2013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。
(1)汽車尾氣凈化的主要原理為: 。在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)時(shí),c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時(shí)間(t)的變化曲線,如右圖所示。
         
據(jù)此判斷:
①該反應(yīng)的△H   0(填“>”、“<”)。
②在T2溫度下,0~2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=        。
③當(dāng)固體催化劑的質(zhì)量一定時(shí),增大其表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。若催化劑的表面積S1>S2,在上圖中畫出c(CO2)在T1、S2條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線。
④若該反應(yīng)在恒容的密閉體系中進(jìn)行,下列示意圖正確且能說明該反應(yīng)進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是     (填代號(hào)) 

(2)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問題。
①煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物,用CH4催化還原NOX可以消除氮氧化物的污染。
例如:

寫出CH4 (g)催化還原N2O4(g)生成N2 (g)和H2O (g)的熱化學(xué)方程式                。
②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。右圖是通過人工光合作用,以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖。催化劑b表面發(fā)生的電極反應(yīng)式為         。

(14分)(1)  ①<.(2分) ②  0.025mol/(L·s)(3分).
③          (2分) ④ a  d(2分)
(2)  ① CH4(g)+N2O4(g) = N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)= -810.1KJ/mol。(3分)
② CO2+2H+2e=HCOOH.(2分)

解析試題分析:(1)①根據(jù)圖像可知在催化劑表面積相同的條件下,T1首先達(dá)到平衡狀態(tài),這說明溫度是T1大于T2。但溫度高CO2的濃度低,這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以正方應(yīng)是放熱反應(yīng),即△H小于0。
②在T2溫度下,0~2s內(nèi)CO2的濃度增加了0.1mol/L,則氮?dú)獾臐舛仍黾恿?.05molk/L,所以氮?dú)獾钠骄磻?yīng)速率v(N2)=0.05mol/L÷2s=0.025mol/(L·s)。
③當(dāng)固體催化劑的質(zhì)量一定時(shí),增大其表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。若催化劑的表面積S1>S2,則反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間減少,但平衡狀態(tài)是不變的,所以曲線是(見答案)。
④在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)中正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)(但不為0),各種物質(zhì)的濃度或含量均不再發(fā)生變化的狀態(tài),是化學(xué)平衡狀態(tài),所以d可以說明。由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則氮?dú)獾臐舛仁墙档偷,所以a圖像可以說明,正確;根據(jù)方程式可知CO2和氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量總是滿足2:1的,所以b圖像不能說明,b不正確;平衡時(shí)濃度不再生變化,但物質(zhì)之間的濃度不一定相等或滿足某種關(guān)系,所以選項(xiàng)c中不能說明,且二者的濃度是變化的,沒有達(dá)到平衡狀態(tài),答案選ad。
(2)①根據(jù)蓋斯定律可知,前者減去后者,即得到反應(yīng)CH4(g)+N2O4(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱=-867kJ/mol+56.9kJ/mol=-810.1kJ/mol。
②根據(jù)裝置圖可知,氫離子向b電極移動(dòng),這說明b電極是正極,得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),所以電極反應(yīng)式是CO2+2H+2e=HCOOH。
考點(diǎn):考查反應(yīng)熱的判斷、外界條件對(duì)平衡狀態(tài)的影響、平衡狀態(tài)的判斷、反應(yīng)速率和反應(yīng)熱的計(jì)算以及電極反應(yīng)式的書寫
點(diǎn)評(píng):該題是高考中的常見題型,難度大,綜合性強(qiáng),對(duì)學(xué)生的要求高。試題在注重對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)鞏固和訓(xùn)練的同時(shí),側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練,有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力,提高學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力,提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(2013?臨沂一模)2013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.

(1)汽車尾氣凈化的主要原理為:2NO(g)+2CO(g)
催化劑
2CO2(g)+N2(g).在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)時(shí),c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時(shí)間(t)的變化曲線,如圖1所示.
據(jù)此判斷:
①該反應(yīng)的△H
0(填“>”、“<”).
②在B溫度下,0~2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=
0.05mol/(L?s),
0.05mol/(L?s),

③當(dāng)固體催化劑的質(zhì)量一定時(shí),增大其表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率.若催化劑的表面積S1>S2,在上圖中畫出c(CO2)在T1、S2條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線.
④若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行,圖2示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是
bd
bd
 (填代號(hào)).
(2)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問題.
①煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物,用CH4催化還原NOX可以消除氮氧化物的污染.
例如:
CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-867kJ/mol
2NO2(g)?N2O4(g)△H2=-56.9kJ/mol
寫出CH4(g)催化還原N2O4(g)生成N2(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式
CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-810.1kJ/mol
CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-810.1kJ/mol

②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.圖3是通過人工光合作用,以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖.催化劑b表面發(fā)生的電極反應(yīng)式為
CO2+2H++2e-=HCOOH
CO2+2H++2e-=HCOOH

③常溫下,0.1mol/L的HCOONa溶液pH為10,則HCOOH的電離常數(shù)Ka=
10-7
10-7

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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014學(xué)年高考化學(xué)二輪專題沖刺第6講 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡練習(xí)卷(解析版) 題型:填空題

2013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。

(1)汽車尾氣凈化的主要原理為2NO(g)2CO(g) 2CO2(g)N2(g)。在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)時(shí),c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時(shí)間(t)的變化曲線如圖所示。

據(jù)此判斷:

該反應(yīng)的ΔH________0(“>”“<”)

T2溫度下,02 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)______________________。

當(dāng)固體催化劑的質(zhì)量一定時(shí),增大其表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。若催化劑的表面積S1>S2,在上圖中畫出c(CO2)T1、S2條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線。

若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行,下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填代號(hào))。

(2)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問題。

煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物,用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。

例如:CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g) ΔH1=-867 kJ/mol

2NO2(g)??N2O4(g) ΔH2=-56.9 kJ/mol

寫出CH4(g)催化還原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)H2O(g)的熱化學(xué)方程式________________________________________________________________________。

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。如圖是通過人工光合作用,以CO2H2O為原料制備HCOOHO2的原理示意圖。催化劑b表面發(fā)生的電極反應(yīng)式為__________________________。

常溫下,0.1 mol·L1HCOONa溶液pH10,則HCOOH的電離常數(shù)Ka________。

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014學(xué)年湖北省高三上學(xué)期12月月考化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題

Ⅰ、下列實(shí)驗(yàn)操作或?qū)?shí)驗(yàn)事實(shí)的描述正確的是____________________

① 用量筒量取稀硫酸溶液8.0mL;

②中和熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中,可用金屬絲(棒)代替環(huán)形攪拌玻璃棒;

③用熱的濃鹽酸洗滌附著有MnO2的試管;

④在硫酸銅晶體結(jié)晶水含量的測(cè)定中,若加熱后的無水硫酸銅粉末表面發(fā)黑,則所測(cè)結(jié)晶水含量可能會(huì)偏高 ;

⑤Fe(OH)3膠體與FeCl3溶液可用過濾的方法分離;

⑥用堿式滴定管量取KMnO4溶液20.50mL ;

⑦將水沿?zé)瓋?nèi)壁緩緩注入濃硫酸中,不斷用玻璃棒攪拌以稀釋濃硫酸;

⑧用濕潤(rùn)的pH試紙測(cè)量某溶液pH時(shí),測(cè)量值一定比真實(shí)值;

⑨鋅和一定量稀硫酸反應(yīng),為加快速率而不影響H2的量可向溶液中加適量Cu(NO3)2晶體。

Ⅱ、2013年初,霧霾天氣多次肆虐天津、北京等地區(qū)。其中,燃煤和汽車尾氣是造成空氣污染的原因之一。

(1)汽車尾氣凈化的主要原理為:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)!鱄<0

①該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式                                       

②若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行,下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是             (填代號(hào))。

(2)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問題。

煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物,用CH4催化還原NOX可以消除氮氧化物的污染。

已知:①CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H=-867 kJ/mol

②2NO2(g) N2O4(g)   △H=-56.9 kJ/mol

③H2O(g) = H2O(l)   ΔH = -44.0 kJ/mol

寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的熱化學(xué)方程式:                   。

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2012-2013學(xué)年天津市高三第四次月考化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題

2013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。

(1)汽車尾氣凈化的主要原理為: 。在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)時(shí),c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時(shí)間(t)的變化曲線,如右圖所示。

         

據(jù)此判斷:

①該反應(yīng)的△H   0(填“>”、“<”)。

②在T2溫度下,0~2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=        。

③當(dāng)固體催化劑的質(zhì)量一定時(shí),增大其表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。若催化劑的表面積S1>S2,在上圖中畫出c(CO2)在T1、S2條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線。

④若該反應(yīng)在恒容的密閉體系中進(jìn)行,下列示意圖正確且能說明該反應(yīng)進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是     (填代號(hào)) 

(2)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問題。

①煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物,用CH4催化還原NOX可以消除氮氧化物的污染。

例如:

寫出CH4 (g)催化還原N2O4(g)生成N2 (g)和H2O (g)的熱化學(xué)方程式                。

②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。右圖是通過人工光合作用,以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖。催化劑b表面發(fā)生的電極反應(yīng)式為         。

 

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