题目内容
【题目】汽车尾气中含有CO、NO等有害气体。
(1)汽车尾气中NO生成过程的能量变化示意图如图。该条件下,1molN2和1molO2完全反应生成NO会_______________(填“吸收”或“放出”)___________kJ能量。
(2)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如图所示:
①NiO电极上发生的是___________反应(填“氧化”或“还原”)。
②外电路中,电子流动方向是从_________电极流向_______电极(填“NiO”或“Pt”).
③Pt电极上的电极反应式为_______________________________。
(3)一种新型催化剂能使NO和CO发生反应:2NO+2CO2CO2+N2。已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率,为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分条件已经填在下表中。
实验编号 | t(℃) | NO初始浓度 | CO初始浓度(mol/L) | 催化剂的比表面积(m2/g) |
Ⅰ | 280 | 1.2×10﹣3 | 5.80×10﹣3 | 82 |
Ⅱ | 280 | 1.2×10﹣3 | b | 124 |
Ⅲ | 350 | a | 5.80×10﹣3 | 82 |
①请表中数据补充完整:a___________;b____________。
②能验证温度对化学反应速率规律的是实验____________________(填实验序号)。
③实验Ⅰ和实验Ⅱ中,NO的物质的量浓度c(NO)随时间t的变化曲线如图所示,其中表示实验Ⅱ的是曲线________________(填“甲”或“乙”)。
【答案】 吸收 180 氧化 NiO Pt O2+4e﹣=2O2﹣ a 1.2×10﹣3 b 5.80×10﹣3 Ⅰ和Ⅲ 乙
【解析】(1)N2(g)+O2(g)=2NO(g),反应热=反应物断键吸收的能量-生成物形成释放出的能量,该反应的反应热=(946+498)kJ/mol-2×632kJ/mol=+180kJ/mol,
所以这是一个吸热反应,1molN2和1molO2完全反应生成NO会吸收180kJ的能量;
(2)根据图知有外接电源,这是一个电解装置,用O2-的运动方向判断出NiO电极是阳极,阳极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮,发生氧化反应,铂电极是阴极,氧气得到电子,发生还原反应;
①NiO电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮,发生氧化反应;
②在外电路中,电子从阳极(NiO)经外电路到阴极(Pt);
③pt电极上是氧气得到电子被还原成氧离子,离子方程式为:O2+4e-=2O2-;
(3)①验证温度对化学反应速率的影响,温度要不同,其他条件相同,所以a=1.2×10-3;验证催化剂的比表面积对化学反应速率的影响,要催化剂的比表面积不同,其他条件相同,b=5.80×10-3;
②验证温度对化学反应速率的影响,只有实验Ⅰ和Ⅲ的温度不同,其他条件要相同;
③催化积的比表面积大,反应速率快,达平衡的时间短,曲线乙的斜率大,反应快。
【题目】氨气是工农业生产中不可或缺的物质,研究制取氨气的机理意义非凡。
(1)在常温、常压、光照条件下,N2在掺有少量Fe2O3的TiO2催化剂表面与水发生下列反应:
N2(g)+3H2O(l)2NH3(g)+O2(g) △H=a kJ mol-1 。
为进一步研究生成NH3的物质的量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下:
T/K | 303 | 313 | 323 |
n(NH3)/(l0-2 mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
此反应的a_________0,△S________0。(填“>”“<”或“ = ”)
(2)—定温度和压强下,在2 L的恒容密闭容器中合成氨气:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4 kJ mol-1。在反应过程中反应物和生成物的物质的量随时间的变化如图所示。
① 0~10 min内,以NH3表示的平均反应速率为_________。
② 在10~20 min内,NH3浓度变化的原因可能是_______。
A.加入催化剂 B.缩小容器体积 C.降低温度 D.增加NH3的物质的量
③ 在反应进行至25 min时,曲线发生变化的原因是____________,达到第二次平衡时,新平衡的平衡常数K2______K1(填“>”“<”或“ = ”)