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B.
C.使用催化剂不仅能加快反应速率,而且可以让不可能发生的反应发生,如利用催化技术处理汽车尾气:2CO+2NO====2CO2+N2
D.化学反应的本质是旧键断裂,新键生成,如图可知反应的能量变化由旧键断裂释放的能量和新键形成吸收的能量大小决定
(1)硫酸生产中,SO2催化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g),反应过程的能量变化如图所示.
①图中A表示
②该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5对图中E的大小有何影响?
③在一定条件下,将0.100molSO2(g)和0.060molO2(g)放入容积为2L的密闭容器中,反应达到平衡时,测得c(SO3)=0.04mol/L.则该条件下反应的平衡常数K=
(2)一定条件下,氢气与一氧化碳按一定比例可生成洁净能源甲醇(CH3OH),则:
①n(H2):n(CO)=
②甲醇高效燃料电池是以CH3OH为燃料,O2为氧化剂,KOH为电解质组成.该电池放电时,负极反应式为:
(3)汽车尾气是城市空气的污染源之一,治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂),它的特点是使CO和NO反应,生成可参与大气生态循环的无毒气体.
①写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式:
②用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染.例如:
CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△=-574kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△=-1160kJ/mol
若用标准状况下6.72LCH4还原NO2到N2,整个过程中转移电子总数为
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)
![]()
(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 。
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| 催化剂 |
| T(℃) | 0 | 50 | 100 |
| K | 0.5 | 1.05 | 2.56 |
(1)若把化学方程式写为NO+CO
| 催化剂 |
| 1 |
| 2 |
(2)上述反应达到化学平衡后,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
(3)若上述反应在容积不变的密闭容器中进行,该可逆反应达到平衡的标志是
A.气体的密度不再变化
B.单位时间内消耗的CO与生成的CO2的物质的量之比为1:1
C.气体的压强不再变化
D.各气体的浓度相等
(4)某温度下,将0.02mol的NO和0.02mol的CO的混合气体充入一装有催化剂的容器中,充分反应后,测得混合气体中CO的体积分数为0.125,则CO的转化率为
| 催化剂 |
| 时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| c(NO)(mol/L) | 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)(mol/L) | 3.60×10-3 | 3.05×10-3 | 2.85×10-3 | 2.75×10-3 | 2.70×10-3 | 2.70×10-3 |
(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的△H
(2)前2s内的平均反应速率υ(N2)=
(3)在该温度下,反应的平衡常数表达式K=
| c(N2)c2(CO2) |
| c2(NO)c2(CO) |
| c(N2)c2(CO2) |
| c2(NO)c2(CO) |
A.升高温度 B.降低温度 C.增大体系压强 D.减小体系压强
E.增大反应物浓度 F.减小反应物浓度 G.减小生成物浓度 H.选择新的催化剂
(4)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
(5)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.为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中.
| 实验 编号 |
T(℃) | NO初始浓度 (mol/L) |
CO初始浓度 (mol/L) |
催化剂的比表面积(m2/g) |
| Ⅰ | 280 | 1.20×10-3 | 5.80×10-3 | 82 |
| Ⅱ | 280 280 |
1.20×10-3 1.20×10-3 |
1.20×10-3 1.20×10-3 |
124 |
| Ⅲ | 350 | 5.80×10-3 5.80×10-3 |
5.80×10-3 5.80×10-3 |
124 |