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2023年廣東省汕頭市澄海中學高考化學模擬試卷(十五)
>
試題詳情
氮氧化物的排放對環(huán)境造成很大的污染,研究氮氧化物的轉化機理對我們制定保護環(huán)境的策略有著重大意義。某科研團隊在進行低溫下消除氮氧化物的機理研究時,發(fā)現(xiàn)NO在轉化過程中存在以下核心歷程:
①e
*
+NO→N+O+e
-
ΔH
1
<0
②NO+N→O+N
2
ΔH
2
>0
③NO+O→NO
2
ΔH
3
<0
(1)當反應溫度為2.4K時,反應最終產(chǎn)物中c(N
2
)=7c(NO
2
),若使最終反應產(chǎn)物中
c
(
N
2
)
c
(
N
O
2
)
<7,則溫度T應該
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行脫硝處理時,通常采用以下反應原理:4NH
3
+5O
2
?4NO+6H
2
O;4NH
3
+4NO+O
2
?4N
2
+6H
2
O,當溫度為373℃,壓強為p
0
情況下,在1L密閉的容器中,通入1molNH
3
、1molNO、1molO
2
達到平衡后測定O
2
轉化率為60%,體系中n(N
2
):n(O
2
)=1:1,此時容器中氣體總壓=
1.07
1.07
p
0
(保留3位有效數(shù)字),此時NH
3
轉化率為
80%
80%
。
(3)101kPa條件下,不同溫度,在密閉容器中發(fā)生反應4NH
3
(g)+4NO(g)+O
2
(g)?4N
2
(g)+6H
2
O(g)ΔH<0,隨著投料比不同,NO平衡轉化率變化圖象如圖所示,圖中T
1
<
<
T
2
(填“>”,“<”或“=”),NO轉化率降低的原因可能是
發(fā)生了反應4NH
3
+5O
2
?4NO+6H
2
O
發(fā)生了反應4NH
3
+5O
2
?4NO+6H
2
O
。
(4)科學家想利用甲烷和氨氧化物設計一款電池,既能提高能源利用率,又能擺脫氮氧化物的污染,反應原理:CH
4
(g)+4NO(g)═2N
2
(g)+CO
2
(g)+2H
2
O(g)ΔH=-1160kJ?mol
-1
,酸性介質下,該電池正極的電極反應式為
4H
+
+2NO+4e
-
═N
2
+2H
2
O
4H
+
+2NO+4e
-
═N
2
+2H
2
O
。
(5)已知基元反應mA+nB
k
P的速率方程可表示為:v=kc
m
(A)?c
n
(B)(k為速率常數(shù),下同)。碰撞理論研究發(fā)現(xiàn),大多數(shù)化學反應并不是經(jīng)過簡單的碰撞就能完成,往往需經(jīng)過多個反應步驟才反應過程能實現(xiàn)。用O
2
氧化N
2
生成NO的反應O
2
+N
2
=2NO實際上經(jīng)過兩步基元反應完成的:
O
2
k
1
k
2
2O(快)
2O+(N
2
)
k
3
2NO(慢)
已知快反應近似平衡態(tài)。若在溫度為T℃下,c(O
2
)=amol?L
-1
,c(N
2
)=bmol?L
-1
。寫出T℃下O
2
+N
2
=2NO反應的速率方程:v=
k
1
k
3
ab
k
2
k
1
k
3
ab
k
2
(用含k
1
、k
2
、k
3
、a、b的代數(shù)式表示)。
【考點】
化學平衡的計算
;
原電池與電解池的綜合
.
【答案】
小于;1.07;80%;<;發(fā)生了反應4NH
3
+5O
2
?4NO+6H
2
O;4H
+
+2NO+4e
-
═N
2
+2H
2
O;
k
1
k
3
ab
k
2
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59
組卷:40
引用:2
難度:0.4
相似題
1.
工業(yè)合成氨是人類科學技術的一項重大突破。其合成原理為:N
2
(g)+3H
2
(g)?2NH
3
(g)△H<0,△S<0。
(1)下列關于工業(yè)合成氨的說法正確的是
。
A.因為△H<0,所以該反應一定能自發(fā)進行
B.因為△S<0,所以該反應一定不能自發(fā)進行
C.在高溫下進行是為了提高反應物的轉化率
D.生產(chǎn)中在考慮動力和設備材料承受能力的前提下,壓強越大轉化率越大
(2)在恒溫恒容密閉容器中進行合成氨的反應,下列能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是
。
A.容器內N
2
、H
2
、NH
3
的濃度之比為1:3:2
B.N
2
百分含量保持不變
C.容器內壓強保持不變
D.混合氣體的密度保持不變
(3)工業(yè)上合成氨的部分工藝流程如圖1。
請用平衡移動原理來解釋在流程中及時分離出氨氣和循環(huán)使用氣體的原因
。
(4)某科研小組研究:在其他條件不變的情況下,改變起始物氫氣的物質的量對工業(yè)合成氨反應的影響。實驗結果如圖2所示。(圖中T表示溫度)
①圖象中T
2
和T
1
的關系是:T
1
T
2
。(填“>,<或=”,下同)
②a、b、c、d四點所處的平衡狀態(tài)中,反應物N
2
的轉化率最高的是
。(填字母)
(5)恒溫下,往一個4L的密閉容器中充入2mol N
2
和5.2mol H
2
,反應過程中對NH
3
的濃度進行檢測,得到的數(shù)據(jù)如表所示。
時間/min
5
10
15
20
25
30
c(NH
3
)/mol?L
-1
0.08
0.14
0.18
0.20
0.20
0.20
①10min時用N
2
表示的平均反應速率為
mol/(L?min)
-1
,此條件下該反應的化學平衡常數(shù)K=
。
②若維持容器體積不變,溫度不變,往原平衡體系中加入N
2
、H
2
和NH
3
各4mol,化學平衡將向反應方向移動
。(填“正”或“逆”)
③已知:N
2
(g)+3H
2
(g)?2NH
3
(g)
△H=-92kJ/mol
N
2
(g)+O
2
(g)═2NO(g)△H=+181kJ/mol
2H
2
(g)+O
2
(g)═2H
2
O(g)△H=-484kJ/mol
寫出氨氣催化氧化生成NO和水蒸氣的熱化學方程式
。
發(fā)布:2024/11/2 8:0:1
組卷:72
引用:1
難度:0.4
解析
2.
硝酸工業(yè)是國民經(jīng)濟的命脈產(chǎn)業(yè),工業(yè)制硝酸通常是如下過程:
步驟一:氮氣與氫氣合成氨氣;步驟二:氨氣的催化氧化;步驟三:NO的氧化再水化.
請回答下列問題:
(1)對于N
2
(g)+3H
2
(g)═2NH
3
(g)△H
1
kJ/mol,滿足如圖1象:
①根據(jù)圖△H
1
0,T
3
T
4
.(填“>”“<”“=”)
②若溫度為T
1
且容積為2L的密閉容器下中,發(fā)生合成氨的反應,起始時通入2mol的N
2
和6mol的H
2
,10分鐘達到平衡狀態(tài),此時NH
3
的體積分數(shù)為60%.則0到10min內用H
2
表示化學反應速率為
mol/(L?min),N
2
的轉化率為
,反應開始和平衡狀態(tài)體系的壓強之比等于
.T
1
溫度下平衡常數(shù)K≈
,若升高溫度K值
.(填“增大”“減小”“不變”)
③若第②小問中反應體系達到平衡后,再通入1mol N
2
和3mol H
2
,則H
2
轉化率
.(填“增大”“減小”“不變”)
④若恒定溫度為T
1
,容積為2L,則若開始通入2mol N
2
和2mol H
2
和2mol的NH
3
則反應開始時V
正
V
逆
(填“>”“<”“=”),達到新的平衡狀態(tài)后,再通入2mol N
2
,則N
2
的轉化率
.(填“升高”、“降低”或者“不變”)
⑤對于合成氨的體系中,既可以增大反應速率又可以提高H
2
的轉化率的措施有
.(填兩點即可)
(2)已知:
化學鍵
N≡N
H-H
N-H
鍵能/kJ/mol
a
b
c
則△H
1
=
kJ/mol,問題(1)第②小問中能量變化為
kJ.
(3)已知:
①N
2
(g)+3H
2
(g)═2NH
3
(g)△H
1
kJ/mol
②4NH
3
(g)+5O
2
(g)═4NO(g)+6H
2
O(l)△H
2
kJ/mol
③4NO(g)+3O
2
(g)+2H
2
O(g)═4HNO
3
(aq)△H
3
kJ/mol
則N
2
(g)+3H
2
(g)+4O
2
(g)═2HNO
3
(aq)+2H
2
O(l)△H=
kJ/mol(用a、b、c、△H
2
和△H
3
表示)
發(fā)布:2024/11/2 8:0:1
組卷:12
引用:1
難度:0.1
解析
3.
硝酸是一種重要的化工原料,完成下列填空:
Ⅰ.工業(yè)上生產(chǎn)硝酸的主要過程如下:
(1)以N
2
和H
2
為原料合成氨氣。反應為:N
2
(g)+3H
2
(g)?2NH
3
(g)+Q。
(2)下列措施可以提高H
2
的轉化率的是(填選項序號)
。
a.選擇適當?shù)拇呋瘎?br />b.增大壓強
c.及時分離生成的NH
3
d.升高溫度
(3)一定溫度下,在密閉容器中充入1molN
2
和3molH
2
發(fā)生反應。若容器容積恒定,達到平衡狀態(tài)時,氣體的總物質的量是原來的
15
16
,則N
2
的轉化率α
1
=
;若容器壓強恒定,達到平衡狀態(tài)時,N
2
的轉化率為α
2
,則α
2
α
1
(填“>”、“<”或“=”)。
Ⅱ.以氨氣、空氣為主要原料制硝酸。
(4)氨氣催化氧化的催化劑是
;氨氣也可以在純氧中燃燒生成無毒、無污染的產(chǎn)物,其燃燒方程式為
。
(5)在容積恒定的密閉容器中進行反應2NO(g)+O
2
(g)?2NO
2
(g)-Q。該反應的反應速率(v)隨時間(t)變化的關系如圖所示。若t
2
、t
4
時刻只改變一個條件,下列說法正確的是(填選項序號)
。
a.在t
1
~t
2
時,可依據(jù)容器內氣體的壓強保持不變判斷反應已達到平衡狀態(tài)
b.在t
2
時,采取的措施可以是升高溫度
c.在t
3
~t
4
時,可依據(jù)容器內氣體的密度保持不變判斷反應已達到平衡狀態(tài)
d.在t
5
時,容器內NO
2
的體積分數(shù)是整個過程中的最大值
Ⅲ.硝酸廠常用如下2種方法處理尾氣。
(6)催化還原法:催化劑存在時用H
2
將NO
2
還原為N
2
。
已知:2H
2
(g)+O
2
(g)→2H
2
O(g)+483.6kJ
N
2
(g)+2O
2
(g)→2NO
2
(g)+67.7kJ
則H
2
還原NO
2
生成水蒸氣反應的熱化學方程式是
。
(7)堿液吸收法:用Na
2
CO
3
溶液吸收NO
2
生成CO
2
。若9.2gNO
2
和Na
2
CO
3
溶液完全反應時轉移電子0.1mol,則反應的離子方程式是
。
發(fā)布:2024/11/2 8:0:1
組卷:8
引用:1
難度:0.5
解析
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