我國科學(xué)家在“催化劑表面H2還原NO反應(yīng)”的研究取得重大突破,這對消除NO的污染有重要意義。回答下列問題:
(1)N2、H2與氧氣反應(yīng)的能量變化如圖1、圖2所示:寫出H2還原NO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 2H2(g)+2NO(g)?N2(g)+2H2O(g)△H=-592.1 kJ/mol2H2(g)+2NO(g)?N2(g)+2H2O(g)△H=-592.1 kJ/mol。
(2)為測定c(H2)、c(NO)與反應(yīng)2NO(g)+2H2(g)?N2(g)+2H2O(g)的關(guān)系,興趣小組同學(xué)在T℃,體積為1L的密閉容器中進(jìn)行實驗,獲得如下實驗數(shù)據(jù):
實驗編號 | 起始濃度c/(mol?L-1) | 生成N2的起始反應(yīng)速率v/(mol?L-1?s-1) | |
NO | H2 | ||
a | 6.00×10-3 | 1.00×10-3 | 3.18×10-3 |
b | 6.00×10-3 | 2.00×10-3 | 6.36×10-3 |
c | 1.00×10-3 | 6.00×10-3 | 0.53×10-3 |
d | 3.00×10-3 | 6.00×10-3 | 4.77×10-3 |
υ=k?c(H2)?c2(NO)
υ=k?c(H2)?c2(NO)
。(速率常數(shù)用k表示,不必求出k值)②實驗d測得體系的總壓強(qiáng)p隨時間t的變化如表所示:
t/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
P/kPa | 36 | 33.8 | 32 | 30.4 | 30.4 |
16
16
kPa,v=3.53×10-4
3.53×10-4
mol?L-1?s-1(速率常數(shù)k=8.83×104mol-2?L-1?s-1,計算結(jié)果保留2位小數(shù))。(2)研究表明,催化劑表面反應(yīng)2NO(g)+2H2(g)?N2(g)+2H2O(g)發(fā)生的同時還發(fā)生2NO(g)+H2(g)?N2O(g)+H2O(g);反應(yīng)溫度、H2和NO的初始物質(zhì)的量之比均對NO的有效去除率(NO轉(zhuǎn)化為N2)造成較大影響。
在體積均為1L的三個密閉容器中按表所示關(guān)系加入H2和NO,在催化劑表面發(fā)生反應(yīng),實驗測得不同溫度時N2在NO(g)、N2O、N2三種混合氣體中的平衡體積分?jǐn)?shù)如圖3所示。
甲 | 乙 | 丙 | |
n(H2)/(mol) | 1 | 2 | 3 |
n(NO)/(mol) | 1 | 1 | 1 |
250℃
250℃
。②在200℃,丙容器中的H2(g)和NO(g)發(fā)生反應(yīng),測得體系的平衡壓強(qiáng)與起始壓強(qiáng)之比為3.52:4,則NO的有效去除率為
83.2%
83.2%
。【考點】化學(xué)平衡的計算;熱化學(xué)方程式.
【答案】2H2(g)+2NO(g)?N2(g)+2H2O(g)△H=-592.1 kJ/mol;υ=k?c(H2)?c2(NO);16;3.53×10-4;250℃;83.2%
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:42引用:3難度:0.4
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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( ?。?/h2>發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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