氮氧化物的排放對環(huán)境造成很大的污染,研究氮氧化物的轉(zhuǎn)化機(jī)理對我們制定保護(hù)環(huán)境的策略有著重大意義。某科研團(tuán)隊在進(jìn)行低溫下消除氮氧化物的機(jī)理研究時,發(fā)現(xiàn)NO在轉(zhuǎn)化過程中存在以下核心歷程:
①e*+NO→N+O+e-ΔH1<0
②NO+N→O+N2 ΔH2>0
③NO+O→NO2 ΔH3<0
(1)當(dāng)反應(yīng)溫度為2.4K時,反應(yīng)最終產(chǎn)物中c(N2)=7c(NO2),若使最終反應(yīng)產(chǎn)物中c(N2)c(NO2)<7,則溫度T應(yīng)該 小于小于-270.6℃。(填“大于”或“小于”)
(2)工業(yè)上對于電廠煙氣中的氨氧化物進(jìn)行脫硝處理時,通常采用以下反應(yīng)原理:4NH3+5O2?4NO+6H2O;4NH3+4NO+O2?4N2+6H2O,當(dāng)溫度為373℃,壓強(qiáng)為p0情況下,在1L密閉的容器中,通入1molNH3、1molNO、1molO2達(dá)到平衡后測定O2轉(zhuǎn)化率為60%,體系中n(N2):n(O2)=1:1,此時容器中氣體總壓=1.071.07p0(保留3位有效數(shù)字),此時NH3轉(zhuǎn)化率為 80%80%。
(3)101kPa條件下,不同溫度,在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)?4N2(g)+6H2O(g)ΔH<0,隨著投料比不同,NO平衡轉(zhuǎn)化率變化圖象如圖所示,圖中T1<<T2(填“>”,“<”或“=”),NO轉(zhuǎn)化率降低的原因可能是 發(fā)生了反應(yīng)4NH3+5O2?4NO+6H2O發(fā)生了反應(yīng)4NH3+5O2?4NO+6H2O。
(4)科學(xué)家想利用甲烷和氨氧化物設(shè)計一款電池,既能提高能源利用率,又能擺脫氮氧化物的污染,反應(yīng)原理:CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1160kJ?mol-1,酸性介質(zhì)下,該電池正極的電極反應(yīng)式為 4H++2NO+4e-═N2+2H2O4H++2NO+4e-═N2+2H2O。
(5)已知基元反應(yīng)mA+nBkP的速率方程可表示為:v=kcm(A)?cn(B)(k為速率常數(shù),下同)。碰撞理論研究發(fā)現(xiàn),大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)并不是經(jīng)過簡單的碰撞就能完成,往往需經(jīng)過多個反應(yīng)步驟才反應(yīng)過程能實現(xiàn)。用O2氧化N2生成NO的反應(yīng)O2+N2=2NO實際上經(jīng)過兩步基元反應(yīng)完成的:
O2k1k22O(快)
2O+(N2)k32NO(慢)
已知快反應(yīng)近似平衡態(tài)。若在溫度為T℃下,c(O2)=amol?L-1,c(N2)=bmol?L-1。寫出T℃下O2+N2=2NO反應(yīng)的速率方程:v=k1k3abk2k1k3abk2(用含k1、k2、k3、a、b的代數(shù)式表示)。
c
(
N
2
)
c
(
N
O
2
)
k
k
1
k
2
k
3
k
1
k
3
ab
k
2
k
1
k
3
ab
k
2
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計算;原電池與電解池的綜合.
【答案】小于;1.07;80%;<;發(fā)生了反應(yīng)4NH3+5O2?4NO+6H2O;4H++2NO+4e-═N2+2H2O;
k
1
k
3
ab
k
2
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:42引用:2難度:0.4
相似題
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1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下:
Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應(yīng))
Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應(yīng))
(1)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步:
i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應(yīng)速率較快)
ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應(yīng)速率較慢)
①ΔH1=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應(yīng)I速率影響更大,其原因是
(2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對相關(guān)量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應(yīng)選擇800℃的原因是
(3)在800℃時,=n(CO2)n(C2H6),充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應(yīng),初始壓強(qiáng)為P,一段時間達(dá)到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=13
(4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應(yīng):2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時,向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過程中CH4的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)?c2(H2),k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時═k逆k正
(5)我國科學(xué)家使用電化學(xué)的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M(fèi)是電源的
②陽極電極反應(yīng)式是發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6 -
2.一定條件下,可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計算平衡常數(shù)更方便.下列說法不正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7 -
3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2,兩個競爭反應(yīng)化學(xué)方程式如下:
Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應(yīng),相同時間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知:有效轉(zhuǎn)化率=×100%制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量
下列說法不正確的是( )發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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