氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物對(duì)我們的生產(chǎn)、生活有重要的影響。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
Ⅰ.利用化學(xué)原理對(duì)氮氧化物進(jìn)行處理。
(1)H2還原法消除氮氧化物,已知:N2(g)+2O2(g)═2NO2(g) ΔH1=+133kJ/mol,H2的燃燒熱ΔH2=-285.8kJ/mol,在催化劑存在下,H2還原NO2生成液態(tài)水和氮?dú)獾臒峄瘜W(xué)方程式為
4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(l)ΔH=-1276.2kJ/mol
4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(l)ΔH=-1276.2kJ/mol
。
(2)汽車中的三元催化器能使尾氣中的NO和CO發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)污染的氣體,主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CO(g)+2NO(g)?N2(g)+2CO2(g)。如圖為相同時(shí)間內(nèi)不同溫度下汽車尾氣中NO的轉(zhuǎn)化率的變化情況.該反應(yīng)最佳的催化劑與溫度為 PtO—CeO2—OMS
PtO—CeO2—OMS
、250℃
250℃
。
Ⅱ.某些硝酸鹽分解,也會(huì)產(chǎn)生氮氧化物,已知如下反應(yīng):
a.2AgNO3(s)═2Ag(s)+2NO2(g)+O2(g)ΔHI>0
b.2NO2(g)?N2O4(g)ΔH2<0
(3)T1溫度時(shí),在2L的恒容密閉容器中投入0.05mol AgNO3(s)并完全分解,5分鐘時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,測(cè)得混合氣體的總物質(zhì)的量為0.06mol:
①下列情況能說(shuō)明體系達(dá)到平衡狀態(tài)的是 ac
ac
(填字母)。
A.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變
B.NO2的質(zhì)量不再改變
C.混合氣體的密度不再改變
D.O2的濃度不再改變
②若達(dá)到平衡時(shí),混合氣體的總壓強(qiáng)p=0.8MPa,反應(yīng)開(kāi)始到5min內(nèi)N2O4的平均反應(yīng)速率為 0.02
0.02
MPa?min-1。在該溫度下2NO2(g)?N2O4(g)的平衡常數(shù)Kp=0.225
0.225
Kp=(MPa)-1(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。[提示:用平衡時(shí)各組分分壓替代濃度計(jì)算的平衡常數(shù)叫壓強(qiáng)平衡常數(shù)(Kp),組分的分壓(p1)=平衡時(shí)總壓(p)×該組分的體積分?jǐn)?shù)(φ)]。
③實(shí)驗(yàn)測(cè)得v正=v消耗(NO2)=k正?c2(NO2),v逆=2v消耗(N2O4)=k逆?c(N2O4),k正、k逆為速率常數(shù)且只受溫度影響。則化學(xué)平衡常數(shù)K與速率常數(shù)k正、k逆的數(shù)學(xué)關(guān)系是K=。若將容器的溫度改變?yōu)門(mén)2時(shí),其k正=25k逆,則T1<
<
T2(填“>”、“<”或“=”)。