【题目】超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层.科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2 , 化学方程式如下:2NO(g)+2CO(g)
2CO2(g)+N2(g)△H<0
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO) | 1.00×10﹣3 | 4.50×10﹣4 | 2.50×10﹣4 | 1.50×10﹣4 | 1.00×10﹣4 | 1.00×10﹣4 |
c(CO) | 3.60×10﹣3 | 3.05×10﹣3 | 2.85×10﹣3 | 2.75×10﹣3 | 2.70×10﹣3 | 2.70×10﹣3 |
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
(1)前2s内的平均反应速率υ(N2)= , CO的平衡转化率为 . (结果均保留两位有效数字)
(2)写出该反应的平衡常数K的表达式 .
(3)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是 .
A.选用更有效的催化剂
B.升高反应体系的温度
C.降低反应体系的温度
D.缩小容器的体积
(4)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率.某同学设计了三组实验,实验条件已经填在下面实验设计表中.
实验 | T(℃) | NO初始浓度 | CO初始浓度 | 催化剂的比表面积(m2/g) |
Ⅰ | 280 | 1.20×10﹣3 | 5.80×10﹣3 | 82 |
Ⅱ | 280 | 1.20×10﹣3 | 5.80×10﹣3 | 124 |
Ⅲ | 350 | 1.20×10﹣3 | 5.80×10﹣3 | 124 |
①以上三组实验的实验目的是 .
②请在给出的坐标图中,画出上表中的第三个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图 . ![]()
【题目】氨气在工农业生产和国防科技中有着重要应用,科研工作者对其进行者广泛研究。回答:
(1)某课题组实现了在常湿常压下,以氮气和液态水为原料制备氨气同时有氧气生成。
已知,在一定温度和压强下,由最稳定的单质生成1mol纯物质的热效应,称为该物质的生成热(△H)。常温常压下、相关物质的生成热如下表所示:
物质 | NH3(s) | H20(1) |
△H/ kJ·mo1-1 | -46 | -242 |
上述合成氨反应的热化学方程式为______________________。
(2)利用生物电池,以H2、N2为原料合成氨的装置如下图所示。
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Q、R均为催化剂,据到示判断,负极反应的催化剂为___(填“Q”或“R”);正极的电极反应式为_______________。
(3)氨气是工业制硝酸的主要原料之一,催化氧化步骤中发生的主要反应如下:
I.4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g)△H=-906kJ/mol
II.4NH3(g)+3O2(g)
2N2(g)+ 6H2O(g)△H=-126kJ/mol
将固定比例NH3和O2的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器,反应产率与温度的关系如图1所示。
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①催化氧化步骤中,最适宜的温度为____(填“T1”或“T2”)。
②低于T1℃时,NO的产率较低的原因为_____。
③高于T2℃时,NO的产率降低的可能原因为_____(填选项字母)
A.催化剂活性降低 B.平衡常数减小 C.反应活化能增大 D.氨气溶于水
④T2℃(T1>T2)时,向20L恒容密闭容器中充入2molNH3和2.75mo1O2,发生反应I.反应过程中各物质的物质的量的随时间(t)变化关系如图2所示。T2℃时,该反应的平衡常数K=_____;5min时,改变了某一外界条件,所改变的条件可能为__________。
【题目】铋(Bi)与氮同族,氯氧化铋(BiOCl)广泛用于彩釉调料、塑料助剂、油漆调色、生产金属铋等。一种用火法炼铜过程产生的铜转炉烟尘(除含铋的化合物之外,还有CuSO4、ZnSO4、CuS、Fe2O3、PbSO4及As2O3)制备高纯氯氧化铋的工艺流程如下:
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请回答:
(1)Bi位于第六周期,其原子结构示意图为__________________________________。
(2)向“酸浸”所得浸液中加入Zn粉,充分反应后过滤,从溶液中获得ZnSO4·7H2O的操作为__________、过滤、洗涤、干燥。
(3)“浸铜”时,有单质硫生成,其离子方程式为____________________________。
(4)“浸铋”时,温度升高,铋的浸出率降低,其原因为____________________________。
(5)“除铅、砷”时,可以采用以下两种方法。
①加入改性HAP。浸液1与HAP的液固比(L/S)与铅、砷去除率以及后续沉铋量的关系如下表:
L/S | 125:1 | 50:1 | 25:1 | 15:1 |
Pb2+去除率/% | 84.86 | 94.15 | 95.40 | 96.83 |
As3+去除率/% | 98.79 | 98.92 | 98.34 | 99.05 |
m(沉铋)/g | 2.34 | 2.33 | 2.05 | 1.98 |
实验中应采用的L/S=_________________________。
②铁盐氧化法,向浸液1中加入Fe2(SO4)3,并调节pH,生成FeAsO4沉淀。欲使溶液中c(AsO42-)<10-9mol/L且不产生Fe(OH)3沉淀,应控制pH的范围为__________。
已知:1g2=0.3:;FeAsO4、Fe(OH)3的Ksp分别为5×10-23、4×10-38。
(6)“沉铋“时需控制溶液的pH=3.0,此时BiCl3发生反应的化学方程式为___________________。
【题目】甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料.工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇.已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如表所示:
化学反应 | 平衡 | 温度/℃ | |
500 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) | K1 | 2.5 | 0.15 |
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) | K2 | 1.0 | 2.50 |
③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) | K3 | ||
(1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=(用K1、K2表示).500℃时测得反应③在某时刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(molL﹣1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15,则此时v正v逆(填“>”、“=”或“<”).
(2)对于反应③,在相同温度和容积不变时,能说明该反应已达平衡状态的是
A.n(CO2):n(H2):n(CH3OH):n(H2O)=1:3:1:1
B.容器内压强保持不变
C.H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3:1
D.容器内的密度保持不变.