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-13-题型解读四化学反应原理解题指导1.(2020·深圳第一次调研)大气环境中NOx的减量化排放受到国内外广泛关注。利用碳还原NO的反应为C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。回答下列问题:(1)该反应在常温下可以自发进行,则反应的ΔH______0(填“>”“=”或“<”),有利于提高NO平衡转化率的条件是________(任写一条)。(2)以上反应可分为如下四步反应历程,写出其中第三步的反应:第一步:2NO===(NO)2第二步:C+(NO)2===C(O)+N2O第三步:________第四步:2C(O)===CO2+C(3)对比研究活性炭负载钙、镧氧化物的反应活性。在三个反应器中分别加入C、CaO/C、La2O3/C,通入NO使其浓度达到0.1mol·L-1。不同温度下,测得第2小时NO去除率如图所示:①据图分析,490℃以下,三种情况下反应的活化能最小的是________(用a、b、c表示);CaO/C、La2O3/C去除NO效果比C更好,其依据是____________________________________________________________________________________(写一条)。②上述实验中,490℃时,若测得CaO/C对NO的去除率为60%,则可能采取的措施是________(填字母)。A.及时分离出CO2B.压缩体积C.恒容下,向体系中通入氮气D.寻找更好的催化剂③490℃时的反应速率v(NO)=______mol·L-1·h-1,该温度下此反应的平衡常数为121,则反应达平衡时NO的去除率为________(保留两位有效数字)。解析:(1)常温下该反应在常温下可以自发进行,ΔG<0,ΔS>0,判断ΔG=ΔH-TΔS中的ΔH<0;有利于提高NO平衡转化率的条件即让平衡正向移动方法,降温。(2)总反应为C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),①2NO===(NO)2、②C+(NO)2===C(O)+N2O、④2C(O)===CO2+C根据盖斯定律,①+②+③+④式得到总反应,③式等于总反应减去(①+②+④)得到:C+N2O===C(O)+N2。(3)①由图可知,CaO/C、La2O3/C和C去除NO效果最好的是a,是反应速率最快的,反应的活化能最小的也是a;由图可知,CaO/C、La2O3/C去除NO效果比C更好,原因是相同条件下,NO去除率更高(或在较低温度下NO去除的效果好,或纯碳的活化能高、反应速率慢);②根据图象可知,490℃时,NO的去除率是45%,现在的去除率为60%,A项,及时分离出CO2,会使平衡正向移动,速率是减慢的,不一定增加NO的去除率,错误;B项,压缩体积,增大了浓度,速率加快,可以增加NO的去除率,正确;C项,恒容下,向体系中通入氮气,增加生成物的浓度,平衡逆向移动,不能增加NO的去除率,错误;D项,不同的催化剂,催化效果不一样,故可以寻找更好的催化剂,提高NO的去除率,正确;答案选BD。③根据图象,490℃时,NO的去除率是45%,NO的初始浓度为0.1mol·L-1,则转化浓度为0.045mol·L-1,v(NO)=eq\f(Δc,Δt)=eq\f(0.045mol·L-1,2h)=0.0225mol·L-1·h-1;设平衡时生成的氮气的浓度为x,C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)开始/(mol·L-1)0.100变化/(mol·L-1)2xxx平衡/(mol·L-1)0.1-2xxx则平衡常数K=eq\f(x2,(0.1-2x)2)=121,解得x=eq\f(11,230),反应达平衡时NO的去除率为eq\f(2×\f(11,230),0.1)×100%=96%。答案:(1)<降温(2)C+N2O===C(O)+N2(3)①a相同条件下,NO去除率更高②BD③0.022596%2.(2020·江淮十校联考)氮的氧化物是大气污染物之一,用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物,可防止空气污染。回答下列问题:(1)汽车尾气中常含有碳烟、CO、NO等有害物质,尾气中含有碳烟的主要原因为______________________________________。(2)已知在298K和101kPa条件下,有如下反应:反应①:C(s)+O2(g)===CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-1反应②:N2(g)+O2(g)===2NO(g)ΔH2=+180.5kJ·mol-1若反应eq\f(1,2)CO2(g)+eq\f(1,2)N2(g)eq\f(1,2)C(s)+NO(g)的活化能为akJ·mol-1,则反应C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)的活化能为___
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