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

請(qǐng)判斷反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)=NO(g)+SO3(1) ΔH3,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)。

Ⅰ.在O2濃度幾乎不變的條件下,模擬CO、NO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)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.圖2為在不同顆粒間隙的瀝青混凝土(α、β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CO與O2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:)。_______

(3)TiO2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(xiě)出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式________。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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已知:

化學(xué)鍵

C—H

C—F

H—F

F—F

鍵能

414

489

565

158

CH4(g)+4F2(g)=CF4(g)+4HF(g) ΔH=akJ·mol-1。則a等于

A. -1928 B. +1928 C. +1838 D. -1838

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下列四支試管中,過(guò)氧化氫分解的化學(xué)反應(yīng)速率最大的是

試管

溫度

過(guò)氧化氫溶液的濃度

催化劑

A

室溫(25℃)

12%

B

水浴加熱(50℃)

8%

C

水浴加熱(50℃)

12%

D

室溫(25℃)

8%

無(wú)

A. A B. B C. C D. D

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2017屆山西省名校高三下學(xué)期聯(lián)考理綜化學(xué)試卷(解析版) 題型:簡(jiǎn)答題

人口資源環(huán)境委員會(huì)副主任、中國(guó)科學(xué)院院士秦大河表示,當(dāng)前情況下散燒煤和沒(méi)有清潔的煤是造成中國(guó)城市霧霾或者東部霧霾的主要原因。煤的氣化是解決霧霾,清潔地利用煤炭的重要途徑之一。

⑴已知:H2O(g)=H2O(I) △H=-44kJ/mol

物質(zhì)

H2(g)

C(s)

CO(g)

燃燒熱kJ/mol

-285.8

-393.5

-283.0

①請(qǐng)寫(xiě)出煤的氣化反應(yīng)生成合成氣(CO和H2)的熱化學(xué)方程式___________。

②在恒溫、恒容的反應(yīng)器中,能表明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______。

a.混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變

b.氣體壓強(qiáng)不再改變

c.各氣體濃度相等

d.反應(yīng)體系中溫度保持不變

e.斷裂氫氧鍵速率是斷裂氫氫鍵速率的2倍

f.混合氣體密度不變

g.單位時(shí)間內(nèi),消耗水的質(zhì)量與生成氫氣的質(zhì)量比為9:1

⑵在催化劑作用下合成氣合成甲烷過(guò)程中會(huì)發(fā)生如下反應(yīng):

I CO(g)+3H2(g) = CH4(g)+H2O(g) △H1= -206 kJ/mol

II CO(g)+H2O(g) = CO2(g)+H2(g) △H2= -41 kJ/mol

Ⅲ 2CO(g)+2H2(g)= CH4(g)+CO2(g) △H 3= -247.4 kJ/mol

①圖1是太原理工大學(xué)煤化工研究所利用熱力學(xué)數(shù)據(jù)分析得到溫度對(duì)反應(yīng)ⅠInK(化學(xué)平衡常數(shù)K的自然對(duì)數(shù))的曲線圖,請(qǐng)分析出現(xiàn)這樣趨勢(shì)的原因是____________。

②提高甲烷反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是_______,根據(jù)相關(guān)知識(shí)和圖2分析合成甲烷適宜的反應(yīng)條件是

在550~630K,1MPa的原因是__________________。

③850℃時(shí)在體積為5L反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,CO和H2O(g)濃度變化如圖所示,請(qǐng)列式計(jì)算此條件下的平衡常數(shù)_____________ 。

(3)CH4燃料電池利用率很高,裝置中添加1L2mol/L的KOH溶液為電解質(zhì),持續(xù)緩慢通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下甲烷22.4L~33.6 L時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)為_(kāi)__________。

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下列選項(xiàng)中陳述Ⅰ和陳述Ⅱ均正確,且陳述Ⅰ和陳述Ⅱ有因果關(guān)系的是

選項(xiàng) 

陳述Ⅰ 

陳述Ⅱ 

濃硫酸具有脫水性

少量膽礬放入適量濃硫酸中,固體變?yōu)榘咨?/p>

氮元素的非金屬性強(qiáng)于碳元素

酸性:HNO3>H2CO3

NaHCO3溶液呈堿性

NaHCO3可用作發(fā)酵粉

通過(guò)煤的干餾和分餾可分離獲得苯和甲苯

煤中含有苯和甲苯

A. A B. B C. C D. D

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已知還原性:SO32->I-。某溶液X可能含有NH4+、Na+、Ba2+、Fe3+、I-、SO32-、SO42-中的幾種,為確定其組成,某同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):

下列說(shuō)法正確的是

A. 溶液X肯定只存在NH4+、SO42-

B. 溶液X一定不含有Ba2+、Fe3+,可能含有I-

C. 為確定可能存在的陰離子,可另取試液滴加足量鹽酸、BaCl2溶液

D. 為確定可能存在的陽(yáng)離子,可用經(jīng)過(guò)稀硫酸洗過(guò)的鉑絲蘸取溶液X在酒精燈火焰上灼燒

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下列說(shuō)法不正確的是

A. NH4Cl溶液呈酸性說(shuō)明NH3·H2O是弱電解質(zhì)

B. 醋酸鈉溶液中c(Na+)>c(CH3COO-)

C. 常溫下相同pH的NaOH溶液和CH3COONa溶液中水電離出的OH-濃度相同

D. 常溫下,在1mol·L-1的鹽酸中加入等體積等濃度的氨水,溶液導(dǎo)電能力減弱

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下列物質(zhì)屬于堿性氧化物的是

A. SiO2 B. CaO C. CO D. NaOH

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某溶液可能含Cl-、CO32-、SO42-、Na+,現(xiàn)取少量溶液滴入硝酸酸化,無(wú)明顯現(xiàn)象,再滴入氯化鋇溶液,有白色沉淀生成,取上層清液滴加硝酸銀溶液,產(chǎn)生白色沉淀。下列判斷不合理的是

A. 一定有Cl- B. 一定有Na+

C. 一定無(wú)CO32- D. 一定有SO42-

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