精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

【题目】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):

前2s内的平均反应速率 υ(CO2)= mol/(Ls)。

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”)。

【答案】(1)-746.0 kJ/mol

(2)6.25×10-5 104(3)C

(4)负 N2O4-2e + 2HNO3 = 2N2O5 + 2H+ 不变

【解析】

试题分析:

(1)设3个热化学方程式的序数依次为,依据盖斯定律得到,反应的热化学方程式为:2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) H=(-787 .0 kJ/mol)-(-221.0 kJ/mol)-(+180.0 kJ/mol)=-746.0 kJ/mol。

(2)由表格中的数据可知2s内NO浓度的变化量为3.00×10-41.75×10-4=1.25×10-4mol/L,则υ(NO)= =6.25×10-5mol/(Ls),由化学反应速率之比等于化学计量数之比,则υ(CO2)=υ(NO)=6.25×10-5mol/(Ls)。

由表格中的数据可知到4s时达到化学平衡,则根据三段式:

2NO+2CO2CO2 +N2

开始×10-4 3 4 0 0

转化×10-4 2 2 2 1

平衡×10-4 1 2 2 1

则K= = =104

(3)A.催化剂与转化率无关,故A错误;B.升高温度平衡向吸热反应方向移动,该反应正反应放热,平衡向逆反应方向移动,故B错误;C.由于是恒容容器,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,则浓度相当于原平衡的一半,相当于减小压强,因该反应是气体系数减小的反应,减小压强,平衡逆向移动,所以平衡时N2的体积分数比原平衡体系中N2的体积分数低,故C正确;D.单位时间内消耗NO的物质的量等于生成CO2的物质的量是同一个方向的速率,不是正逆反应速率,故D错误;故选C

(4)根据用NO2为原料制备N2O5的原理可知,NO2失去电子得到N2O5,可知电极X为阳极,则电源的a电极为正极,电源的b电极为负极。N2O4被氧化得N2O5,所以电解池中生成N2O5的电极反应式是N2O4+2HNO3-2e=2N2O5+2H+阳极产生的H+通过质子交换膜移到阴极再放电产生H2,所以溶液的pH无变化。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】质子数和中子数相同的原子A,其阳离子An+核外共有x个电子,则A的质量数为( )

A. 2x-nB. 2(x+n) C. 2x D. n+2x

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述不正确的是

A.Zn电极上发生氧化反应

B.电子的流向为Zn→电流表→Cu

C.SO42-由乙池通过离子交换膜向甲池移动

D.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量明显增加

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列物质的水溶液是因水解而呈酸性的是

A.CO2 B.NaHSO4 C.FeCl3 D.HCl

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】 反应A(g+3B(g2C(g+2D(g,在四种不同情况下用不同物质表示的反应速率

分别如下,其中反应速率最大的是

A.v(C=0.04 mol/(L·s

B.v(B=0.06 mol/(L·min

C.v(A=0.15 mol/(L·min

D.v(D=0.01 mol/(L·s

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列物质中,含有非极性键的共价化合物是()

ANa2O2 BCH3CH3 CNaCl DN2

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列关于化石燃料的说法不正确的是

A.化石燃料的不完全燃烧是引起大气污染的主要原因之一

B.如果化石燃料能够完全燃烧就不会造成大气污染

C.燃料燃烧的产物CO2是一种温室气体

D.以液化石油气代替燃油可以减少大气污染

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列变化不属于化学变化的是( )

ASO2使品红溶液褪色

B.氯水使有色布条褪色

C.活性炭使红墨水褪色

DH2O2溶液使染料褪色

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】实验是进行科学探究的主要方法。回答下列问题:

(1)实验室利用A 发生装置制备的常见气体有_______________。

(2)检验装置B的气密性方法是______________。

(3)收集一瓶纯净氯气,选择上图装置,按气流方向,用小写字母表示连接顺序___________(装置不重复使用)。实验室检验氯气的方法是__________。

(4)某实验小组按顺序连接adcfeg制取并收集氨气,导致实验失败,原因是_________________。

查看答案和解析>>

同步练习册答案