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+2CO
催化劑
2CO2+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(qǐng)回答(均不考慮溫度變化對(duì)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△H
 
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)的工作原理如圖一所示.精英家教網(wǎng)
(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(duì)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)
 
分析:Ⅰ、(1)根據(jù)反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,則△H-T△S<0來分析該反應(yīng)的焓變;
(2)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率V=
△c
△t
來計(jì)算解答;
(3)分析圖表數(shù)據(jù)結(jié)合化學(xué)平衡常數(shù)的概念來解答;
Ⅱ、(1)燃料電池中正極電極反應(yīng)是氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng),裝置圖中表明電解質(zhì)溶液時(shí)酸性溶液,據(jù)此環(huán)境寫出電極反應(yīng);
(2)惰性電極電解氯化鉀溶液,氯離子在陽極失電子生成氯氣,溶液中氫離子在陰極得到電子生成氫氣,據(jù)此寫出離子方程式;
(3)分析:醋酸為弱酸,恰好中和時(shí)溶液呈堿性,pH>7,C點(diǎn)醋酸過量,溶液呈酸性.
解答:解:I、(1)因該反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)
催化劑
.
2CO2(g)+N2(g)中氣體減少,△S<0,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)中△H<0,
故答案為:<;
(2)由表格中的數(shù)據(jù)可知2s內(nèi)NO濃度的變化量為1.00×10-3-2.50×10-4=7.50×10-4,則υ(NO)=
7.5×10-4mol/l
2s
=3.75×10-4mol?L-1?s-1;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
2
υ(NO)=1.875×10-4mol?L-1?s-1;
故答案為:1.875×10-4mol?L-1?s-1;
(3)分析圖表數(shù)據(jù),依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算平衡濃度:
                     2NO+2CO
催化劑
2CO2+N2
起始量(mol/L)  1×10-3  3.6×10-3  0    0
變化量(mol/L) 9×10-4  9×10-4     9×10-4  4.5×10-4
平衡量(mol/L) 1×10-4  2.7×10-3 9×10-4   4.5×10-4
該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=
c(N2)c2(CO2)
c2(CO)c2(NO)
=
4.5×10-4×(9×10-4)2
(1×10-4)2×(2.7×10-3)2
=5000;
故答案為:5000;
Ⅱ、(1)正極發(fā)生還原反應(yīng),氧氣得電子被還原,電極反應(yīng)為4H++O2+4e-=2H2O;
故答案為:4H++O2+4e-=2H2O;
(2)電解KCl溶液,生成KOH、氫氣和氧氣,總反應(yīng)式為2Cl-+2H2O
 通電 
.
 
Cl2↑+H2↑+2OH-,故答案為:2Cl-+2H2O
 通電 
.
 
Cl2↑+H2↑+2OH-;
(3)C點(diǎn)醋酸過量,溶液呈酸性,應(yīng)有c(CH3COO-)>c(K+)>c(H+)>c(OH-);
故答案為:c(CH3COO-)>c(K+)>c(H+)>c(OH-).
點(diǎn)評(píng):本題考查較為綜合,涉及化學(xué)平衡的移動(dòng),原電池與電解池以及離子濃度的大小比較,題目難度中等,注意把握電極方程式的書寫以及平衡常數(shù)的意義.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

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
請(qǐng)回答(均不考慮溫度變化對(duì)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(duì)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 )                                 。

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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(qǐng)回答下列問題(均不考慮溫度變化對(duì)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(duì)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(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)明各條曲線的實(shí)驗(yàn)編號(hào);

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2012-2013學(xué)年湖南省懷化市高三上學(xué)期期末考試化學(xué)試卷(解析版) 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。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·L1

1.00×103

4.50× 104

2.50×104

1.50×104

1.00×104

1.00×104

c(CO)/mol·L1

3.60×103

3.05×103

2.85×103

2.75×103

2.70×103

2.70×103

請(qǐng)回答(均不考慮溫度變化對(duì)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(duì)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 )                                 。

 

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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(qǐng)回答下列問題(均不考慮溫度變化對(duì)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(duì)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(hào)

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(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)明各條曲線的實(shí)驗(yàn)編號(hào);

   (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(qǐng)用化學(xué)基本理論對(duì)此觀點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià):         

 

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