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汽车尾气净化反应:2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g),请回答下列问题:(1)对于气相反应,用某组分B平衡时的分压p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作KP,则该反应
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汽车尾气净化反应:2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g),请回答下列问题:
(1)对于气相反应,用某组分B平衡时的分压p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作KP,则该反应的平衡常数KP表达式为___;
(2)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ•mol-1
则2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)的△H=___,该反应能自发进行的条件___(填“高温”、“低温”或“任意温度”);
(3)在一定温度下,向体积为 V L的密闭容器中充入一定量的NO和CO.在t1时刻达到平衡状态,此时n(CO)=a mol,n(NO)=2a mol,n(N2)=b mol.
①若保持体积不变,再向容器中充入n(CO2)=b mol,n(NO)=a mol,则此时v正___v逆(填“>”、“=”或“②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的
,在其它条件不变的情况下,t3时刻达到新的平衡状态.请在图1中补充画出t2-t3-t4时段N2物质的量的变化曲线.
(4)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题.某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图2所示.
①若不使用CO,温度超过775K,发现NO的分解率降低,其可能的原因为___;在n(NO)/n(CO)=1的条件下,应控制的最佳温度在___左右;
②目前对氮氧化物(NOx)进行治理的方法比较多,其中吸附/吸收法广受欢迎.下列物质适合作为NOx吸收剂的是___
A.活性炭 B.氨水 C.酸性尿素溶液 D.硫酸.
(1)对于气相反应,用某组分B平衡时的分压p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作KP,则该反应的平衡常数KP表达式为___;
(2)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ•mol-1
则2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)的△H=___,该反应能自发进行的条件___(填“高温”、“低温”或“任意温度”);
(3)在一定温度下,向体积为 V L的密闭容器中充入一定量的NO和CO.在t1时刻达到平衡状态,此时n(CO)=a mol,n(NO)=2a mol,n(N2)=b mol.
①若保持体积不变,再向容器中充入n(CO2)=b mol,n(NO)=a mol,则此时v正___v逆(填“>”、“=”或“②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的
1 |
2 |
(4)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题.某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图2所示.
①若不使用CO,温度超过775K,发现NO的分解率降低,其可能的原因为___;在n(NO)/n(CO)=1的条件下,应控制的最佳温度在___左右;
②目前对氮氧化物(NOx)进行治理的方法比较多,其中吸附/吸收法广受欢迎.下列物质适合作为NOx吸收剂的是___
A.活性炭 B.氨水 C.酸性尿素溶液 D.硫酸.
▼优质解答
答案和解析
(1)2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g),对于气相反应,用某组分B平衡时的分压p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数等于生成物平衡分压幂次方乘积除以反应物平衡分压幂次方乘积,平衡常数为:KP=
;
故答案为:
;
(2)①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1
③2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ•mol-1
依据盖斯定律计算②×2-③-①得到热化学方程式:2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5KJ•mol-1;反应△S<0,△H<0,满足△H-T△S<0,需要在低温下能自发进行;
故答案为:-746.5KJ•mol-1,低温;
(3)在一定温度下,向体积为 V L的密闭容器中充入一定量的NO和CO.在t1时刻达到平衡状态,此时n(CO)=a mol,n(NO)=2a mol,n(N2)=b mol.依据化学平衡三段式列式计算
2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)
起始量(mol) 2a+2b a+2b 0 0
变化量(mol) 2b 2b b 2b
平衡量(mol) 2a a b 2b
①若保持体积不变,再向容器中充入n(CO2)=b mol,n(NO)=a mol,正逆进行程度相同,平衡不动,正逆反应速率相同;
故答案为:=;
②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的
,在其它条件不变的情况下,瞬间氮气物质的量不变,浓度增大,相当于增大压强,平衡正向进行,氮气物质的量增大,最后不变,t3时刻达到新的平衡状态如图;
故答案为:;
(4)①升高温度,发现NO的分解率降低,说明反应向逆反应方向进行,该反应放热;由图可知,在
=1的条件下,870℃时,NO还原为N2的转化率为100%,
故答案为:NO分解反应是放热反应,升高温度不利于反应进行;870℃或相近温度;
②吸收氮氧化物可以利用活性炭的吸附作用吸收,也可以利用和碱溶液反应被吸收,用氨水吸收氮氧化物生成硝酸盐、亚硝酸盐;酸性尿素法吸收率达到99.95%,氮氧化物形成亚硝酸和尿素反应生成二氧化碳、氮气和水,硫酸不能吸收氮氧化物;
故答案为:ABC;
p(N2)p2(CO2) |
p2(NO)p2(CO) |
故答案为:
p(N2)p2(CO2) |
p2(NO)p2(CO) |
(2)①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1
③2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ•mol-1
依据盖斯定律计算②×2-③-①得到热化学方程式:2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5KJ•mol-1;反应△S<0,△H<0,满足△H-T△S<0,需要在低温下能自发进行;
故答案为:-746.5KJ•mol-1,低温;
(3)在一定温度下,向体积为 V L的密闭容器中充入一定量的NO和CO.在t1时刻达到平衡状态,此时n(CO)=a mol,n(NO)=2a mol,n(N2)=b mol.依据化学平衡三段式列式计算
2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)
起始量(mol) 2a+2b a+2b 0 0
变化量(mol) 2b 2b b 2b
平衡量(mol) 2a a b 2b
①若保持体积不变,再向容器中充入n(CO2)=b mol,n(NO)=a mol,正逆进行程度相同,平衡不动,正逆反应速率相同;
故答案为:=;
②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的
1 |
2 |
故答案为:;
(4)①升高温度,发现NO的分解率降低,说明反应向逆反应方向进行,该反应放热;由图可知,在
n(NO) |
n(CO) |
故答案为:NO分解反应是放热反应,升高温度不利于反应进行;870℃或相近温度;
②吸收氮氧化物可以利用活性炭的吸附作用吸收,也可以利用和碱溶液反应被吸收,用氨水吸收氮氧化物生成硝酸盐、亚硝酸盐;酸性尿素法吸收率达到99.95%,氮氧化物形成亚硝酸和尿素反应生成二氧化碳、氮气和水,硫酸不能吸收氮氧化物;
故答案为:ABC;
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