【題目】超音速飛機(jī)在平流層飛行時,尾氣中的NO會破壞臭氧層.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+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間的NO和CO濃度如表:
時間/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
C(NO)/molL﹣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)/molL﹣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 |
請回答下列問題(均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響):
(1)若1molNO和1molCO的總能量比1molCO2和0.5molN2的總能量大,則上述反應(yīng)的△H0(填寫“>”、“<”、“=”.)
(2)前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)= .
(3)計算4s時NO的轉(zhuǎn)化率 .
(4)下列措施能提高NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2的反應(yīng)速率的是 .
A.選用更有效的催化劑
B.升高反應(yīng)體系的溫度
C.降低反應(yīng)體系的溫度
D.縮小容器的體積
(5)研究表明:在使用等質(zhì)量催化劑時,增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率.為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律,某同學(xué)設(shè)計了三組實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中.
實驗編號 | T/℃ | NO初始濃度/molL﹣1 | CO初始濃度/molL﹣1 | 催化劑的比表面積/m2g﹣1 |
Ⅰ | 280 | 1.20×10﹣3 | 5.80×10﹣3 | 82 |
Ⅱ | 124 | |||
Ⅲ | 350 | 124 |
①請在上表格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù).
②請在給出的坐標(biāo)圖中,畫出上表中的Ⅰ、Ⅱ兩個實驗條件下混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖,并標(biāo)明各條曲線是實驗編號.
【答案】
(1)<
(2)1.875×10﹣4mol/L?s
(3)90%
(4)A,B,D
(5)280|1.20×10﹣3|5.80×10﹣3|1.20×10﹣3|5.80×10﹣3|
【解析】解:(1)2NO+2CO2CO2+N2 若1molNO和1molCO的總能量比1molCO2和0.5molN2的總能量大,則反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,所以反應(yīng)是放熱反應(yīng),△H<0,
所以答案是:<;
(2)前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速度v(NO)= =3.75×10﹣4mol/Ls:v(N2):v(NO)=1:2得到v(N2)=1.875×10﹣4mol/Ls,
所以答案是:1.875×10﹣4mol/Ls;
(3)4s時NO的轉(zhuǎn)化率= =90%,
所以答案是:90%;
(4)A.選用更有效的催化劑,增大反應(yīng)速率,故正確;
B.升高反應(yīng)體系的溫度,增大反應(yīng)速率,故正確;
C.降低反應(yīng)體系的溫度,減小反應(yīng)速率,故錯誤;
D.縮小容器的體積,相當(dāng)于增大濃度,增大反應(yīng)速率,故正確;
故選:ABD;
(5)①因Ⅰ、Ⅱ比表面積不同,則應(yīng)控制溫度相同,所有濃度應(yīng)控制相同來驗證催化劑比表面積對速率的影響;
I、Ⅲ比表面積相同,溫度不同,則所有濃度應(yīng)控制相同來驗證反應(yīng)溫度對速率的影響,
所以答案是:
實驗 編號 | t(℃) | NO初始濃度 (mol/L) | CO初始濃度 (mol/L) | 催化劑的 比表面積(m2/g) |
Ⅰ | ||||
Ⅱ | 280 | 1.20×10﹣3 | 5.80×10﹣3 | |
Ⅲ | 1.20×10﹣3 | 5.80×10﹣3 |
②因Ⅰ、Ⅱ溫度相同,催化劑對平衡移動無影響,則平衡不移動,但Ⅱ的速率大,則Ⅱ先達(dá)到化學(xué)平衡,Ⅰ、Ⅱ達(dá)平衡時NO的濃度相同,NO起始濃度為1.20×10﹣3;
表中的Ⅰ、Ⅱ兩個實驗條件下混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖為 ,
所以答案是: .
【考點精析】通過靈活運(yùn)用化學(xué)平衡的計算,掌握反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%;產(chǎn)品的產(chǎn)率=實際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%即可以解答此題.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Al-Ag2O電池是一種可用作水下動力的優(yōu)良電源,其原理如圖所示。該電池工作時總反應(yīng)式為2Al+3Ag2O+2NaOH=2NaAlO2+6Ag+H2O,則下列說法錯誤的是 ( )。
A. 工作時正極發(fā)生還原反應(yīng),且正極質(zhì)量逐漸減小
B. 當(dāng)電極上生成1.08 g Ag時,電路中轉(zhuǎn)移的電子為0.1 mol
C. Al電極的反應(yīng)式為Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O
D. 工作時電解液中的Na+移向Ag2O/Ag電極
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列對HCl、Cl2、H2O、NH3、CH4這組分子中共價鍵形成方式的分析正確的是( )
A. 都是σ鍵,沒有π鍵
B. 都是π鍵,沒有σ鍵
C. 既有π鍵,又有σ鍵
D. 除CH4外,都是σ鍵
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】對于10%H2O2的分解反應(yīng),下列措施能減緩其化學(xué)反應(yīng)速率的是( )
A.加入MnO2
B.加水稀釋
C.加熱
D.加入30%的H2O2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是
A. 乙烯通過聚合反應(yīng)可得到高分子材料
B. 聚丙烯的結(jié)構(gòu)單元是—CH2-CH2-CH2—
C. 碳纖維屬于合成有機(jī)高分子化合物
D. 聚乙烯塑料的老化是因為發(fā)生了加成反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】CO、CO2是火力發(fā)電廠釋放出的主要尾氣,為減少對環(huán)境造成的影響,發(fā)電廠試圖采用以下方法將其資源化利用,重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品。
(1)用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇的方法,可以將CO2變廢為寶。
已知在常溫常壓下,甲醇、CO的燃燒熱分別是726.5kJ·mol-1、110.5 kJ·mol-1。寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式:_____;
(2)CO與Cl2在催化劑的作用下合成光氣(COCl2)。某溫度下,向2L的密閉容器中投入一定量的CO和Cl2,在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng):CO(g) +Cl2(g) COCl2(g) ΔH = a kJ/mol反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表:
t/min | n(CO)/mol | n(Cl2)/mol |
0 | 1.20 | 0.60 |
1 | 0.90 | |
2 | 0.80 | |
4 | 0.20 |
①反應(yīng)0~2min末的平均速率v(COCl2)=__________mol/(L·min)。
②在2min~4min間,v(Cl2)正______v(Cl2)逆 (填“>”、“=”或“<”), 該溫度下K =______。
③已知X、L可分別代表溫度或壓強(qiáng),下圖表示L一定時,CO的 轉(zhuǎn)化率隨X的變化關(guān)系。X代表的物理量是__________;a_________0 (填“>”,“=”,“<”)。
(3)在催化劑作用下NO和CO轉(zhuǎn)化為無毒氣體:
2CO(g)+2NO(g)2CO2 (g)+N2 (g)
ΔH=-748 kJ·mol-1
①一定條件下,單位時間內(nèi)不同溫度下測定的氮氧化物轉(zhuǎn)化率如圖1所示。溫度高于710K時,隨溫度的升高氮氧化物轉(zhuǎn)化率降低的原因可能是____________________。
②已知:測定空氣中NO和CO含量常用的方法有兩種,方法1:電化學(xué)氣敏傳感器法。其中CO傳感器的工作原理如圖2所示,則工作電極的反應(yīng)式為______________________;方法2:氧化還原滴定法。用H2O2溶液吸收尾氣,將氮氧化物轉(zhuǎn)化為強(qiáng)酸,用酸堿中和滴定法測定強(qiáng)酸濃度。寫出NO與H2O2溶液反應(yīng)的離子方程式_______________。
(4)用CO和H2可以制備甲醇,反應(yīng)為CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),以甲醇為燃料,氧氣為氧化劑,KOH溶液為電解質(zhì)溶液,可制成燃料電池(電極材料為惰性電極)若電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量為0.8mol,當(dāng)有0.5mol甲醇參與反應(yīng)時,電解質(zhì)溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是_______________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】2015年8月12號接近午夜時分,天津濱海新區(qū)一處集裝箱碼頭發(fā)生爆炸。發(fā)生爆炸的是集裝箱內(nèi)的易燃易爆物品,爆炸火光震天,并產(chǎn)生巨大蘑菇云。根據(jù)掌握的信息分析,裝箱區(qū)的危險化學(xué)品可能有鉀、鈉、氯酸鈉、硝酸鉀、燒堿,硫化堿、硅化鈣、三氯乙烯、氯碘酸等。運(yùn)抵區(qū)的危險化學(xué)品可能有環(huán)己胺、二甲基二硫、甲酸、硝酸銨、氰化鈉、4,6-二硝基苯-鄰仲丁基苯酚等。
回答下列問題:
(1)在組成NH4NO3、NaCN兩種物質(zhì)的元素中第一電離能最大的是__________(填元素符號),解釋原因_____________________________________________
(2)二甲基二硫和甲酸中,在水中溶解度較大的是 (填名稱),原因是_______;燒堿所屬的晶體類型為______;硫化堿(Na2S)的S2-的基態(tài)電子排布式是____________。
(3)硝酸銨中,NO3-的立體構(gòu)型為 ,中心原子的雜化軌道類型為__________
(4)1mol化合物NaCN中CN-所含的π鍵數(shù)為______,與CN-互為等電子體的分子有 。(CN)2又稱為擬鹵素,實驗室可以用氰化鈉、二氧化錳和濃硫酸在加熱條件下制得,寫成該制備的化學(xué)方程式___________。
(5)鈉鉀合金屬于金屬晶體,其某種合金的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。合金的化學(xué)式為____________;晶胞中K 原子的配位數(shù)為 ;已知金屬原子半徑r(Na)=186pm、r(K)=227pm,計算晶體的空間利用率 ________(列出計算式,不需要計算出結(jié)果)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】高鐵電池是一種新型可充電電池,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,放電時的總反應(yīng)式為3Zn +2K2FeO4+8H2O =3Zn(OH)2 +2Fe(OH)3 +4KOH。下列敘述正確的是( )
A.放電時,正極區(qū)溶液的pH減小
B.放電時,負(fù)極反應(yīng)式為3Zn-6e-+6OH-=3Zn(OH)2
C.充電時,每轉(zhuǎn)移3 mol電子,陽極有1 mol Fe(OH)3被還原
D.充電時,電池的鋅電極接電源的正極
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知可逆反應(yīng)CO + H2O(g) CO2 + H2 , 達(dá)到平衡時,K = ,K是常數(shù),只與溫度有關(guān),與濃度無關(guān)。
(1)830K時,若起始時:c (CO) = 2 mol/L,c (H2O) = 3 mol/L,平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為60%,水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為;K值為。
(2)830K,若只將起始時c (H2O)改為6 mol/L,則水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為。
(3)若830K時,起始濃度c (CO) = a mol/L,c (H2O) = b mol/L,H2的平衡濃度c (H2) = c mol/L。
①a、b、c之間的關(guān)系式是;
②當(dāng)a = b時,a = c。
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