CH4可用于消除NO2的污染,回答下列問題。
(1)已知:
①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-116.2kJ?mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJ?mol-1
③CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ?mol-1
則CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-863.8-863.8kJ?mol-1。
(2)在相同溫度和壓強(qiáng)下,一定量的CH4與NO2在不同條件下反應(yīng)的能量變化如圖所示。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到某相同時(shí)刻時(shí),測(cè)得在催化劑2條件下NO2轉(zhuǎn)化率更高,其原因是 反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài),在催化劑2條件下,反應(yīng)的活化能更低,反應(yīng)速率更快,相同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)二氧化氮的轉(zhuǎn)化率更高反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài),在催化劑2條件下,反應(yīng)的活化能更低,反應(yīng)速率更快,相同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)二氧化氮的轉(zhuǎn)化率更高。
(3)在體積均為2L的密閉容器A(500℃,絕熱)、B(500℃,恒溫)兩個(gè)容器中分別加入2molCH4、2molNO2和相同催化劑。A、B容器中CH4的轉(zhuǎn)化率α(CH4)隨時(shí)間變化如圖所示。
時(shí)間(s/t) | 0 | 100 | 200 | 300 | 400 |
A中α(CH4)(%) | 0 | 20 | 22 | 22 | 22 |
B中α(CH4)(%) | 0 | 10 | 20 | 25 | 25 |
A
A
,理由是 A容器絕熱,隨反應(yīng)進(jìn)行放出的熱量使體系溫度升高,相對(duì)B容器中反應(yīng)平衡逆向進(jìn)行,逆向?yàn)槲鼰岱磻?yīng),放出熱量減少
A容器絕熱,隨反應(yīng)進(jìn)行放出的熱量使體系溫度升高,相對(duì)B容器中反應(yīng)平衡逆向進(jìn)行,逆向?yàn)槲鼰岱磻?yīng),放出熱量減少
。②B容器中,判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志為
ac
ac
(填字母序號(hào))。a.壓強(qiáng)保持不變
b.密度保持不變
c.CO2的體積分?jǐn)?shù)保持不變
d.v(CH4):v(N2)=1:l
e.斷裂4molC-H鍵同時(shí)斷裂2molO-H鍵
③A容器中前100s內(nèi)用NO2表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(NO2)=
0.004
0.004
mol?L-1?s-1④已知反應(yīng)速率v正=k正?c(CH4)?c(NO2)2,v逆=k逆?c(N2)?c(CO2)?c(H2O)2(k正、k逆分別是正、逆反應(yīng)速率常數(shù)),則B容器中平衡時(shí)
k
正
k
逆
1
12
1
12
v
正
v
逆
3.75
3.75
。【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算;用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算;熱化學(xué)方程式;化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷;化學(xué)平衡的影響因素.
【答案】-863.8;反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài),在催化劑2條件下,反應(yīng)的活化能更低,反應(yīng)速率更快,相同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)二氧化氮的轉(zhuǎn)化率更高;A;A容器絕熱,隨反應(yīng)進(jìn)行放出的熱量使體系溫度升高,相對(duì)B容器中反應(yīng)平衡逆向進(jìn)行,逆向?yàn)槲鼰岱磻?yīng),放出熱量減少;ac;0.004;;3.75
1
12
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:39引用:2難度:0.6
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1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下:
Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應(yīng))
Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應(yīng))
(1)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步:
i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應(yīng)速率較快)
ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應(yīng)速率較慢)
①ΔH1=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對(duì)反應(yīng)I速率影響更大,其原因是
(2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對(duì)相關(guān)量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應(yīng)選擇800℃的原因是
(3)在800℃時(shí),=n(CO2)n(C2H6),充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應(yīng),初始?jí)簭?qiáng)為P,一段時(shí)間達(dá)到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=13
(4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應(yīng):2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時(shí),向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過程中CH4的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示。實(shí)驗(yàn)測(cè)得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)?c2(H2),k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時(shí)═k逆k正
(5)我國(guó)科學(xué)家使用電化學(xué)的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M(fèi)是電源的
②陽(yáng)極電極反應(yīng)式是發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6 -
2.一定條件下,可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計(jì)算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計(jì)算平衡常數(shù)更方便.下列說法不正確的是( )
發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7 -
3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2,兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)化學(xué)方程式如下:
Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應(yīng),相同時(shí)間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知:有效轉(zhuǎn)化率=×100%制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量
下列說法不正確的是( )發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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