【題目】超音速飛機(jī)在平流層飛行時,尾氣中的NO會破壞臭氧層。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+2CO 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間的NO和CO濃度如表:
時間/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 |
請回答下列問題(均不考慮溫度變化對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)假設(shè)在密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),投入相等的反應(yīng)物,反應(yīng)剛開始時下列措施能提高NO反應(yīng)速率的是_______。
A.選用更有效的催化劑 B.升高反應(yīng)體系的溫度
C.降低反應(yīng)體系的溫度 D.縮小容器的體積
(4)研究表明:在使用等質(zhì)量催化劑時,催化劑比表面積會影響化學(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律,某同學(xué)設(shè)計了三組實(shí)驗,部分實(shí)驗條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗設(shè)計表中,請在下表中填入剩余的實(shí)驗條件數(shù)據(jù)。
實(shí)驗 編號 | 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 | 達(dá)到平衡的時間 分鐘 |
Ⅰ | 280 | l.20×10-3 | 5.80×10-3 | 82 | 200 |
Ⅱ | l.20×10-3 | 124 | 120 | ||
Ⅲ | 350 | 5.80×10-3 | 124 | 5 |
通過這3組實(shí)驗,可以得出的溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律是___________________________________________________________.
【答案】<1.88×10-4 mol·L-1·s-1ABD在其他條件相同時,溫度越高,催化劑比表面積越大,化學(xué)反應(yīng)速率越快。
【解析】
(1)發(fā)生反應(yīng)2NO+2CO2CO2+N2,該反應(yīng)為氣體減少,△S<0非自發(fā),由△G=△H-T△S可知,該反應(yīng)一定為放熱才有可能自發(fā);(2)根據(jù)v=計算v(NO),再利用速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比計算v(N2);(3)達(dá)到平衡時提高NO轉(zhuǎn)化率,應(yīng)使平衡向正反應(yīng)移動,根據(jù)平衡移動原理結(jié)合選項解答,注意不能只增大NO的濃度;(4)Ⅰ、Ⅱ研究的是催化劑的比表面積對速率的影響,因此可確定Ⅱ中溫度為280℃,Ⅱ、Ⅲ的催化劑比表面積相同,研究的是溫度對速率的影響,Ⅰ、Ⅲ催化劑的比表面積不同,溫度不同,研究溫度、催化劑的比表面積對反應(yīng)速率的影響。
(1)發(fā)生反應(yīng)2NO+2CO2CO2+N2,該反應(yīng)為氣體減少,△S<0非自發(fā),由△G=△H-T△S可知,該反應(yīng)一定為放熱才有可能自發(fā),即△H<0;(2)v(NO)==3.75×10-4mol/(Ls),速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,所以v(N2)=v(NO)=×3.75×10-4mol/(Ls)=1.88×10-4mol/(Ls);(3)A、催化劑不影響平衡的移動,選項A錯誤,B、該反應(yīng)放熱,升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動,NO的轉(zhuǎn)化率降低,選項B錯誤,C、該反應(yīng)放熱,降溫平衡正向移動,NO轉(zhuǎn)化率增大,選項C正確,D、縮小體積,增大壓強(qiáng),平衡向體積減小的方向運(yùn)動,即正向移動,NO轉(zhuǎn)化率增大,選項D正確,答案選CD;(4)Ⅰ、Ⅱ研究的是催化劑的比表面積對速率的影響,Ⅱ、Ⅲ的催化劑比表面積相同,研究的是溫度對速率的影響,Ⅰ、Ⅲ催化劑的比表面積不同,溫度不同,研究溫度、催化劑的比表面積對反應(yīng)速率的影響,Ⅱ與Ⅰ溫度相同,平衡不移動,平衡濃度相同,但Ⅱ催化劑比表面積增大,達(dá)平衡時間短,Ⅲ與Ⅱ的催化劑比表面積相同,Ⅲ溫度高,溫度升高,不僅達(dá)平衡時間縮短,平衡向左移動,使NO的平衡濃度也增大,故通過這3組實(shí)驗,可以得出的溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律是:在其他條件相同時,溫度越高,催化劑比表面積越大,化學(xué)反應(yīng)速率越快。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖所示,常溫時將一滴管液體Y一次性全部擠到充滿O2的錐形瓶內(nèi)(裝置氣密性良好),若錐形瓶內(nèi)氣體的最大物質(zhì)的量是a mol,久置后其氣體的物質(zhì)的量是b mol,其中a≥b的是
X | Y | ||
A | 少量C、Fe屑 | NaCl溶液 | |
B | 過量Na2SO3粉末 | 稀H2SO4 | |
C | 少量Fe塊 | 濃H2SO4 | |
D | 過量Cu粉末 | 濃HNO3 |
A. A B. B C. C D. D
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】查閱以下有關(guān)焊錫(錫和鉛)和武德合金(鉛、鉍、錫、鎘)組成的合金熔點(diǎn)數(shù)據(jù),你能得出的結(jié)論是( )
純金屬 | 合金 | |||||
鉛 | 鎘 | 鉍 | 錫 | 焊錫合金 | 伍德合金 | |
熔點(diǎn) | 327 | 321 | 271 | 231 | 187 | 70 |
A.焊錫的熔點(diǎn)比錫和鉛的熔點(diǎn)低
B.焊錫的熔點(diǎn)比錫和鎘的熔點(diǎn)低
C.焊錫的熔點(diǎn)比錫和鉍熔點(diǎn)低
D.焊錫的熔點(diǎn)比鉛、鎘、鉍和錫的熔點(diǎn)都低
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在一定溫度下體積不變的密閉容器中,可逆反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是
A. 各物質(zhì)的濃度相等
B. A、B、C、D的濃度之比為1:3:2:2
C. 正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率均為零
D. 正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】我國科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應(yīng)歷程。該歷程示意圖如下。
下列說法不正確的是
A. 該反應(yīng)是化合反應(yīng)
B. 催化劑參加了化學(xué)反應(yīng)過程
C. CH4→CH3COOH過程中,有C—H鍵的斷裂和形成
D. ①→②過程中,形成了C—C鍵,斷裂的化學(xué)鍵的總鍵能<形成的化學(xué)鍵的總鍵能
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】二甲醚和乙醇是同分異構(gòu)體,其鑒別可采用化學(xué)方法及物理方法,下列鑒別方法中不能對二者進(jìn)行鑒別的是
A.利用金屬鈉或者金屬鉀B.利用紅外光譜法
C.利用質(zhì)譜法D.利用核磁共振氫譜
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】向200 mL 2 mol·L-1 HNO3溶液中,逐漸加入鐵粉至過量(假設(shè)生成的氣體只有一種),在此過程中,n(Fe2+)隨n(Fe)變化如右圖所示。下列有關(guān)說法正確的是
A.該過程中產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣4.48 L
B.向c點(diǎn)處的反應(yīng)液中加入稀鹽酸后無明顯現(xiàn)象
C.圖中a=1.5、b =1.5
D.當(dāng)加入鐵粉n mol時(0.1<n<0.15),溶液中n(Fe3+)=(0.3-2n)mol
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】將含O2和CH4的混合氣體充入有23.4g Na2O2的密閉容器中,電火花點(diǎn)燃,反應(yīng)結(jié)束后,容器內(nèi)于150℃時壓強(qiáng)約為0,將殘留物溶于水,無氣體逸出。
(1)寫出以上過程所涉及到的反應(yīng)方程式__________________________________________ 。
(2)原混合氣體中O2和CH4體積比為_______________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】將銅片在空氣中灼燒變黑,趁熱分別伸入①乙醇、②乙醛、③乙酸、④石灰水中,銅片質(zhì)量發(fā)生變化的敘述正確的是( )
A. ①減小、②不變、③增加、④不變
B. ①不變、②增加、③減小、④增加
C. ①增加、②減小、③不變、④減小
D. ①不變、②減小、③增加、④減小
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