【題目】汽車尾氣的主要成分有CO、SO2、氮氧化物等,科研工作者目前正在嘗試以二氧化鈦(TiO2)催化分解汽車尾氣的研究。

1)已知:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH1=-113.0KJ/mol

2SO2(g)+O2(g)=2SO3(1) ΔH2=-288.4KJ/mol

N2(g) + O2(g) = 2NO(g) H3=+180.5 kJ·mol1

請(qǐng)判斷反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)=NO(g)+SO3(1) ΔH4,在低溫下能否自發(fā)進(jìn)行,并說(shuō)明理由______________________。

2)已知TiO2催化尾氣降解原理為:2CO(g)+O2(g) 2CO2(g); 2H2O(g)+4NO(g)+O2(g) 4HNO3(g)。

.O2濃度幾乎不變的條件下,模擬CONO的降解,得到降解率隨時(shí)間變化如圖1所示(),反應(yīng)40秒后檢測(cè)HNO3氣體濃度有所降低,請(qǐng)用化學(xué)方程式結(jié)合化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)解釋出現(xiàn)該現(xiàn)象可能的原因_______________________。

Ⅱ.2為在不同顆粒間隙的瀝青混凝土(αβ型)和不同溫度下,實(shí)驗(yàn)進(jìn)行相同一段時(shí)間(t秒)后測(cè)得的CO降解率變化,回答謝列問(wèn)題:

①已知50℃t秒時(shí)容器中O2濃度為0.01mol/L,求此溫度下CO降解反應(yīng)的平衡常數(shù)_______

②下列關(guān)于圖2的敘述不正確的是_________

A.根據(jù)降解率由b點(diǎn)到c點(diǎn)隨溫度的升高而增大,可知CO降解反應(yīng)的平衡常數(shù)Kb<Kc

B.相同溫度下β型瀝青混凝土中CO降解速率比α型要大

C.a點(diǎn)的數(shù)據(jù)反映出COO2之間所發(fā)生的有效碰撞頻率是整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中最高的

D.d點(diǎn)降解率出現(xiàn)突變的原因可能是溫度升高后催化劑失效

③科研團(tuán)隊(duì)以β型瀝青混凝土顆粒為載體,將TiO2改為催化效果更好的TiO2納米管,在10-60℃范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),請(qǐng)?jiān)趫D2中用線段與陰影仿照示例描繪出CO降解率隨溫度變化的曲線可能出現(xiàn)的最大區(qū)域范圍(示例:)。________________________

3TiO2納米管的制備是在弱酸性水溶液中以金屬鈦為陽(yáng)極進(jìn)行電解,寫出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式_______。

【答案】 經(jīng)計(jì)算ΔH4=113.0-288.4×0.5=-87.7KJ/mol<0,且可判斷反應(yīng)的ΔS<0,故在低溫下可自發(fā)進(jìn)行 40秒后發(fā)生反應(yīng)2NO=N2+O2生成氮?dú)猓⑶?/span>NO濃度降低,平衡2H2O+4NO+O24HNO3逆向移動(dòng),造成HNO3濃度降低 AC Ti-4e-+2H2O=TiO2+4H+

【解析】試題分析:(1)根據(jù)△HT△S判斷;Ⅰ. 40秒后發(fā)生反應(yīng)2NO=N2+O2生成氮?dú)猓⑶?/span>NO濃度降低;據(jù)此分析平衡移動(dòng);Ⅱ. ①根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算;②根據(jù)影響反應(yīng)速率和反應(yīng)限度的因素分析;(3)陽(yáng)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng);

解析:(1)①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH1=-113.0kJ/mol

②2SO2(g)+O2(g)=2SO3(1) ΔH2=-288.4kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律②×-①× NO2(g)+SO2(g)=NO(g)+SO3(1) ΔH3=(113.0-288.4)×0.5=-87.7kJ/mol;氣體物質(zhì)的量減少,ΔS<0ΔH<0,根據(jù)HTS<0能自發(fā)進(jìn)行,所以在低溫下可自發(fā)進(jìn)行;(2)Ⅰ.40秒后發(fā)生反應(yīng)2NO=N2+O2生成氮?dú),并?/span>NO濃度降低,NO濃度降低使平衡2H2O+4NO+O24HNO3逆向移動(dòng),造成HNO3濃度降低;Ⅱ. ①設(shè)初始CO的濃度為a mol/L

;

②A.根據(jù)降解率由b點(diǎn)到c點(diǎn)隨溫度的升高而增大,b點(diǎn)不是平衡狀態(tài),故A錯(cuò)誤;

B. 根據(jù)圖示,相同溫度下β型瀝青混凝土反應(yīng)速率快,故B正確;

C.溫度越高,有效碰撞頻率越高,故C錯(cuò)誤;

D.在適宜的溫度下催化劑的效果最好,故D正確;

③催化劑加快反應(yīng)速率,所以10℃、t秒時(shí)就達(dá)到平衡,根據(jù)升高溫度平衡轉(zhuǎn)化率降低,可得圖像如下

(3)以金屬鈦為陽(yáng)極進(jìn)行電解,陽(yáng)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),生成TiO2,陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為Ti-4e-+2H2O=TiO2+4H+。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】原子序數(shù)依次遞增且都小于36X、Y、Z、Q、W五種元素,其中X是原子半徑最小的元素,Y原子基態(tài)時(shí)最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍,Q原子基態(tài)時(shí)2p原子軌道上有2個(gè)未成對(duì)的電子,W元素的原子結(jié)構(gòu)中3d能級(jí)有4個(gè)未成對(duì)電子;卮鹣铝袉(wèn)題:

1Y2X2分子中Y原子軌道的雜化類型為 Y2X2分子中σ鍵和π鍵個(gè)數(shù)比為 。

2化合物ZX3的沸點(diǎn)比化合物YX4的高,其主要原因是 。

3元素Y的一種氧化物與元素Z的一種氧化物互為等電子體,元素Z的這種氧化物的分子式是 。

4元素W能形成多種配合物,如:W(CO)5等。

基態(tài)W3+M層電子排布式為 。

W(CO)5常溫下呈液態(tài),熔點(diǎn)為20.5℃,沸點(diǎn)為103℃,易溶于非極性溶劑,據(jù)此可判斷W(CO)5晶體屬于 晶體(填晶體類型),該晶體中W的化合價(jià)為

5下列有關(guān)的說(shuō)法正確的是 。

A.分子晶體中,共價(jià)鍵鍵能越大,該分子晶體的熔沸點(diǎn)越高

B.電負(fù)性順序:XYZQ

C.因?yàn)榫Ц衲?/span>CaOKCl高,所以KClCaO熔點(diǎn)低

DH2 YO3的分子結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)非羥基氧,故其為中強(qiáng)酸

6QNa形成的一種只含有離子鍵的離子化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖4,距一個(gè)陰離子周圍最近的所有陽(yáng)離子為頂點(diǎn)構(gòu)成的幾何體為 。已知該晶胞密度為ρ g/cm3,阿伏加德羅常數(shù)為NA,求晶胞邊長(zhǎng)a= pm。(用含ρ、NA的計(jì)算式表示)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】用50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液在如圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過(guò)測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱;卮鹣铝袉(wèn)題:

(1)從實(shí)驗(yàn)裝置上看,圖中尚缺少的一種玻璃儀器是 。

(2)大燒杯上如不蓋硬紙板,求得的中和熱數(shù)值 (填“偏大、偏小、無(wú)影響”)

(3)如果用60mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比,所放出的熱量 (填“相等、不相等”),所求中和熱△H_____ (填“相等、不相等”)

(4)如果用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),所求的中和熱△H會(huì) (填“偏大”、“偏小”、“無(wú)影響”) 若用KOH代替NaOH,實(shí)驗(yàn)所測(cè)的熱量會(huì)_________________(填“偏大”、“偏小”、“無(wú)影響”)。

(5)他們記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:

實(shí)驗(yàn)用品[

溶液溫度

中和熱

△H

起始平

均溫度

反應(yīng)最高溫度

50mL,0.55mol.L-1NaOH

50mL,0.5mol.L-1HCl

20℃

23.3℃

50mL,0.55mol.L-1NaOH

50mL,0.5mol.L-1HCl

20℃

23.5℃

已知反應(yīng)后溶液的比熱容C為4.18KJ·℃-1· Kg-1,各物質(zhì)的密度均視為1g·cm-3。

①根據(jù)上表數(shù)據(jù)計(jì)算中和熱△H=__________(保留至小數(shù)點(diǎn)后一位)

②根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫出NaOH溶液與HCl溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:

(6)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)值結(jié)果與57.3 kJ/mol有偏差,產(chǎn)生偏差的原因可能是(填字母)_______________。

A.實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差

B.量取稀鹽酸溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)

C.一次性把NaOH溶液倒入盛有鹽酸的小燒杯中

D.用溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接測(cè)定HCl溶液的溫度

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】2008 年北京奧運(yùn)會(huì),火炬燃料是環(huán)保燃料 C3H8 , 下列說(shuō)法中正確的是(
A.利用丙烷的燃燒反應(yīng),可以設(shè)計(jì)成原電池
B.選用丙烷作燃料,除了環(huán)保外,還因?yàn)樗爻合率且簯B(tài),便于儲(chǔ)存
C.火炬燃燒時(shí),存在兩種能量轉(zhuǎn)化形式
D.C3H8燃燒反應(yīng)中反應(yīng)物的鍵能和大于生成物鍵能和

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列物質(zhì)既能與鹽酸反應(yīng),又能與NaOH溶液反應(yīng)的是

A. (NH4)2CO3 B. AlCl3 C. NaAlO2 D. CH3COONa

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】無(wú)水FeCl3在空氣中易潮解,遇水水解,加熱易升華,實(shí)驗(yàn)室可用下列裝置制備。

(1)反應(yīng)開(kāi)始后,裝置D硬質(zhì)玻璃管中出現(xiàn)的現(xiàn)象為__________。

(2)裝置F中所盛的試劑為___________。

(3)下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中,不正確的是__________。

A.B裝置的作用是除去HCl,并能減少Cl2的溶解

B.E裝置中冷水的作用是冷卻,使FeCl3冷卻沉積

C.若氯氣不足則會(huì)產(chǎn)生FeCl2

D.向燒瓶中加入足量的AgNO3和稀硝酸,可確定生成的MnCl2的質(zhì)量

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列關(guān)于酸堿中和滴定的說(shuō)法正確的是

A. 強(qiáng)酸滴定弱堿時(shí)可用酚酞作指示劑

B. 滴定時(shí)向待測(cè)液中滴入標(biāo)準(zhǔn)液的速率應(yīng)先快后慢

C. 滴定過(guò)程中,眼睛應(yīng)始終注視著滴定管的刻度線

D. 若操作無(wú)失誤,只需滴定次即可

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】25 ℃時(shí),用濃度為0.1000 mol·L-1的NaOH溶液滴定25.00 mL濃度均為0.1000 mol·L-1的三種酸HX、HY、HZ,滴定曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是:

A.在相同溫度下,同濃度的三種酸溶液的導(dǎo)電能力順序:HZ<HY<HX

B.根據(jù)滴定曲線,可得Ka(HY)=1×10-5

C.將上述HX、HY溶液等體積混合后,用NaOH溶液滴定至HX恰好完全反應(yīng)時(shí):

c(X)>c(Y)>c(OH)>c(H)

D.HY與HZ混合,達(dá)到平衡時(shí)c(H)=+c(Z)+c(OH)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列元素中,屬于金屬元素的是(
A.C
B.Cu
C.N
D.Ar

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同步練習(xí)冊(cè)答案