题目内容

【题目】大气环境中的减量化排放受到国内外广泛关注。利用碳还原NO的反应为:。回答下列问题:

(1)该反应在常温下可以自发进行,则反应的________0(填“”“”或“”),有利于提高NO平衡转化率的条件是________(任写一条)。

(2)以上反应可分为如下四步反应历程,写出其中第三步的反应:

第一步:

第二步:

第三步:________

第四步:

(3)对比研究活性炭负载钙、镧氧化物的反应活性。在三个反应器中分别加入C、、,通入使其浓度达到。不同温度下,测得第2小时NO去除率如图所示:

①据图分析,490℃以下,三种情况下反应的活化能最小的是________(用a、b、c表示);、去除NO效果比C更好,其依据是________(写一条)。

②上述实验中,490℃时,若测得对NO的去除率为60%,则可能采取的措施是________。

A.及时分离出 B.压缩体积

C.恒容下,向体系中通入氮气 D.寻找更好的催化剂

③490℃时的反应速率________,该温度下此反应的平衡常数为121,则反应达平衡时NO的去除率为________(保留二位有效数字)。

【答案】< 降温 a 相同条件下,NO去除率更高 BD 0.0225 96%

【解析】

(1)根据反应可以自发进行的判据,常温下ΔG<0,ΔS>0,判断ΔG=ΔH-TΔS中的ΔH的大小,根据化学平衡的移动分析,让平衡正向移动的方法;

(2)将总反应减去第一步,第二步,第四步反应式,得到第三步反应式;

(3) ①490℃以下,三种情况下反应的活化能最小的是一氧化氮的去除率最高的,、去除NO的去除率较高;

②图像中490℃时NO的去除率是45%,从浓度和催化剂角度分析去除率提高的原因;

③利用速率公式,结合“三段式”,平衡常数进行计算。

(1)常温下该反应在常温下可以自发进行,ΔG<0,ΔS>0,判断ΔG=ΔH-TΔS中的ΔH<0;有利于提高NO平衡转化率的条件即让平衡正向移动方法,降温;

(2)总反应为,

① 、②、④

根据盖斯定律,①+②+③+④式得到总反应,③式等于总反应减去①+②+④得到:;

(3) ①由图可知,、和C去除NO效果最好的是a,是反应速率最快的,反应的活化能最小的也是a;由图可知,、去除NO效果比C更好,原因是相同条件下,NO去除率更高(或在较低温度下NO去除的效果好,或纯碳的活化能高、反应速率慢);

②根据图像可知,490℃时,NO的去除率是45%,现在的去除率为60%,

A.及时分离出,会使平衡正向移动,速率是减慢的,不一定增加NO的去除率,故A错误;

B.压缩体积,增大了浓度,速率加快,可以增加NO的去除率,故B正确;

C.恒容下,向体系中通入氮气,增加生成物的浓度,平衡逆向移动,不能增加NO的去除率,故C错误;

D.不同的催化剂,催化效果不一样,故可以寻找更好的催化剂,提高NO的去除率,故D正确;

答案选BD。

③根据图像,490℃时,NO的去除率是45%,NO的初始浓度为0.1mol/L,则转化浓度为0.045mol/L,;

设平衡时生成的氮气的浓度为x,

开始mol/L 0.1 0 0

变化mol/L 2x x x

平衡mol/L 0.1-2x x x

则平衡常数K=span>=121,解得x=,反应达平衡时NO的去除率为×100%=96%。

练习册系列答案
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(6)下表是一些气态原子逐级电离能(kJ·mol-1):

①通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量___________

②表中X可能为以上元素中的____元素(填写元素符号)。Y与X的最高价氧化物的水化物溶液反应的离子方程式为______

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