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《化学反应原理》大题专练4
1.习近平总书记提出“绿水青山就是金山银山”,因此研究NOx、SO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。SO2的排放主要来自煤的燃烧,工业上常用氨水作为吸收液吸收工业废气中的SO2。
已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下:
① ;
② ;
③ ;
则反应的△H=_______kJ/mol。
(2)甲醇在工业上利用水煤气合成,反应为CO(g)+2H2 (g)CH3OH (g)△H<0。在一定条件下,将2mol CO和4molH2通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,反应达到平衡时CH3OH的体积分数φ(CH3OH )变化趋势如图1所示。
①M点CO的转化率为____________。
②X轴上点的数值比点_________(填“大”或“小”)。某同学认为上图中Y轴表示温度,你认为他判断的理由是________________________________。
(3)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)△H<0。m代表起始时的投料比,即。时,该反应达到平衡状态后MPa,恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图2所示。T温度时,反应达到平衡时物质d的分压__________。
(4)科学家利用图3所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO(电解质溶液为稀硫酸),该装置工作时,导线中通过2mol电子后,假定体积不变,M极电解质溶液的pH___________(填“增大”“减小”或“不变”),N极电解质溶液变化的质量△m=__________g。
2.二氧化硫是危害最为严重的大气污染物之一,它主要来自化石燃料的燃烧,研究CO催化还原SO2的适宜条件,在燃煤电厂的烟气脱硫中具有重要价值。
Ⅰ.从热力学角度研究反应
(1)C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ·mol-1
S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=-296.0 kJ·mol-1
写出CO 还原SO2的热化学方程式:_________________。
(2)关于CO还原SO2的反应,下列说法正确的是______。
A.在恒温恒容条件下,若反应体系压强不变,则反应已达到平衡状态
B.平衡状态时,2v正(CO)=v逆(SO2)
C.其他条件不变,增大SO2的浓度,CO的平衡转化率增大
D.在恒温恒压的容器中,向达到平衡状态的体系中充入N2,SO2的平衡转化率不变
Ⅱ.NOx的排放主要来自于汽车尾气,包含NO2和NO,有人提出用活性炭对NOx进行吸附,发生反应如下:
反应a:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=-34.0kJ/mol
反应b:2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-64.2kJ/mol
(3)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下:
时间(min)浓度(mol·L-1)
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)①某实验室模拟反应b,在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO2气体,维持温度为T2℃,如图为不同压强下反应b经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图。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_____________;在1100kPa时,NO2的体积分数为___________。
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Kp=___________(计算表达式表示);已知:气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数。
3.减少污染、保护环境是人们关注的最主要问题之一,请回答以下问题。
Ⅰ.减少空气中SO2的排放,常采取的措施有:
(1)将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H2(