NOx是造成大气污染的主要物质,现在工业上脱*有多种方法。试回答下列问题。Ⅰ.采用NaClO2溶液作为吸收剂可...
问题详情:
NOx是造成大气污染的主要物质,现在工业上脱*有多种方法。试回答下列问题。
Ⅰ.采用NaClO2溶液作为吸收剂可进行脱*。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如表:
离子 | NO | NO | Cl- |
c/(mol·L-1) | 1.5×10-4 | 1.2×10-6 | 3.4×10-3 |
写出NaClO2溶液和NO在碱*条件下脱*过程中主要反应的离子方程式:______________________________________。
Ⅱ.用焦炭还原法将其转化为无污染的物质也可进行脱*。已知:
①2C(s)+O2(g)2CO(g)
ΔH1=-221.0 kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)2NO(g)
ΔH2=+180.5 kJ·mol-1
③2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)
ΔH3=-746.0 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)用焦炭还原NO生成无污染气体的热化学方程式为_________________。
(2)在一定温度下,向*、乙、*三个恒容密闭容器中加入一定量的NO和足量的焦炭,反应过程中测得各容器中c(NO)(mol·L-1)随时间(s)的变化如下表:(已知:三个容器的反应温度分别为T*=400 ℃、T乙=400 ℃、T*=a ℃)
时间 | 0 s | 10 s | 20 s | 30 s | 40 s |
* | 2.00 | 1.50 | 1.10 | 0.80 | 0.80 |
乙 | 1.00 | 0.80 | 0.65 | 0.53 | 0.45 |
* | 2.00 | 1.45 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
*容器中,该反应的平衡常数K=________,*容器的反应温度a________400 ℃(填“>”“<”或“=”),理由是____________________________,用NH3催化还原NOx,也可以消除氮氧化物的污染。已知:8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g)+12H2O(l) ΔH<0。相同条件下,在2 L密闭容器内,选用不同的催化剂进行反应,产生N2的量随时间的变化如图所示:
①在催化剂A的作用下0~4 min的v(NO2)=____________。
②该反应活化能Ea(A)、Ea(B)、Ea(C)由小到大的顺序是__________________,理由是____________________________________________________。
③下列说法不正确的是________(填序号)。
a.使用催化剂A达平衡时,ΔH值更大
b.升高温度可使容器内气体颜*加深
c.单位时间内形成N—H键与O—H键的数目相等时,说明反应已经达到平衡
d.若在恒容绝热的密闭容器中反应,当平衡常数不变时,说明反应已经达到平衡
【回答】
* Ⅰ.4NO+3ClO+4OH-===4NO+2H2O+3Cl-
Ⅱ.(1)2NO(g)+C(s)CO2(g)+N2(g) ΔH=-573.75 kJ·mol-1
(2)(或0.5625) > 反应放热,*、*容器容积相同,反应起始量相同,达平衡时,K(*)<K(*)(或*达平衡的时间比*短) ①0.375 mol·(L·min)-1 ②Ea(A)<Ea(B)<Ea(C) 相同时间内生成的N2越多,反应速率越快,活化能越低 ③a
解析 Ⅰ.从题目表格中数据可以看出,产物中含有的离子主要是NO、Cl-,则NaClO2溶液脱*过程中主要反应的离子方程式为4NO+3ClO+4OH-===4NO+2H2O+3Cl-。
Ⅱ.(1)由盖斯定律(①+③-②)÷2得到反应的热化学方程式:2NO(g)+C(s)CO2(g)+N2(g) ΔH=-573.75 kJ·mol-1。
(2)*容器中,30 s时达到平衡,列三段式:
2NO(g)+C(s)CO2(g)+N2(g)
: 2.00 0 0
: 1.20 0.60 0.60
: 0.80 0.60 0.60
平衡常数K===。
①由图像可知,在催化剂A的作用下4 min时,n(N2)=3.5 mol,则v(N2)==0.4375 mol·(L·min)-1;由方程式8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g)+12H2O(l),根据速率之比等于化学计量数之比,则v(NO2)=v(N2)=×0.4375 mol·(L·min)-1=0.375 mol·(L·min)-1。
③ΔH值的大小与是否使用催化剂无关,故a错误;正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,NO2浓度增大,容器内气体颜*加深,故b正确;单位时间内形成N—H键与O—H键的数目相等时,即单位时间内生成8个NH3,同时生成12个H2O时,说明正、逆反应速率相等,反应已经达到平衡,故c正确;平衡常数只与温度有关,当平衡常数不变时,说明温度不变,对于绝热容器,说明反应已经达到平衡,故d正确。
知识点:化学反应速率 化学平衡
题型:综合题
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