题目内容
用CH4催化还原 NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:
① CH4 ( g ) + 4NO2 ( g ) = 4NO ( g ) + CO2 ( g ) + 2H2O ( g ) ;△H=一574kJ·mol-1 ② CH4 ( g ) + 4NO ( g ) = 2N2 ( g ) + CO2 ( g ) + 2H2O ( g ) ;△H=一1160kJ·mol一1下列说法不正确的是
A.由反应 ① 可推知:CH4 ( g ) + 4NO2 ( g ) = 4NO ( g ) + CO2 ( g ) + 2H2O ( l) ;
△H >一574 kJ·mol-1
B.反应 ①② 转移的电子数相同
C.若用标准状况下 4.48LCH4 还原 NO2至 N2,放出的热量为 173.4kJ。
D.若用标准状况下 4.48LCH4 还原 NO2至 N2,整个过程中转移的电子总数为1.60 mol
A
解析:
A与 ① 比较生成水的状态不同,生成液态水放出的热量多,所以 △H <一574kJ·mol-1 ;由电子转移可知反应 ① 和 ② 转移的电子数相同。 CH4还原 NO2 至 N2,可得方程式为:
CH4(g) + 2NO 2 (g)== N2 (g) + CO2 (g) + 2H2O(g); △H=-867kJ· mol-1,所以4.48LCH4 转移电子数为1.60mol,放出的热量为173.4kJ。
2013年初,全国各地多个城市都遭遇“十面霾伏”,造成“阴霾天”的主要根源之一是汽车尾气和燃煤尾气排放出来的固体小颗粒。
汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)
2CO2+N2。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线如下图所示。据此判断:
![]()
(1)该反应为 反应(填“放热”或“吸热”):在T2温度下,0~2s内的平均反应速率:v(N2)= ;(2)当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在答题卡上画出 c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
(3)某科研机构,在t1℃下,体积恒定的密闭容器中,用气体传感器测得了不同时间的NO和CO的浓度(具体数据见下表,CO2和N2的起始浓度为0)。
|
时间/s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
c(NO)/xl0-4 mol L-1 |
10.0 |
4.50 |
2.50 |
1.50 |
1.00 |
1.00 |
|
c(CO)/xl0-3 mol L-1 |
3.60 |
3.05 |
2.85 |
2.75 |
2.70 |
2.70 |
t1℃时该反应的平衡常数K= ,平衡时NO的体积分数为 。
(4)若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填代号)。(下图中v正、K、n、m分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量和质量)
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(5)煤燃烧产生的烟气也含氮的氧化物,用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。
已知:CH4(g)+2NO2(g) = N2 (g)+CO2 (g)+2H2O(g) △H=-867.0 kJ • mol-1
2NO2 (g)
N2O4
(g)
△H=-56.9 kJ • mol-1
H2O(g) = H2O(l) △H=-44.0 kJ • mol-1
写出CH4催化还原N2O4 (g)生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(l)的热化学方程式 。