精英家教網 > 高中化學 > 題目詳情

【題目】當發(fā)動機工作時,反應產生的NO尾氣是主要污染物之一,NO的脫除方法和轉化機理是當前研究的熱點。請回答下列問題:

(1)已知:2NO(g)+O2 (g) =2NO2(g) △H1= -113kJ/mol

6NO2(g)+O3(g)=3N2O5(g) △H2= -227 kJ/mol

4NO2 (g)+O2(g)=2N2O5(g) △H3= -57 kJ/mol

則 2O3(g)= 3O2(g)是_________反應(填“放熱”或“吸熱”),以上 O3氧化脫除氮氧化物的總反應是NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H4_______kJ/mol,最后將NO2_________劑反應轉化為無污染的氣體而脫除。

步驟

反應

活化能

正反應速率方程

逆反應速率方程

I

2NO(g) N2O2(g)(快)

Ea1

II

N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)

Ea2

(2)已知:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反應歷程分兩步:

①表中k1、k2、k3、k4是只隨溫度變化的常數,溫度升高將使其數值_____(填“增大”或“減小”)。

②反應I瞬間建立平衡,因此決定2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)反應速率快慢的是反應II,則反應I與反應II的活化能的大小關系為Ea1____Ea2(填“>”“<”或“=”),請依據有效碰撞理論微觀探析其原因______________________________________________

③一定溫度下,反應2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的速率方程為,則k=_______ (用k1、k2、k3表示)。

(3)將一定量的 NO2放入恒容密閉容器中發(fā)生下列反應:2NO2(g) 2NO(g)+O2(g),測得其平衡轉化率α(NO2)隨溫度變化如圖所示,從 b 點到 a 點降溫平衡將向_____移動。圖中 a點對應溫度下,NO2的起始壓強為 160kPa,該溫度下反應的平衡常數Kp= __________(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數)

【答案】放熱 198 還原 增大 < 活化能低,同條件下單位體積內活化分子數多,有效碰撞幾率大,速率快 108kPa

【解析】

(1) 根據蓋斯定律計算反應熱并判斷反應為放熱還是吸熱反應;根據氧化還原反應規(guī)律,二氧化氮轉化為氮氣,氮元素化合價降低,需要加入還原劑與之反應;

(2) ①溫度升高化學反應速率加快;

②反應I反應速率快,反應II反應速率慢,根據碰撞理論,活化能低,同條件下單位體積內活化分子數多,有效碰撞幾率大,速率快;

③步驟I反應:2NO(g)N2O2(g) ,1正=k1 c2 (NO)1逆=k2 c(N2O2),

步驟II反應:N2O2(g)O2(g) 2NO2(g) ,2正=k3c(N2O2)c(O2)

步驟I反應+步驟II反應得總反應:2NO(g)O2(g) 2NO2(g)

v ×k3c(N2O2)c(O2)=·c2 (NO)·c(O2)= k·c2 (NO)·c(O2);

(3) 根據溫度對化學平衡的影響分析平衡移動方向;列出三段式找出平衡時各組分的平衡分壓,根據Kp= 計算。

(1) 已知: 2NO(g)+O2 (g) =2NO2(g)  △H1=-113kJ/mol

6NO2(g)+O3(g)=3N2O5(g)  △H2=-227 kJ/mol

4NO2 (g)+O2(g)=2N2O5(g)  △H3=-57 kJ/mol

根據蓋斯定律②2-3得④2O3(g)= 3O2(g) H=-283kJ/mol,因△H<0,所以為放熱反應;

根據蓋斯定律(①+④)2NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) H=[(-113kJ/mol+(283kJ/mol)]2=198 kJ/mol 最后將NO2與還原劑反應轉化為無污染的氣體N2而脫除。

故答案為:放熱;-198;還原;

(2) ①溫度升高化學反應速率加快, 所以溫度升高將使k1 k2、 k3 k4值增大;

②反應I反應速率快,反應II反應速率慢。根據碰撞理論,活化能越低,則在相同條件下單位體積內活化分子數越多,有效碰撞幾率就越大,化學反應速率就越快。 因此,反應I與反應II的活化能的大小關系為Ea1< Ea2,

③步驟I反應:2NO(g)N2O2(g) ,1正=k1 c2 (NO)1逆=k2 c(N2O2),

步驟II反應:N2O2(g)O2(g) 2NO2(g) 2正=k3c(N2O2)c(O2),

步驟I反應+步驟II反應得總反應:2NO(g)O2(g) 2NO2(g)

v ×k3c(N2O2)c(O2)=·c2 (NO)·c(O2)= k·c2 (NO)·c(O2),故k =,

故答案為:增大;< ;活化能低,同條件下單位體積內活化分子數多,有效碰撞幾率大,速率快;;

(3) 根據反應2NO(g)+O2 (g) =2NO2(g)  △H1=-113kJ/mol 為放熱反應,

則反應2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)為吸熱反應,從 b 點到 a 點降溫平衡將向左移動。

圖中 a點對應溫度下, NO2的起始壓強為 160kPa, 設起始時NO2的物質的量為a,則

2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)

起始(mol a 0 0

轉化(mol0.6a 0.6a 0.3a

平衡(mol0.4a 0.6a 0.3a

平衡時總物質的量為0.4a+0.6a+0.3a=1.3a,恒溫恒容條件下,壓強之比等于物質的量之比,平衡時總壓強為160kPa=208 kPa,

平衡時NO2、NOO2的平衡分壓分別為208 kPa×=64 kPa、208 kPa×=96 kPa208 kPa×=48kPa,/span>

Kp= ==108kPa

故答案為:左 108kPa。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】已知在1×105 Pa、298 K條件下,2 mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484 kJ熱量,下列熱化學方程式正確的是

A. H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=+242 kJ·mol1

B. 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-484 kJ·mol1

C. H2O(g)===H2(g)+O2(g) ΔH=+242 kJ·mol1

D. 2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=+484 kJ·mol1

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】汽車尾氣排放的CO、NOx等氣體是大氣污染的主要來源,NOx也是霧天氣的主要成因之一。

(1)科學家研究利用催化技術將尾氣中有害的NOCO轉變成無毒的氣體,其熱化學方程式為:2CO(g)2NO(g)2CO2(g)N2(g) H1=-746.5kJ·mol—1

已知:2C(s)O2(g)2CO(g) H2=-221.0kJmol—1

CO2(g)C(s)O2(g) H3=+393.5kJmol—1

C(s)的然燒熱(H)_____________。

NO(g)分解成兩種氣體單質的熱化學方程式為_____________

(2)一定溫度下,向初始容積均為2LA、BC三個容器中,均投入5 mol CO氣體和4 mol NO氣體發(fā)生如下反應:2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g)

①上圖表示該反應中NO的平衡轉化率()隨溫度、壓強變化的示意圖,則X代表的物理量是______Y1_ Yz(”)

②反應過程中,A容器中保持恒溫恒壓,B容器中保持恒溫恒容,C容器中保持絕熱恒容。下列說法錯誤的是________。

aBC兩個容器中反應達到平衡所用的時長為:tBtC

b3個容器中NO的平衡轉化率的大小順序為

c.當A容器內氣體平均摩爾質量不變時,說明該反應處于化學平衡狀態(tài)

d.當B容器內氣體密度保持不變時,說明該反應處于化學平衡狀態(tài)

③當B容器中保持平衡時,NO所占體積分數為25%。則相同溫度下,A容器中逆反應的平衡常數K=_________(保留兩位有效數字)

(3)利用反應NO2NH3→N2H2O(未配平)消除用電器NO2的簡易裝置如圖所示。

a電極上的反應式為_____________。

②常溫下,若用該電池電解0.6L,飽和食鹽水,一段時間后,測得飽和食鹽水pH變?yōu)?/span>13,則理論上b電極上消耗B氣體的體積為_______mL(標準狀況;假設電解過程中溶液體積不變)。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】1)同溫同壓下,同體積的S18O2和硫化氫氣體(H2S)的物質的量之比為_____,質量之比為_____;同溫同壓下,等質量的S18O2H2S的密度之比為_____

2)現(xiàn)有0.2mol/LBaCl2溶液,則2L該溶液中含有_____molBa2+3L該溶液中,Cl的物質的量濃度是_____mol/L,將原溶液取出10mL,稀釋到250mL,則所得溶液的物質的量濃度是_____mol/L,向該溶液加入200mL硫酸溶液,恰好將此溶液中的鋇離子完全沉淀,則該硫酸溶液的物質的量濃度是_____mol/L,將沉淀過濾后洗滌干燥并稱量,所得固體的質量是_____g。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某烴A是有機化學工業(yè)的基本原料,其產量可以用來衡量一個國家的石油化工發(fā)展水平,A還是一種植物生長調節(jié)劑,A可發(fā)生如圖所示的一系列化學反應,其中①②③屬于同種反應類型。

回答下列問題:

(1)寫出A、B、C、D的結構簡式:

A ____________,B____________C___________,D_____________。

(2)寫出①②兩步的化學方程式,并注明反應類型:

__________________________________(反應類型________________)。

_________________________________(反應類型________________)。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】今有A,B兩種元素,A的+1價陽離子與B的-2價陰離子的電子層結構與氖相同。

(1)用電子式表示A與B兩種元素構成的兩種化合物分別為____________________________________,前者只有__________鍵;后者既有________鍵,又有________鍵。

(2)A的氫化物的電子式為_______,其中含有________鍵,它與水反應的化學方程式為____________。

(3)元素B的氣態(tài)氫化物的電子式為___________________________________________,該分子中的鍵屬于________(填“極性”或“非極性”)鍵,該氫化物與H形成的鍵屬于________。

(4)元素A的最高價氧化物的水化物的電子式為____________,其中既有________鍵,又有________鍵。

(5)B元素的單質有____________________,二者互稱為______________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列各溶液中,微粒的物質的量濃度關系表述正確的是

A. pH=12Ba(OH)2溶液和pH=12Na2CO3溶液中,水電離的c(H+)相等

B. 常溫下,pH=4的醋酸與pH=10NaOH溶液等體積混合后pH<7

C. 0.2 molL1NaA溶液和0.1 molL1鹽酸溶液等體積混合所得堿性溶液中c(Na+)+c(H+)=c(A)+c(Cl

D. 0.1 molL1 Na2CO3溶液中:c(Na+)=c(HCO3)+c(H2CO3)+2c(CO32-

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】1871年門捷列夫最早預言了類硅元素鍺,1886年德國化學家溫克勒發(fā)現(xiàn)和分離了鍺元素,并以其祖國的名字命名為“Ge”。鍺是重要的半導體材料,其有機化合物在治療癌癥方面有著獨特的功效。下圖為工業(yè)上利用鍺鋅礦(主要成分GeO2ZnS)來制備高純度鍺的流程。

已知:1.丹寧是一種有機沉淀劑,可與四價鍺絡合形成沉淀;2GeCl4易水解,在濃鹽酸中溶解度低。

(1)簡述步驟中提高酸浸效率的措施___________(寫兩種)。

(2)步驟操作A方法是___________。

(3)步驟中的物質在___________(填儀器名稱)中加熱。

(4)步驟不能用稀鹽酸,原因可能是___________。

(5)寫出步驟的化學方程式___________。寫出步驟的化學方程式___________。

(6)請寫出一種證明步驟反應完全的操作方法___________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列解釋實驗現(xiàn)象的反應方程式正確的是(

A.切開的金屬Na暴露在空氣中,光亮表面逐漸變暗:2NaO2=Na2O2

B.Na塊放入水中,產生氣體:2Na2H2O=2NaOHH2

C.Na2O2在潮濕的空氣中放置一段時間,變成白色粘稠物:2Na2O22CO2=2Na2CO3O2

D.鐵在氯氣中燃燒產生棕紅色的煙:FeCl2=FeCl2

查看答案和解析>>

同步練習冊答案