专题01 化学反应速率与化学平衡原理综合应用
1．运用化学反应原理知识回答下列有关碳和碳的化合物的问題
（1）汽车尾气的主要污染物是NO以及燃料燃烧不完全所产生的CO，它们是现代化城市的重要大气污染物，为了减轻汽车尾气造成的大气污染，人们开始探索利用NO和CO在一定条件下转化为两种无毒气体E和F的方法（己知该反应在一定条件下可以自发进行）。在2L密闭容器中加入一定量NO和CO，当溫度分别在T1和T2时，测得各物质平衡时物质的量如下表：
①请结合上表数据，写出NO与CO反应的化学方程式___________________，该反应的△S_______0 (填“<”或“>”)。
②上述反应T1℃时的平衡常数为K1，T2℃时的平衡常数为K2。根据表中数据计算K1=_________，根据表中数据判断，温度T1和T2关系是（填序号）______________。 A. T1>T2 B. T1 （2）生成的CO2经常用氢氧化钠来吸收，现有0.4molCO2,若用200mL3mol/LNaOH溶液将其完全吸收，溶液中离子浓度由大到小的顺序为____________。 （3）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×10mol/L，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为：___________mol/L。(忽略混合前后溶液体积的变化） （4）己知14gCO完全燃烧时放出141.5 kJ 的热量，则写出CO燃烧热的热化学方程式：_____________。 （5）CO还可以用做燃料电池的燃料，某熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，该电池用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，写出其负极和正极电极反应方程式：负极：_________；正极：________ 【答案】 2CO+ 2NO+ 1/2O2(g) N2+2CO2 < 3200 A c(Na)>c(HCO3)>c(CO3)>c(OH)>c(H) 5.6×10 CO(g) -2- -2- + -2_ -+ -5-4 -9 CO2(g) △H=-283 kJ/mol 2CO-4e+2CO3=4CO2 O2+ 4e+2CO2=2CO3 2．环境问题正引起全社会的关注，用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染，对构建生态文明有着极为重要的意义。 （1）已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H＜0，当反应器中按n（N2）：n（H2）=1:3投料，分别在200℃、 400℃、600℃下达到平衡时，混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线如右图。 ①曲线a对应的温度是_________℃。 ②上图中M、N、Q三点对应的平衡常数K（M）、K（N）、K（Q）的大小关系是_________________。 如果N点时c（NH3）=0.2 mol·L，则N点的化学平衡常数K=______（保留2位小数）。 （2）用NH3催化还原NO时包含以下反应： 反应I：4NH3(g)+6NO(g) 反应II： 2NO(g) +O2(g) 反应III：4NH3(g)+6NO2 (g) 5N2(g)+6H2O(l) △H1 2NO 2(g) △H2 5N2(g)+3O2(g) + 6H2O(l) △H3 -1 △H1=________（用含△H2、△H3的式子表示）。 （3）SNCR-SCR是一种新兴的烟气脱硝技术（除去烟气中的NOx）。其流程如下： 该方法中反应的热化学方程式为： 4NH3(g)+4NO (g) + O2 (g) 4N2(g)+ 6H2O(g) △H=-1646 kJ·mol -1 ①在一定温度下，在密闭恒压的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是_______（填字母）。 a.4v逆（N2）=v正（O2） b.混合气体的密度保持不变 c.c（N2）：c（H2O）：c（NH3）=4:6:4 d.单位时间内断裂12molN-H键的同时断裂12molO-H键 ②如下图所示，反应温度会直接影响SNCR技术的脱硝效率。 SNCR技术脱硝的最佳温度选择925℃的理由是_____________________；SNCR与SCR技术相比，SNCR技术的反应温度较高，其原因是_______________；但当烟气温度高于1000℃时，SNCR脱硝效率明显降低，其原因主要是_____________________。（用平衡移动原理解释） 【答案】 200℃ K（M）=K（Q）＞K（N） 0.93L/mol 3△H2+△H3 bd 925℃时脱硝效率高，残留氨浓度较小 反应的活化能较大，没有使用催化剂 因为脱硝反应的正反应是放热反应，温度过高使平衡逆向移动。 2 2