内容正文:
1. 船舶柴油机发动机工作时,反应产生的尾气是空气主要污染物之一,研究的转化方法和机理具有重要意义。
已知:
(1)氧化脱除NO的总反应是 ________。
(2)该反应过程有两步:,反应中各物质浓度变化如图所示。则速率常数___________(填“>”、“<”或“≈”),原因是___________。
(3)已知:的反应历程分两步:
步骤
反应
活化能
正反应速率方程
逆反应速率方程
I
(快)
II
(慢)
①则反应I与反应II的活化能:___________(填“>”“<”或“=”)。
反应的平衡常数___________(用、、、表示)。
②在400k、初始压强为的恒温刚性容器中,按通入NO和,一定条件下发生反应。达平衡时NO转化率为90%,转化率为40%。则的平衡常数___________(分压=总压×物质的量分数;理想气体状态方程,)。
(4)某研究小组将、和一定量的充入2L密闭容器中,在催化剂表面发生反应(),NO的转化率随温度的变化情况如图所示:
①5min内,温度从420K升高到580K,此时段内NO的平均反应速率___________(保留3位有效数字)。
②无氧条件下,NO生成的转化率较低,原因可能是___________。
2. CO2与氢气在固载金属催化剂上可发生以下反应:
反应i. CO2(g)+H2(g) HCOOH(g) ΔH1
反应ii. CO2(g)+H2(g) H2O(g)+CO(g) ΔH2>0
反应iii.……
可能的反应机理如下(M为催化剂);
回答下列问题:
(1)反应iii的化学方程式为___________。
(2)已知下列几种物质的标准摩尔生成焓(在101kPa时,由最稳定单质合成1mol指定产物时所放出的热量):
物质
CO2(g)
H2(g)
HCOOH(g)
标准摩尔生成焓/kJ·mol-1
-393.51
0
-362.3
依据以上信息,ΔH1=___________。
(3)在一定压强下,按n(H2):n(CO2)=1:1 投料,发生反应i和反应ii (忽略反应iii), 反应相同时间,CO2的转化率及HCOOH选择性(甲酸选择性=随温度变化曲线如下图所示。
①下列措施能提高CO2平衡转化率是___________ ( 填标号)。
A.降低温度 B.再充入Ar C.分离出HCOOH
②673.15K,反应后体系中H2的分压为a MPa,则反应i的压力商计算式Qp=___________ MPa-1。
③当温度高于673.15K,随温度升高,反应i与反应ii的反应速率相比,增加更显著的是反应___________ (填“ i”或“ii”),判断的理由是___________。
(4)若在Bi或Bi/CeO2催化剂表面还原CO2生成HCOOH, 模拟经历两种中间体的能量变化如图所示。HCOOH的合成更倾向于通过生成___________中间体,且___________ (填 “Bi”或“Bi/CeO2”)的催化活性更优异。
3. 氨是工农业生产中重要原料,研究氨的合成和转化是一项重要的科研课题。回答下列问题:
(1)已知:工业合成氨合成塔中每产生2molNH3,放出92.2kJ热量,
则1molN-H键断裂吸收的能量为___________kJ。
(2)在密闭容器中合成氨气,有利于加快反应速率且能提高H2转化率的措施是___________(填字母)
A. 升高反应温度 B. 增大反应的压强
C. 及时移走生成的NH3 D. 增加H2的物质的量
(3)将0.6molN2和0.8molH2充入恒容密闭容器中,在不同温度下,平衡时NH3的体积分数随压强变化的曲线如图。
甲、乙、丙中温度从高到低顺序是___________。d点N2的转化率是___________,d点Kp=___________(Kp是以平衡分压表示的平衡常数,平衡分压=平衡时各组分的物质的量分数×总压)。
(4)催化氧化法消除NO反应原理为:6NO+4NH35N2+6H2O。不同温度条件下,氨气与一氧化氮的物质的量之比为2:1时,得到NO脱除率曲线如图甲所示。脱除NO的最佳温度是___________。在温度超过1000°C时NO脱除率骤然下降的原因可能是___________。
(5)研究发现NH3与NO的反应历程如图乙所示。下列说法正确的是___________(填字母)。
A 该反应历程中形成了非极性键和极性键
B. 每生成2molN2,转移的电子总数为8NA
C. Fe2+能降低总反应的活化能,提高反应速率
D. 该反应历程中存在: