【題目】2016年初,霧霾天氣多次肆虐我國(guó)中東部地區(qū)。其中,汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一。
I.汽車尾氣凈化的主要原理為:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g),正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
(1)下列說(shuō)法正確的是_______________。
A.裝有尾氣凈化裝置的汽車排出的氣體中一定不再含有NO或CO
B.提高尾氣凈化效率的最佳途徑是研制高效催化劑
C.升高溫度可使該反應(yīng)的正反應(yīng)速率增大、逆反應(yīng)速率減小
D.單位時(shí)間內(nèi)消耗NO和CO2的物質(zhì)的量相等時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡
(2)已知增大催化劑的比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗(yàn)證溫度、催化劑的比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律,某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在線面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中,請(qǐng)?jiān)谙卤碇械臋M線上填出合理數(shù)據(jù):
實(shí)驗(yàn)編號(hào) | t(℃) | NO初始濃度(10-3mol·L-1) | CO初始濃度(10-3mol·L-1) | 催化劑的比表面積(m2·g) |
① | 280 | 1.20 | 5.80 | 82 |
② | ______ | 1.20 | ______ | 124 |
③ | 350 | ______ | ______ | 82 |
實(shí)驗(yàn)①中,NO的物質(zhì)的量濃度(c)隨時(shí)間(t)的變化如下圖所示。請(qǐng)?jiān)诮o出的坐標(biāo)圖中畫出實(shí)驗(yàn)②、③中NO的物質(zhì)的量濃度(c)隨時(shí)間(t)的變化的曲線______,并標(biāo)明各曲線的實(shí)驗(yàn)編號(hào)。
在280℃下,0~2 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2) = ________________________。
II.直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。
(3)煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物,用CH4催化還原氮氧化物(NOx)可以轉(zhuǎn)化成無(wú)毒害的空氣組分,從而消除氮氧化物的污染。請(qǐng)寫出CH4催化還原NO2的化學(xué)方程式:_______________________________________________________。
(4)將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用,可達(dá)到低碳排放的目的。右上圖是通過(guò)人工光合作用,以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖。催化劑a表面發(fā)生_______反應(yīng)(填“氧化”或“還原”),總反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。
【答案】 BD 280 5.80 1.20 5.80 0.0002 mol·(L·s) -1 CH4 +2NO2 == N2+CO2+2H2O 氧化 2CO2 +2H2O==2HCOOH+O2
【解析】I.(1)A、該反應(yīng)為可逆反應(yīng),不能完全轉(zhuǎn)化,排出的氣體中一定含有NO或CO,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B、研制高效催化劑可提高反應(yīng)速率,解決反應(yīng)極慢的問(wèn)題,有利于尾氣的轉(zhuǎn)化,選項(xiàng)B正確;C、升高溫度可使該反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率都增大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D、單位時(shí)間內(nèi)消耗NO和CO2的物質(zhì)的量相等時(shí),證明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),選項(xiàng)D正確。答案選BD;(2)因①、②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(lái)驗(yàn)證催化劑比表面積對(duì)速率的影響;①、③比表面積相同,溫度不同,則所有濃度應(yīng)控制相同來(lái)驗(yàn)證反應(yīng)溫度對(duì)速率的影響;故答案為:280,5.80; 1.20,5.80;因①、②溫度相同,催化劑對(duì)平衡移動(dòng)無(wú)影響,則平衡不移動(dòng),但②的速率大,則②先達(dá)到化學(xué)平衡,①、②達(dá)平衡時(shí)NO的濃度相同;而③的溫度高,則反應(yīng)速率最大且平衡向逆方向移動(dòng),即達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)c(NO)增大,故答案為:;在280℃下,0~2 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2) = v(NO)= =2.0×10-4mol/(Ls);
II.(3)CH4催化還原NO2生成氮?dú)狻⒍趸己退,其反?yīng)的化學(xué)方程式為:CH4 +2NO2= N2+CO2+2H2O;(4)將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用,可達(dá)到低碳排放的目的。右上圖是通過(guò)人工光合作用,以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖。催化劑a表面發(fā)生氧化反應(yīng),總反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2CO2 +2H2O==2HCOOH+O2。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】甲、乙兩種溶液中分別含有大量的Cu2+、K+、H+、Cl-、CO32-、OH-這6種離子中的3種(兩種溶液中的離子不重復(fù)),已知乙溶液為無(wú)色溶液,則甲溶液中大量存在的離子是( )
A. Cu2+、H+、Cl- B. K+、OH- 、CO32- C. CO32-、OH-、Cl- D. K+、H+、Cl-
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在NO2與水的反應(yīng)中,NO2的作用是( )
A. 還原劑 B. 氧化劑
C. 既是氧化劑又是還原劑 D. 既不是氧化劑又不是還原劑
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】將1.12 g鐵粉加到25 mL 2 mol/L的氯化鐵溶液中,完全反應(yīng)后,其結(jié)果是
A. 鐵有剩余,溶液呈淺綠色,c(Cl-)基本不變
B. 往溶液中滴加無(wú)色KSCN溶液,未顯紅色
C. 溶液中n(Fe2+)與n(Fe3+)之比為6∶1
D. 氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶5
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在元素周期表中,第一、二、三、四周期元素的數(shù)目分別是( )
A. 2、8、8、18 B. 2、8、18、18
C. 2、18、18、18 D. 2、8、18、32
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列各轉(zhuǎn)化關(guān)系中,不能由一步反應(yīng)直接實(shí)現(xiàn)的是( )
A. 乙炔→聚氯乙烯B. 甲苯→鄰硝基甲苯
C. 乙醇→溴乙烷D. 乙烯→乙醇
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】往盛氯水的試管里滴入少量紫色石蕊試液,觀察到的現(xiàn)象是 ( )
A. 紫色石蕊試液顯藍(lán)色
B. 紫色石蕊試液顯紅色
C. 紫色石蕊試液的顏色消失
D. 紫色石蕊試液先顯紅色,后紅色消失
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】與OH-具有相同質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)的粒子是( )
A. H2O B. F-
C. Na+ D. NH3
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