I、超音速飛機(jī)在平流層飛行時(shí),尾氣中的NO會(huì)破壞臭氧層。科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)處理尾氣,化學(xué)方程式為2NO + 2CO2CO2 + N2,為了測定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率,在某溫度下用氣體傳感器測得不同時(shí)間的NO和CO濃度如下表:
時(shí)間/s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
c(NO)/mol·L-1 |
1.00×10-3 |
4.50× 10-4 |
2.50×10-4 |
1.50×10-4 |
1.00×10-4 |
1.00×10-4 |
c(CO)/mol·L-1 |
3.60×10-3 |
3.05×10-3 |
2.85×10-3 |
2.75×10-3 |
2.70×10-3 |
2.70×10-3 |
請回答(均不考慮溫度變化對催化效率的影響):
(1)若上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K,隨溫度增高而減小,則反應(yīng)的ΔH 0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速度v (N2)= 。
(3)該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 。
II、甲醇空氣燃料電池(酸性電解質(zhì)溶液)的工作原理如下圖一所示。
(1)該電池正極的電極反應(yīng)式為 。
(2)以上述電池為電源,構(gòu)成圖二電解池 ,其中X、Y為石墨,a為KCl溶液,寫出電解總反應(yīng)的離子方程式 。
(3)常溫時(shí),按“(2)”電解一段時(shí)間后,取25mL上述電解后的溶液,滴加0.2mol/L的醋酸溶液,滴加過程的pH變化如圖三所示,則C點(diǎn)對應(yīng)溶液中各離子濃度的大小關(guān)系為(忽略電解后溶液中的其他成分,只考慮其中的堿與加入的酸 ) 。
(共12分,每空2分)
I (1)< (2)1.875×10-4 mol·L-1·S-1 或1.9×10-4 mol·L-1·S-1 等等(3)5000
II(1)O2+ 4H+ + 4e- = 2H2O
(2)2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
(3)c(CH3COO-)> c(K+) > c(H+)> c(OH-)
【解析】
試題分析:I(1)因該反應(yīng)2NO+2CO2CO2+N2中氣體減少,則△S<0非自發(fā),
由反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,則△H-T△S<0,即該反應(yīng)一定是放熱才有可能自發(fā)進(jìn)行,
放熱反應(yīng)的△H<0,故答案為:<;
(2)由化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,則
υ(N2)=1/2υ(NO)≈1.88×10-4mol?L-1?s-1,故答案為:1.88×10-4mol?L-1?s-1;
(3)由表格中的數(shù)據(jù)可知到4s時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡,則
2NO+2CO2CO2+N2
開始1.00×10-33.60×10-3 0 0
轉(zhuǎn)化9×10-49×10-49×10-4 4.50×10-4
平衡1.00×10-4 2.70×10-3 9×10-44.50×10-4
則K=[(9×10-4)2?(4.5×10-4)]/[ (1×10-4)2?(2.7×10-3)2] =5000,故答案為:5000;
II、(1)正極充入的是O2,得到電子,電極式為O2+ 4H+ + 4e- = 2H2O。
(2)電解KCl溶液的離子方程式為2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-。
(3) ““(2)”電解一段時(shí)間后的溶液為堿性,滴入醋酸溶液后酸性增強(qiáng),C點(diǎn)的各離子濃度的大小關(guān)系為c(CH3COO-)> c(K+) > c(H+)> c(OH-)。
考點(diǎn):化學(xué)平衡的計(jì)算;反應(yīng)速率的定量表示方法;化學(xué)平衡的影響因素;探究濃度、催化劑對化學(xué)平衡的影響;電解原理的應(yīng)用
點(diǎn)評:本題綜合考查反應(yīng)速率、反應(yīng)方向、化學(xué)平衡、電解原理等知識,并注重考查了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)化學(xué)的設(shè)計(jì)思路,充分體現(xiàn)了新課程變化,同時(shí)又注重了對高考熱點(diǎn)的考查,是較好的一道綜合題。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
催化劑 |
時(shí)間/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO)/mol?L-1 | 1.00×10-3 | 4.50×10-4 | 2.50×10-4 | 1.50×10-4 | 1.00×10-4 | 1.00×10-4 |
c(CO)/mol?L-1 | 3.60×10-3 | 3.05×10-3 | 2.85×10-3 | 2.75×10-3 | 2.70×10-3 | 2.70×10-3 |
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科目:高中化學(xué) 來源:2013屆湖南省懷化市高三上學(xué)期期末考試化學(xué)試卷(帶解析) 題型:填空題
I、超音速飛機(jī)在平流層飛行時(shí),尾氣中的NO會(huì)破壞臭氧層?茖W(xué)家正在研究利用催化技術(shù)處理尾氣,化學(xué)方程式為2NO + 2CO2CO2 + N2,為了測定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率,在某溫度下用氣體傳感器測得不同時(shí)間的NO和CO濃度如下表:
時(shí)間/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO)/mol·L-1 | 1.00×10-3 | 4.50× 10-4 | 2.50×10-4 | 1.50×10-4 | 1.00×10-4 | 1.00×10-4 |
c(CO)/mol·L-1 | 3.60×10-3 | 3.05×10-3 | 2.85×10-3 | 2.75×10-3 | 2.70×10-3 | 2.70×10-3 |
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科目:高中化學(xué) 來源:2012-2013學(xué)年湖北省荊州市高三畢業(yè)班質(zhì)量檢查(Ⅰ)化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題
(I某氮肥廠氨氮廢水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在。在微生物作用下,NH4+經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO3-,兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下:
(1)1 mo1NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的熱化學(xué)方程式是 _ 。
(2)在一定條件下,向廢水中加入CH3OH,將HNO3還原成 N2,若該反應(yīng)消耗32gCH3OH轉(zhuǎn)移6mol電子,則參加反應(yīng)的還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是_ 。
(B)超音速飛機(jī)在平流層飛行時(shí),尾氣中的NO會(huì)破壞臭氧層。科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)
將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2,化學(xué)方程式如下:2NO十2CO2CO2+ N2 △H
某溫度下用氣體傳感器測得不同的時(shí)間的NO和CO濃度如下表:
請回答下列問題(均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響):
(1)在上述條件下反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,則反應(yīng)的△H 0(填寫“>”、“<”、“=”)
(2)在該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K= (只寫出計(jì)算結(jié)果);
(3)某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn),分別驗(yàn)證溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律,
部分實(shí)驗(yàn)條件如下表:
該同學(xué)畫出了表中三個(gè)實(shí)驗(yàn)條件下,混合氣體中NO濃度隨時(shí)間變化的趨勢曲線圖,請?jiān)趫D上標(biāo)明各條曲線的實(shí)驗(yàn)編號;
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科目:高中化學(xué) 來源:2010-2011學(xué)年新疆烏魯木齊地區(qū)高三第三次診斷性測試(理綜)化學(xué)部分 題型:填空題
(I)某氮肥廠氨氮廢水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在。在微生物作用下,NH4+經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO3-,兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下:
[來源:學(xué),科,網(wǎng)]
(1)1molNH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的熱化學(xué)方程式是 。
(2)在一定條件下,向廢水中加入CH3OH,將HNO3還原成N2,若該反應(yīng)消耗32gCH3OH轉(zhuǎn)移6mol電子,則參加反應(yīng)的還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是 。
(Ⅱ)超音速飛機(jī)在平流層飛行時(shí),尾氣中的NO會(huì)破壞臭氧層?茖W(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2,化學(xué)方程式如下:
2NO+2CO2CO2+N2 △H
某溫度下用氣體傳感器測得不同的時(shí)間的NO和CO濃度如下表:
時(shí)間/s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
C(NO)(×10-4mol·L-1) |
10.0 |
4.50 |
2.50 |
1.50 |
1.00 |
1.00 |
C(CO)(×10-3mol·L-1) |
3.60 |
3.05 |
2.85 |
2.75 |
2.70 |
2.70 |
請回答下列問題(均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響):
(1)在上述條件下反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,則反應(yīng)的△H 0(填寫“>”、“<”、“=”)
(2)前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)= ;
(3)在該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K= (只寫出計(jì)算結(jié)果);
(4)某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn),分別驗(yàn)證溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律,部分實(shí)驗(yàn)條件如下表:
實(shí)驗(yàn)編號 |
T/℃ |
NO初始濃度/mol·L-1 |
CO初始濃度/mol·L-1 |
催化劑的比表面積/m2·g-1 |
I |
280 |
1.20×10-3 |
5.80×10-3 |
82 |
II |
280 |
1.20×10-3 |
5.80×10-3 |
124 |
III |
350 |
1.20×10-3[來源:學(xué).科.網(wǎng)] |
5.80×10-3 |
124 |
該同學(xué)畫出了表中三個(gè)實(shí)驗(yàn)條件下,混合氣體中NO濃度隨時(shí)間變化的趨勢曲線圖,請?jiān)趫D上標(biāo)明各條曲線的實(shí)驗(yàn)編號;
(5)有人認(rèn)為:催化劑比表面積增大,會(huì)提高NO和CO的反應(yīng)效率,從而使污染物NO和CO的轉(zhuǎn)化率提高。請用化學(xué)基本理論對此觀點(diǎn)進(jìn)行評價(jià): 。
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