氮氧化物是空气的主要污染物之一,研究氮氧化物的性质对于防治空气污染有重要意义。回答下列问题:
(1)已知:NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H=-200.9kJ·mol-1
NO(g)+1/2O2(g)=NO2(g) △H=-58.2kJ·mol-1
写出NO与臭氧(O3)反应生成NO2的热化学方程式______________________。
(2)温度为T1时,在三个容积均为1L的密闭容器中仅发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H<0
实验测得:v正=v(NO)消耗= 2v(O2) 消耗= k正c2(NO)·c(O2),v逆=v(NO2) 消耗= k逆c2 (NO2),k正、k逆为速率常数,受温度影响。
①温度为T1时, k正/k逆=___________;当温度升高为T2时,k正、k逆分别增大m倍和n倍,则m___________n(填“>”、“<“或“=”)。
②若容器Ⅱ中达到平衡时 c(NO2)/c(NO)=1,则NO的转化率为___________,x=___________。
③容器Ⅲ中起始时v正___________v逆(填“>”、“<”或“=”),理由是___________。
④T1时,在1L密闭容器中按照一定比例充入NO(g)和O2(g),达到平衡时NO2(g)的体积分数Φ(NO2)随n(NO)/n(O2)的变化如图所示,则A、B、C三点中NO的转化率最大的是___________;当n(NO)/n(O2)=2.3时,达到平衡时Φ(NO2)可能是D、E、F三点中的___________。
高三化学综合题困难题
氮氧化物是空气的主要污染物之一,研究氮氧化物的性质对于防治空气污染有重要意义。回答下列问题:
(1)已知:NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H=-200.9kJ·mol-1
NO(g)+1/2O2(g)=NO2(g) △H=-58.2kJ·mol-1
写出NO与臭氧(O3)反应生成NO2的热化学方程式______________________。
(2)温度为T1时,在三个容积均为1L的密闭容器中仅发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H<0
实验测得:v正=v(NO)消耗= 2v(O2) 消耗= k正c2(NO)·c(O2),v逆=v(NO2) 消耗= k逆c2 (NO2),k正、k逆为速率常数,受温度影响。
①温度为T1时, k正/k逆=___________;当温度升高为T2时,k正、k逆分别增大m倍和n倍,则m___________n(填“>”、“<“或“=”)。
②若容器Ⅱ中达到平衡时 c(NO2)/c(NO)=1,则NO的转化率为___________,x=___________。
③容器Ⅲ中起始时v正___________v逆(填“>”、“<”或“=”),理由是___________。
④T1时,在1L密闭容器中按照一定比例充入NO(g)和O2(g),达到平衡时NO2(g)的体积分数Φ(NO2)随n(NO)/n(O2)的变化如图所示,则A、B、C三点中NO的转化率最大的是___________;当n(NO)/n(O2)=2.3时,达到平衡时Φ(NO2)可能是D、E、F三点中的___________。
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氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理,对于消除环境污染有重要意义。回答下列问题:
(1)已知2NO(g) +O2(g)-2NO2(g) △H的反应历程分两步:
①2NO( g )N2O2 (g)( 快 ) △H1<0,v1正=k1正c2(NO),v1逆=k1逆c2(N2O2)
②N2O2 (g)+ O2 (g) 2NO2(g)(慢) △H2<0,v2正=k2正c2(N2O2)•c(O2),v2逆=k2逆c2(NO2)
比较反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小: E1__ E2 (填“>”、“<”或“=”) 其判断理由是__________;2NO(g) +O2(g)2NO2(g) 的平衡常数K与上述反应速率常数k1正、k1逆、k2正、 k2逆的关系式为_______;已知反应速率常数k随温度升高而增大,若升高温度后k2正、 k2逆分别增大a倍和b倍,则a____b (填“>”、“<”或“=”);一定条件下,2NO (g)+O2(g) 2NO2 (g)达平衡后,升高到某温度,再达平衡后v2正较原平衡减小,根据上述速率方程分析,合理的解释是_________________。
(2)①以乙烯(C2H4)作为还原剂脱硝(NO),其脱硝机理如左下图所示,若反应中n(NO): n(O2) =2 :1,则总反应的化学方程式为_______________;脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数) 的关系如右下图,为达到最佳脱硝效果,应采用的条件是________________。
②用NO可直接催化NO分解生成N2、O2,将其反应机理补充完整(Vo代表氧空穴):
2Ni2++2Vo+2NO→2Ni3++2O-+N2 2O-→O2-+1/2O2+Vo ______________
(3)电解NO可制备NH4NO3,其工作原理如图所示,阴极的电极反应式为______________。
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氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理,对于消除环境污染有重要意义。回答下列问题:
(1)已知2NO(g) +O2(g)-2NO2(g) △H的反应历程分两步:
①2NO( g )N2O2 (g)( 快 ) △H1<0,v1正=k1正c2(NO),v1逆=k1逆c2(N2O2)
②N2O2 (g)+ O2 (g) 2NO2(g)(慢) △H2<0,v2正=k2正c2(N2O2)•c(O2),v2逆=k2逆c2(NO2)
比较反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小: E1__ E2 (填“>”、“<”或“=”) 其判断理由是__________;2NO(g) +O2(g)2NO2(g) 的平衡常数K与上述反应速率常数k1正、k1逆、k2正、 k2逆的关系式为_______;已知反应速率常数k随温度升高而增大,若升高温度后k2正、 k2逆分别增大a倍和b倍,则a____b (填“>”、“<”或“=”);一定条件下,2NO (g)+O2(g) 2NO2 (g)达平衡后,升高到某温度,再达平衡后v2正较原平衡减小,根据上述速率方程分析,合理的解释是_________________。
(2)①以乙烯(C2H4)作为还原剂脱硝(NO),其脱硝机理如左下图所示,若反应中n(NO): n(O2) =2 :1,则总反应的化学方程式为_______________;脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数) 的关系如右下图,为达到最佳脱硝效果,应采用的条件是________________。
②用NO可直接催化NO分解生成N2、O2,将其反应机理补充完整(Vo代表氧空穴):
2Ni2++2Vo+2NO→2Ni3++2O-+N2 2O-→O2-+1/2O2+Vo ______________
(3)电解NO可制备NH4NO3,其工作原理如图所示,阴极的电极反应式为______________。
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氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理,对于消除环境污染有重要意义。回答下列问题:
(1)已知2NO(g) +O2(g)-2NO2(g) △H的反应历程分两步:
①2NO( g )N2O2 (g)( 快 ) △H1<0,v1正=k1正c2(NO),v1逆=k1逆c2(N2O2)
②N2O2 (g)+ O2 (g) 2NO2(g)(慢) △H2<0,v2正=k2正c2(N2O2)•c(O2),v2逆=k2逆c2(NO2)
比较反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小: E1__ E2 (填“>”、“<”或“=”) 其判断理由是__________;2NO(g) +O2(g)2NO2(g) 的平衡常数K与上述反应速率常数k1正、k1逆、k2正、 k2逆的关系式为_______;已知反应速率常数k随温度升高而增大,若升高温度后k2正、 k2逆分别增大a倍和b倍,则a____b (填“>”、“<”或“=”);一定条件下,2NO (g)+O2(g) 2NO2 (g)达平衡后,升高到某温度,再达平衡后v2正较原平衡减小,根据上述速率方程分析,合理的解释是_________________。
(2)①以乙烯(C2H4)作为还原剂脱硝(NO),其脱硝机理如左下图所示,若反应中n(NO): n(O2) =2 :1,则总反应的化学方程式为_______________;脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数) 的关系如右下图,为达到最佳脱硝效果,应采用的条件是________________。
②用NO可直接催化NO分解生成N2、O2,将其反应机理补充完整(Vo代表氧空穴):
2Ni2++2Vo+2NO→2Ni3++2O-+N2 2O-→O2-+1/2O2+Vo ______________
(3)电解NO可制备NH4NO3,其工作原理如图所示,阴极的电极反应式为______________。
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氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理,对于消除环境污染有重要意义。回答下列问题:
(1)已知2NO(g)+O2(g)-2NO2(g)△H的反应历程分两步:
①2NO(g)N2O2(g)(快) △H1<0,v1正=k1正c2(NO),v1逆=k1逆c2(N2O2)
②N2O2(g)+ O2(g) 2NO2(g)(慢) △H2<0,v2正=k2正c2(N2O2)•c(O2),v2逆=k2逆c2(NO2)
比较反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小: E1__ E2 (填“>”、“<”或“=”) 其判断理由是__________;2NO(g)+O2(g)2NO2(g) 的平衡常数K与上述反应速率常数k1正、k1逆、k2正、 k2逆的关系式为_______;已知反应速率常数k随温度升高而增大,若升高温度后k2正、 k2逆分别增大a倍和b倍,则a____b (填“>”、“<”或“=”);一定条件下,2NO (g)+O2(g) 2NO2 (g)达平衡后,升高到某温度,再达平衡后v2正较原平衡减小,根据上述速率方程分析,合理的解释是_________________。
(2)①以乙烯(C2H4)作为还原剂脱硝(NO),其脱硝机理如左下图所示,若反应中n(NO):n(O2) =2:1,则总反应的化学方程式为_______________;脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数) 的关系如右下图,为达到最佳脱硝效果,应采用的条件是________________。
②用NO可直接催化NO分解生成N2、O2,将其反应机理补充完整(Vo代表氧空穴):
2Ni2++2Vo+2NO→2Ni3++2O-+N2 2O-→+O2-+1/2O2+V。______________
(3)电解NO可制备NH4NO3,其工作原理如右图所示,阴极的电极反应式为______________。
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近年来雾霾天气经常出现,研究雾霾成因和治理是当前环保的重要话题。汽车尾气和燃煤是造成空气污染的原因之一。因此研究氮氧化物的反应机理,对消除和防治环境污染有重要意义。
(1)①对于2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-665kJ/mol的反应分三步完成:
a:2NO(g)=N2O2(g)(快)
b:N2O2(g)+H2(g)=N2O(g)+H2O(g)(慢)
c:N2O(g)+H2(g)=N2(g)+H2O(g)(快)
决定此总反应速率的是第步的反应___(填序号)。
②已知:H2(g)+CO2(g)=H2O(g)+CO(g) △H=+41kJ/mol
汽车尾气的净化原理主要是用催化剂把NO与CO反应转化为两种对大气无污染的气体,试写出该反应的热化学方程式:___。
(2)升高温度能让绝大多数的化学反应加快反应速率,但是研究发现2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H<0存在一些特殊现象。现有某化学小组通过实验测得不同温度下该反应速率常数k(代表反应速率的一个常数)的数值如表:
T(K) | k | T(K) | k | T(K) | k |
143 | 1.48×105 | 273 | 1.04×104 | 514 | 3.00×103 |
195 | 2.58×104 | 333 | 5.50×103 | 613 | 2.80×103 |
254 | 1.30×104 | 414 | 4.00×103 | 663 | 2.50×103 |
由实验数据测到v正与c(O2)的关系如图1所示,当x点升高到某一温度时,反应重新达到平衡,则变为相应的点为___点(填字母),并解析原因:
①___
②___
(3)NOx的排放主要来自于汽车尾气,包含NO2和NO,有人得出用活性炭对NOx进行吸收,发生如下反应:
反应a:C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g) △H=-34.0kJ/mol
反应b:2C(s)+2NO2(g)⇌N2(g)+2CO2(g) △H=-64.2kJ/mol
对于反应a,在T1℃时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如表:
时间(min) 浓度(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
①0〜10min内,NO的平均反应速率v(NO)=___,当升高反应温度,该反应的平衡常数K___(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
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)。
a.加入一定量的活性炭 b.通入一定量的NO
c.适当缩小容器的体积 d.加入合适的催化剂
(4)实验室模拟反应2C(s)+2NO2(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=-64.2kJ/mol,在密闭容器中加入一定量的碳和NO2,维持温度是T2℃,如图2为不同压强下反应b经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图。
①请从动力学角度分析,1050kPa前,反应b中NO2转化率随着压强增大而增大的原因___;
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp);在T2℃、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数___(用计算表达式表示,不必化简);已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。
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氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理对于消除环境污染有重要意义。回答下列问题:
(1)已知:2NO2(g)= N2O4(g) △H=-55.3kJ/mol
N2O5(g)=2NO2(g)+O2(g) △H=+53.1 kJ/mol
则:N2O5(g)=N2O4(g)+O2(g) △H=___________ kJ/mol
(2)以乙烯(C2H4)作为还原剂脱硝(NO),脱硝机理如图1。若反应中n(NO)︰n(O2)=2︰1,则总反应的化学方程式为___________;脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图2,为达到最佳脱硝效果,应采用的条件是___________。
(3)T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H<0。实验测得:υ正=υ(NO)消耗=2υ(O2)消耗=k正c2(NO)·c(O2),υ逆=(NO2) 消耗=k逆c2(NO2),k正、k逆为速率常数只受温度影响。不同时刻测得容器中n(NO)、n(O2)如表:
①从0~2s内该反应的平均速率υ(NO)=___________mol/(L·s)。
②T1温度时化学平衡常数K=___________ L/mol。 (结果保留3位有效数字)。
③化学平衡常数K与速率常数k正、k逆的数学关系是K=___________。若将容器的温度改变为T2时其k正=k逆,则T2___________T1(填“>”、“<”或“=")。
④已知2NO(g)+O2(g)2NO2的反应历程为:
第一步NO+NON2O2 快速反应 第二步N2O2+O2→2NO2 慢反应
下列叙述正确的是___________(填标号)。
A. υ(第一步的正反应)< υ(第二步的反应) B.总反应快慢由第二步决定
C.第二步的活化能比第一步的高 D.第二步中N2O2与O2的碰撞100%有效
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氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理,对于消除环境污染有重要意义。请回答下列问题:
(1)已知:H2的燃烧热△H为-285.8kJ/mol。
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+133 kJ/mol
H2O(g)=H2O(1) △H=-44 kJ/mol
则H2和NO2反应生成两种无污染的气体的热化学反应方程式为______________________。
(2)一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入0.40molN2O4,发生反应:N2O4(g)2NO2(g),一段时间后达到平衡,测得数据如下:
时间/s | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
c(NO2)/(mol/L) | 0.12 | 0.20 | 0.26 | 0.30 | 0.30 |
①0~40s内,v(NO2)=___________。
②升高温度时,气体颜色加深,则上述反应是___________(填“放热”或“吸热”)反应。
③该温度下反应的化学平衡常数K=___________。
④相同温度下,若开始向该容器中充入0.80molN2O4,则达到平衡后c(NO2)___________(填“>”=”或”<”)0.60mol/L
(3)已知2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H的反应历程分两步:
①2NO(g)N2O2(g)(快) △H1<0,v1正=k1正c2(NO),v1逆=k1逆c(N2O2)
②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢) △H2<O,v2正=k2正c (N2O2)·c(O2),v2逆=k2逆c 2(NO2)
比较反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小:E1___________E2(填“>”“<”或“=”),其判断理由是____________________;2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常数K与上述反应速率常数k1正、k1逆、k2正、k2逆的关系式为______________________。
(4)N2O5是绿色硝化试剂,溶于水可得硝酸。下图是以N2O4为原料电解制备N2O的装置。写出阳极区生成N2O5的电极反应式(注意阳极区为无水环境,HNO3亦无法电离): _________________________________。
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空气质量评价的主要污染物为PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3、CO等物质。研究脱硝(除NOx)技术和脱硫(除SO2)技术都是环境科学研究的热点,对于消除环境污染有重要意义。
(1)已知催化剂存在的条件下H2可以将NO还原为N2。下图是一定条件下H2还原NO生成N2和1 mol水蒸气的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式__________________ 。(ΔH用E1、E2、E3表示)
(2)升高温度绝大多数的化学反应速率增大,但是2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的速率却随着温度的升高而减小。某化学小组为研究该特殊现象的实质原因,查阅资料知2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的反应历程分两步:
I.2NO(g)⇌N2O2(g)(快); v1正=k1正.c2(NO); v1逆=k1逆.c(N2O2) △H1<0
II.N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g)(慢); v2正=k2正.c(N2O2)c(O2); v2逆=k2逆.c2(NO2) △H2<0
请回答下列问题:
①一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)达到平衡状态,请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K=__________________。
②决定2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)速率的是反应 II,反应 I的活化能E1与反应 II的活化能E2的大小关系为E1___E2(填“>”、“<”或“=”)。根据速率方程分析,升高温度该反应速率减小的原因是___。
A.k2正增大,c(N2O2)增大
B.k2正减小,c(N2O2)减小
C.k2正增大,c(N2O2)减小
D.k2正减小,c(N2O2)增大
③由实验数据得到v2正~c(O2)的关系可用图表示。当x点升高到某一温度时,反应重新达到平衡,则变为相应的点为____(填字母)。
(3)我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展,利用如图装置可发生反应:H2S+O2=H2O2+S↓。
已知甲池中发生的反应为:
①装置中H+从__________ 移向__________(填“甲池”或“乙池”)。
②乙池溶液中发生的反应为______________________________________。
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空气质量评价的主要污染物为PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3、CO等物质。研究脱硝(除NOx)技术和脱硫(除SO2)技术都是环境科学研究的热点,对于消除环境污染有重要意义。
(1)已知催化剂存在的条件下H2可以将NO还原为N2。下图是一定条件下H2还原NO生成N2和1 mol水蒸气的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式__________________ 。(ΔH用E1、E2、E3表示)
(2)升高温度绝大多数的化学反应速率增大,但是2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的速率却随着温度的升高而减小。某化学小组为研究该特殊现象的实质原因,查阅资料知2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的反应历程分两步:
I.2NO(g)⇌N2O2(g)(快); v1正=k1正.c2(NO); v1逆=k1逆.c(N2O2) △H1<0
II.N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g)(慢); v2正=k2正.c(N2O2)c(O2); v2逆=k2逆.c2(NO2) △H2<0
请回答下列问题:
①一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)达到平衡状态,请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K=__________________。
②决定2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)速率的是反应 II,反应 I的活化能E1与反应 II的活化能E2的大小关系为E1___E2(填“>”、“<”或“=”)。根据速率方程分析,升高温度该反应速率减小的原因是___。
A.k2正增大,c(N2O2)增大
B.k2正减小,c(N2O2)减小
C.k2正增大,c(N2O2)减小
D.k2正减小,c(N2O2)增大
③由实验数据得到v2正~c(O2)的关系可用图表示。当x点升高到某一温度时,反应重新达到平衡,则变为相应的点为____(填字母)。
(3)我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展,利用如图装置可发生反应:H2S+O2=H2O2+S↓。
已知甲池中发生的反应为:
①装置中H+从__________ 移向__________(填“甲池”或“乙池”)。
②乙池溶液中发生的反应为______________________________________。
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