化学反应原理
1、汽车尾气中NOx的消除及无害化处理引起社会广泛关注。
(1)某兴趣小组查阅文献获得如下信息:
N2(g)+ O2(g)= 2NO(g) △H= + 180.5 kJ/mol
2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(g) △H= - 483.6 kJ/mol
则反应2H2(g)+ 2NO(g) = 2H2O(g) + N2(g) △H=________。
(2)该小组利用电解原理设计了如图1装置进行H2还原NO的实验[高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,金属钯薄膜做电极]。
钯电极A为____极,电极反应式为_______________。
(3)氨法催化还原NO原理如下:
主反应:4NO(g) + 4NH3(g) + O2(g) 4N2(g) + 6H2O(g) (△H<0)
副反应:4NH3 (g) + 3O2(g) 2N2(g) + 6H2O(g)
4NH3 (g) + 4O2(g) 2N2O(g) + 6H2O(g)
4NO(g) + 4NH3(g) + 3O2(g) 4 N2O (g) + 6H2O(g)
有关实验结论如图2、图3所示,据此回答以下问题:
①催化还原NO应控制n(NH3)/n(NO)的最佳值为_____,理由是________________。
②主反应平衡常数表达式:K=________,随着温度的增加,K将_______ (选填“增加”、“减小”或“不变”)。
③影响N2O生成率的因素有_________、氧气浓度和_________。
2、一定条件下,在体积为3 L的密闭容器中反应:CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)达到化学平衡状态。
(1)该反应的平衡常数表达式K= ;
根据右图,升高温度,K值将
(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)500℃时,从反应开始到达到化学平衡,以H2
的浓度变化表示的化学反应速率是 (用nB、tB表示)。
(3)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是 (填字母)。
a、CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化 b、混合气体的密度不再改变
c、混合气体的平均相对分子质量不再改变 d、 v生成(CH3OH)= v消耗(CO)
(4)300℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是 (填字母)。
a、c(H2)减少 b、正反应速率加快,逆反应速率减慢
c、CH3OH 的物质的量增加 d、重新平衡时c(H2)/ c(CH3OH)减小
(5)根据题目有关信息,请在右下坐标图中标示出该化学反应过程的能量变化(标明信息)。
(6)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。已知该燃料电池的总反应式为:2CH3OH +3O2+4OH- = 2CO32- + 6H2O,该电池中负极上的电极反应式是:2CH3OH–12e-+16OH-= 2CO32-+ 12H2O ,则正极上发生的电极反应为: 。
3、碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是理想,更是一种值得期待的新的生活方式,请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
(1)近年来,我国储氢纳米碳管研究取得重大进展,用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒(杂质),这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应化学方程式为:
____C+____K2Cr2O7 + ====___CO2↑+ ____K2SO4 + ____Cr2(SO4)3+ ____H2O
请完成并配平上述化学方程式。
其中氧化剂是________________,氧化产物是_________________
(2)甲醇是一种新型燃料,甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:
CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g) △H1=-116 kJ•mol-1
①已知: △H2=-283 kJ•mol-1
△H3=-242 kJ•mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式为 ;
②在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃
270℃三种温度下合成甲醇的规律。右图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。