是清洁能源,用CO在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),已知一定条件下,该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比的变化曲线如图1所示。

① a、b、c按从大到小的顺序排序为

② 根据图象可以判断该反应为 反应(填吸热或放热)。

(5)CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准,该分析仪的工作原理类似于燃料电池,其中电解质是氧化钇(Y2O3)和氧化锆(ZrO2)晶体,能传导O2-。

① 负极的电极反应式为

② 以上述电池为电源,通过导线连接成图2。若X、Y为石墨,a为2 L 0.1 mol/L KCl溶液电解一段时间后,取25 mL 上述电解后的溶液,滴加0.4 mol/L醋酸得到图3曲线(不考虑能量损失和气体溶于水,溶液体积变化忽略不计)。根据图2计算,上述电解过程中消耗一氧化碳的质量为 g。

练习册系列答案
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1.氢气是一种清洁能源.科学家探究太阳能制氢技术,设计流程图如图1:

信息提示:以下反应均在150℃发生
2HI(aq)?H2(g)+I2(g )△H1
SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=H2SO4(l)+2HI(g)△H2
2H2SO4(l)?2H2O(g)+2SO2(g)+O2(g)△H3
2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△H4
请回答下列问题:
(1)△H4与△H1、△H2、△H3之间的关系是:△H4=2△H1+2△H2+△H3
(2)该制氢气技术的优点是物质循环利用,能源来自太阳能,无污染且取之不尽用之不竭(两个要点,一个是物质循环、一个是能量),若反应SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=H2SO4(l)+2HI(g)在150℃下能自发进行,则△H<0(填“>”,“<”或“=”).
(3)在某温度下,H2SO4在不同催化剂条件下分解产生氧气的量随时间变化如图2所示.则下列说法正确的是BD.
A.H2SO4分解反应的活化能大小顺序是:Ea(A)>Ea( B )>Ea(C )
B.若在恒容绝热的密闭容器中发生反应,当K值不变时,说明该反应已经达到平衡
C.0~4小时在A催化剂作用下,H2SO4分解的平均速率v(O2)=1250mol•h-1
D.不同催化剂的催化效果不同,是因为活化分子百分数不相同
(4)对于反应:2HI(g)?H2(g)+I2(g),在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如表:
t/min020406080120
x(HI)10.910.850.8150.7950.784
x(HI)00.600.730.7730.7800.784
①根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为:$K=\frac{0.108×0.108}{{{{0.784}^2}}}$.
②上述反应中,正反应速率为v=k•x2(HI),逆反应速率为v=k•x(H2)•x(I2),其中k、k为速率常数,则k为k=$\frac{K正}{K}$(以K和k表示).若k=0.0027min-1,在t=40min时,v=1.95×10-3min-1
③由上述实验数据计算得到v~x(HI)和v~x(H2)的关系可用图3表示.当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为A、E(填字母)

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