(本题共8分)
NO和CO都是有毒的气体,利用催化技术能够将它们转变成无毒的CO2和N2。一定量的NO和CO进行如下反应:2NO+2CO2CO2+N2,其部分化学平衡常数如下表:
T(℃) | 0 | 50 | 100 |
K | 0.5 | 1.05 | 2.56 |
根据题意回答(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
1.若把化学方程式写为NO+COCO2+1/2N2,则100℃时,K的值=________。
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0.02 mol的NO和0.02 mol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________。
高三化学填空题简单题
(本题共8分)
NO和CO都是有毒的气体,利用催化技术能够将它们转变成无毒的CO2和N2。一定量的NO和CO进行如下反应:2NO+2CO2CO2+N2,其部分化学平衡常数如下表:
T(℃) | 0 | 50 | 100 |
K | 0.5 | 1.05 | 2.56 |
根据题意回答(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
1.若把化学方程式写为NO+COCO2+1/2N2,则100℃时,K的值=________。
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0.02 mol的NO和0.02 mol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________。
高三化学填空题简单题查看答案及解析
汽车尾气排放的NO和CO都是有毒的气体,科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成无毒的CO2和N2,减少污染。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.0 kJ/mol
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221.0 kJ/mol
2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H=-787.0 kJ/mol
则尾气转化反应:2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=
。
(2)对于反应2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g),为了测定
在某种催化剂作用下的
反应速率,用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO)/×10-4 mol/L | 3.00 | 2.25 | 1.75 | 1.36 | 1.00 | 1.00 |
c(CO)/×10-4 mol/L | 4.00 | 3.25 | 2.75 | 2.36 | 2.00 | 2.00 |
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(CO2)= mol/(L•s)。
②在该温度下,反应的平衡常数K= 。
(3)假设在恒容密闭容器中发生上述反应,下列有关说法正确的是 。
A.选用更有效的催化剂能提高尾气的转化率
B.升高反应体系的温度能提高反应速率, 提高尾气的转化率
C.相同温度下,若NO和CO的起始浓度分别为1.50×10-4 mol/L和2.00×10-4 mol/L,平衡时N2的体积分数比原平衡体系中N2的体积分数低
D.单位时间内消耗NO的物质的量等于生成CO2的物质的量时即达平衡状态
(4)用尾气NO2为原料可制新型硝化剂N2O5,原理:先将NO2转化为N2O4,再采用电解法制备N2O5,装置如右图所示则电源b极是__________极(填“正”“负”),生成N2O5电极反应式为 ,电解一段时间后硝酸溶液的pH (填“增大”“减小”“不变”)。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
汽车尾气中的NOx是大气污染物之一,科学家们在尝试用更科学的方法将NOx转化成无毒物质,从而减少汽车尾气污染。
(1)压缩天然气(CNG)汽车的优点之一是利用催化技术能够将NOx转变成无毒的CO2和N2。
①CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1<0
②CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2<0
③CH4(g) +2NO2(g) N2(g) +CO2(g) +2H2O(g) △H3= 。(用△H1和△H2表示)
(2)在恒压下,将CH4(g)和NO2(g)置于密闭容器中发生化学反应③,在不同温度、不同投料比时,NO2的平衡转化率见下表:
投料比[n(NO2) / n(CH4)] | 400 K | 500 K | 600 K |
1 | 60% | 43% | 28% |
2 | 45% | 33% | 20% |
①写出该反应平衡常数的表达式K= 。
②若温度不变,提高[n(NO2) / n(CH4)]投料比,则K将 。(填“增大”、“减小”或“不变”。)
③400 K时,将投料比为1的NO2和CH4的混合气体共0.04 mol,充入一装有催化剂的容器中,充分反应后,平衡时NO2的体积分数 。
(3)连续自动监测氮氧化物(NOx)的仪器动态库仑仪的工作原理示意图如图1
图1 图2
①NiO电极上NO发生的电极反应式: 。
②收集某汽车尾气经测量NOx的含量为1.12%(体积分数),若用甲烷将其完全转化为无害气体,处理1×104L(标准状况下)该尾气需要甲烷30g,则尾气中V(NO)︰V(NO2)=
(4)在容积相同的两个密闭容器内 (装有等量的某种催化剂) 先各通入等量的CH4,然后再分别充入等量的NO和NO2。在不同温度下,同时分别发生②③两个反应:并在t秒时测定其中NOx转化率,绘得图象如图2所示:
①从图中可以得出的结论是
结论一:相同温度下NO转化效率比NO2的低
结论二:在250℃-450℃时,NOx转化率随温度升高而增大,450℃-600℃时NOx转化率随温度升高而减小
结论二的原因是
②在上述NO2和CH4反应中,提高NO2转化率的措施有_________。(填编号)
A.改用高效催化剂 B.降低温度 C.分离出H2O(g) D.增大压强
E.增加原催化剂的表面积 F.减小投料比[n(NO2) / n(CH4)]
高三化学填空题极难题查看答案及解析
目前正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+2CO2CO2+N2+Q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浓度如下表
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO)/mol·L-1 | 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-1 | 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v(N2)=____________;
(2)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CO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)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;请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。
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 | __________ | __________ | __________ | 124 |
Ⅲ | 350 | ________ | ____________ | 124 |
(4)请画出题表中的三个实验条件下混合气体中CO浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明各条曲线的实验编号。______________
(5)消除一氧化氮可以用在水的存在下通入氧气加以除去。现将标准状况下的一试管一氧化氮气体倒置于水中,慢慢通入氧气,溶液充满整个试管,若不考虑溶质的扩散,则试管内稀硝酸的浓度为_________mol/L;若继续通入氧气,将试管内溶液排除一半,则剩余稀硝酸的浓度为__________mol/L。
(6)利用氨气的还原性也可以除去氮氧化合物(NOx),当氨气与NOx等物质的量恰好反应生成氮气和水,则x=_________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
汽车尾气排放的CO、NOx等气体是大气污染的主要来源,NOx也是雾天气的主要成因之一。
(1)科学家研究利用催化技术将尾气中有害的NO和CO转变成无毒的气体,其热化学方程式为:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) △H1=-746.5kJ·mol—1
已知:2C(s)+O2(g)2CO(g) △H2=-221.0kJ・mol—1
CO2(g)C(s)+O2(g) △H3=+393.5kJ・mol—1
①C(s)的然烧热(△H)为_____________。
②NO(g)分解成两种气体单质的热化学方程式为_____________。
(2)一定温度下,向初始容积均为2L的A、B、C三个容器中,均投入5 mol CO气体和4 mol NO气体发生如下反应:2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g)
①上图表示该反应中NO的平衡转化率()随温度、压强变化的示意图,则X代表的物理量是______,Y1_ Yz(填“>”或“<”)
②反应过程中,A容器中保持恒温恒压,B容器中保持恒温恒容,C容器中保持绝热恒容。下列说法错误的是________。
a.B、C两个容器中反应达到平衡所用的时长为:tB>tC
b.3个容器中NO的平衡转化率的大小顺序为>
>
c.当A容器内气体平均摩尔质量不变时,说明该反应处于化学平衡状态
d.当B容器内气体密度保持不变时,说明该反应处于化学平衡状态
③当B容器中保持平衡时,NO所占体积分数为25%。则相同温度下,A容器中逆反应的平衡常数K=_________(保留两位有效数字)
(3)利用反应NO2+NH3→N2+H2O(未配平)消除用电器NO2的简易装置如图所示。
①a电极上的反应式为_____________。
②常温下,若用该电池电解0.6L,饱和食盐水,一段时间后,测得饱和食盐水pH变为13,则理论上b电极上消耗B气体的体积为_______mL(标准状况;假设电解过程中溶液体积不变)。
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对固体表面的化学过程的研究,有助于理解各种不同的过程。
(1)根据反应:
因此汽车尾气中的CO和NO会自发地生成无毒N2和CO2,但实际上有毒气体仍大量逸散到空气中,原因是: 。
(2)用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。
若1molCH4催化还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为867kJ,则= 。
(3)合成氨铁触媒主要成分是xFeO·yFe2O3,当+2价与+3价铁的物质的量之比为1:2时催化活性最高,以Fe2O3为原料制备上述催化剂,发生反应:。为制得这种活性最高的催化剂,向48gFe2O3粉末中加入恰好反应的炭粉的质量为 g。
(4)探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能。
控制实验条件相同,催化反应器中装载不同的催化剂,将催化反应后的混合气体通过试管溶液(溶液体积、浓度均相同)。为比较不同催化剂的催化性能,需要测量并记录的数据是 ;尾气处理方法是: 。
高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
时间/s | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
c(NO)/mol•L-1 | 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-1 | 3.60×10-3 | 3.05×10-3 | 2.85×10-3 | 2.75×10-3 | 2.70×10-3 | 2.70×10-3 |
高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
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+2CO2CO2+N2
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:
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)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的△H________0(填写“>”、“<”、“ = ”。
(2)前2s内的平均反应速率v (N2) = ___________________。
(3)在该温度下,反应的平衡常数K =________。
(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。
①请在上表格中填入剩余的实验条件数据。
②请在给出的坐标图中,画出上表中的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,并标明各条曲线是实验编号。
高三化学填空题简单题查看答案及解析
时间 | 1 | 2 | 4 | 4 | 5 | |
c(NO) | 10.0 | 4.50 | 2.50 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
c(NO) | 3.60 | 3.05 | 2.85 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
实验编号 | T/℃ | NO初始浓度/mol•L-1 | CO初始浓度/mol•L-1 | 催化剂的比 表面积/m2•g-1 |
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 |
高三化学解答题中等难度题查看答案及解析
汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。
(1)汽车尾气中CO、NO2气体在一定条件下可以发生反应:
4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200 kJ·mol-1
①恒温恒容条件下,不能说明该反应已达到平衡状态的是________(填序号);
A.容器内混合气体颜色不再变化 B.容器内的压强保持不变
C.2v逆(NO2)=v正(N2) D.容器内混合气体密度保持不变
②能使该反应的反应速率增大,且平衡向逆反应方向移动的是________(填序号);
A.及时分离出CO2 B.适当升高温度
C.减小容器体积使体系压强增大 D.选择高效催化剂
③对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图像正确的是________(填序号);
(2)汽车尾气中CO与H2O(g)在一定条件下可以发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0;820 ℃时在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,起始时按照右表进行投料,达到平衡状态时K=1.0。
起始物质的量 | 甲 | 乙 | 丙 |
n(H2O)/mol | 0.10 | 0.20 | 0.20 |
n(CO)/mol | 0.10 | 0.10 | 0.20 |
①该反应的平衡常数表达式为___________;平衡时,甲容器中CO的转化率=________;
②平衡时,比较下列容器中CO的转化率:乙 ________ 甲(填“>”、“=”或“<”,下同);丙 ________ 甲。
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