(13分)运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1)用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g) △H=Q kJ/mol。在T1℃时,反应进行到不同时间(min)测得各物质的浓度(mol/L)如下:
浓度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.68 | 0.50 | 0.50 | 0.60 | 0.60 |
N2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
CO2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
①0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=______,T1℃时,该反应的平衡常数K= ;
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是______(填字母编号)。
a.通入一定量的NO b.加入一定量的活性炭
c.加入合适的催化剂 d.适当缩小容器的体积
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3:1:1,则Q______0(填“>”或“<”)。
④在恒容条件下,能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是______(填选项编号)。
a.单位时间内生成2nmol NO(g)的同时消耗nmol CO2(g)
b.混合气体的平均相对分子质量不再发生改变
c.混合气体的密度不再发生改变
d.反应体系的压强不再发生改变
(2)某研究小组在实验室用某新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究,测得NO转化为N2的转化率随温度、CO混存量的变化情况如下图所示,利用以下反应:
NO+CO
N2+CO2(有CO) 2NO
N2+O2(无CO)
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①若不使用CO,温度超过775 ℃,发现NO的分解率降低,其可能的原因为 ;在n(NO)/n(CO)=1的条件下,应控制最佳温度在 左右。
②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。写出C2H6与NO2发生反应的化学方程式 。
(3)以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如下图所示,在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y,则该电极反应式为 。
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下列说法不正确的是
A.Na2O2能与CO2反应,可用作呼吸面具的供氧剂
B.硅是半导体材料,可用于制备光导纤维
C.明矾能水解生成Al(OH)3胶体,可用作净水剂
D.Al2O3熔点高,可用于制作耐高温仪器
下表所示为部分短周期元素的原子半径及主要化合价,根据表中信息判断下列叙述不正确的是
元素代号 | A | B | C | D | E | F | G |
原子半径/nm | 0.182 | 0.160 | 0.089 | 0.143 | 0.102 | 0.099 | 0.071 |
主要化合价 | +1 | +2 | +2 | +3 | +6.-2 | -1 | -1 |
A.气态氢化物的稳定性HG>HF>H2E
B.B2+、D3+、E2-、G-四种离子的核外电子排布相同
C.A、E元素与氧元素可以形成三种常见的含氧酸盐
D.C元素的原子最外层电子数等于电子层数