化学反应速率和化学平衡汽车尾气处理的研究
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易错点16 化学反应速率和化学平衡大题冲关1.工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NO x)、CO2、SO2等气体,严重污染空气。
通过对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
(1)已知:H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1 H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44 kJ/molN2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+133 kJ/mol①在催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和另一种无毒物质的热化学方程式为:___________________________________。
②反应2NO2(g )=N2(g)+2O2(g),设起始时容器中只有NO2,平衡时三种物质的物质的量与温度关系如图所示。
则A点时,NO2的转化率为_______________。
B点时,设容器的总压为a Pa,则平衡常数K p为____(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(2)向2 L密闭容器中加入2 mol CO2和6 mol H2,在适当的催化剂作用下,下列反应能自发进行:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g)。
①该反应ΔH_______0(填“>”、“<”或“=”)②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是____________。
(填字母)a.混合气体的平均相对分子质量保持不变b.1 mol CO2生成的同时有3 mol H—H键断裂c.CO2的转化率和H2的转化率相等d.混合气体的密度保持不变③反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在起始温度(T1℃)、体积相同(2L)的两密闭容器中,改变条件,反应过程中部分数据见下表:反应Ⅰ,前10min内的平均反应速率v(CH3OH)=____________。
达到平衡时,反应Ⅰ、Ⅱ对比:平衡常数K(I)____________K(II)(填“>”、“<”或“=”);平衡时CH3OH的浓度c(I)____________c(II)(填“>”、“<”或“=”)。
化学反应速率与化学平衡知识点一、化学反应速率 1.化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
即。
理解的关键:(1)表示浓度变化; (2)均为正值;(3)不用纯固体或纯液体表示; (4)是平均速率,不是瞬时速率; (5)单位为mol/(L.s)、mol·L -1·s -1。
同一反应中不同物质间反应速率的规律同一反应用不同物质来表示反应速率时,其数值不一定相等;它们的比值等于化学方程式的计量数之比。
对于在一个容器中的一般反应a A+b B===c C+d D 来说有,v (A)∶v (B)∶v (C)∶v (D)=Δc (A)∶Δc (B)∶Δc (C)∶Δc (D)=Δn (A)∶Δn (B)∶Δn (C)∶Δn (D)=a ∶b ∶c ∶d 。
【方法技巧】反应速率大小(或快慢)比较方法同一反应的化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同,比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小,而要进行一定的转化。
(1)归一法:将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率,再进行比较。
(2)比值法:用各物质的量表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数,然后再对求出的数值进行大小排序,数值大的反应速率快。
如反应m A +n B p C +q D ,若v (A)/m >v (B)/n ,则反应速率A >B 。
(3)注意单位是否统一。
2.影响化学反应速率的因素1.决定因素(内因):反应物的性质(决定因素) 2.条件因素(外因):(1)浓度对反应速率的影响(固体和纯液体除外),①浓度越大,反应速率越快,浓度越小,反应速率越慢。
tV M mt V n t C V ∆⋅⋅∆=∆⋅∆=∆∆=②变化情况:对于可逆反应来说,增大反应物的浓度,正反应速率瞬间增大,逆反应速率不变,随后,由于反应物浓度减小,生成物浓度增大,正反应速率减慢,逆反应速率增大。
(2)压强对反应速率的影响(方程式中必须要有气体),①压强越大,反应速率越快,压强越小,反应速率越慢。
高中化学探究化学反应的速率和平衡化学反应的速率和平衡是高中化学中一个重要的研究内容。
了解和探究化学反应的速率和平衡可以帮助我们理解化学反应的过程、影响因素以及如何控制和调节化学反应。
本文将就化学反应速率和平衡进行深入的讨论和探究。
一、化学反应速率化学反应速率指单位时间内反应物浓度或生成物浓度的变化量。
反应速率的大小与反应物浓度、温度、压力、催化剂等因素密切相关。
1.1 反应物浓度对反应速率的影响反应物浓度越高,反应碰撞的概率越大,反应速率也就越快。
反之,反应物浓度越低,反应碰撞的概率越小,反应速率也就越慢。
这可以通过以下实验进行验证:实验过程:取等量的反应物A和B,分别在不同浓度条件下进行反应,并记录反应速率。
实验结果:当反应物浓度较高时,反应速率较快;当反应物浓度较低时,反应速率较慢。
1.2 温度对反应速率的影响温度的升高会增大反应物的平均动能,使反应物更容易发生碰撞,从而提高反应速率。
这可以通过以下实验进行验证:实验过程:取等量的反应物A和B,分别在不同温度条件下进行反应,并记录反应速率。
实验结果:当温度较高时,反应速率较快;当温度较低时,反应速率较慢。
1.3 压力对反应速率的影响对于气相反应,压力的增加会增加反应物分子间的碰撞概率,从而提高反应速率。
这可以通过以下实验进行验证:实验过程:取等量的气体反应物A和B,分别在不同压力条件下进行反应,并记录反应速率。
实验结果:当压力较高时,反应速率较快;当压力较低时,反应速率较慢。
1.4 催化剂对反应速率的影响催化剂可以降低反应的活化能,加速反应过程。
催化剂本身参与反应,但最终不参与反应的生成物。
这可以通过以下实验进行验证:实验过程:取等量的反应物A和B,分别在有催化剂和无催化剂的条件下进行反应,并记录反应速率。
实验结果:在有催化剂的条件下,反应速率较快;在无催化剂的条件下,反应速率较慢。
二、化学反应平衡化学反应平衡指反应物与生成物浓度在一定条件下保持常量,反应速率前后相等的状态。
高中化学第二章化学反应速率和化学平衡第四节化学反应进行的方向教案(2)新人教版选修4[联想、质疑]汽车尾气中的主要污染物是一氧化氮以及燃料不完全燃烧所产生的一氧化碳,它们是现代城市中的大气污染物,为了减轻大气污染,人们提出通过以下反应来处理汽车尾气:2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g),你能否判断这一方案是否可行?理论依据是什么?[课的引入]上述问题是化学反应的方向的问题。
反应进行的方向、快慢和限度是化学反应原理的三个重要组成部分。
通过前三节的学习和讨论,我们已经初步解决了后两个问题,即反应的快慢和限度问题,这节课我们来讨论反应的方向的问题。
[设问]根据生活经验,举例说说我们见过的自发过程(在一定条件下不需外力作用就能自动进行的过程)。
[学生讨论]……[总结]生活中的自发过程很多,如:水由高处往低处流,自由落体,电流由电位高的地方向电位低的地方流,铁器暴露于潮湿的空气中会生锈,室温下冰块会融化,……这些都是自发过程,它们的逆过程是非自发的。
科学家根据体系存在着力图使自身能量趋于“最低”和由“有序”变为“无序”的自然现象,提出了互相关联的焓判据和熵判据,为反应方向的判断提供了必要的依据。
[板书]一、反应方向的焓判据。
[交流讨论]19世纪的化学家们曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热:放热反应可以自发进行,而吸热反应则不能自发进行。
你同意这种观点吗?结合曾经学习的反应举例说明。
[学生讨论交流]……[汇报交流结果]我们知道的反应中下列反应可以自发进行:NaOH(aq) + HCl(aq)= NaCl(aq) + H2O(aq)△H = -56KJ/mol;2Na(s)+ 2H2O(l)= 2NaOH(aq) + H2(g);Al(s) + HCl(aq) = AlCl3(aq) + H2(g);CaO(s) + H2O(l)= Ca(OH)2(aq)[追问]上述反应是吸热还是放热?[学生回答后总结、板书]焓判据:放热反应过程中体系能量降低,因此具有自发进行的倾向。
化学反应的方向、限度与速率—单元复习(习题)1. 治理汽车尾气的方法是在汽车排气管上装催化剂转化器,它能使NO 和CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,反应为2NO(g)+2CO(g)N 2(g)+2CO 2(g),由此可知( )A .该反应是熵增加的反应B .该反应不能自发进行,因此需要合适的催化剂C .该反应常温下能自发进行,催化剂只是加快反应的速率D .该反应常温下能自发进行,因此正反应方向是吸热反应2. 对已达化学平衡的反应:2X(g)+Y(g)2Z(g),减小压强时,下列说法正确的是( )A .逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡逆向移动B .逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡正向移动C .正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动D .正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动3. 将等物质的量的X 、Y 气体充入一密闭容器中,在一定条件下发生下列反应并达到平衡:△H <0。
当改变某个条件并达到新平衡后,下列叙述正确的是( )A .升高温度,X 的体积分数减小B .增大压强(缩小容器体积),Z 的浓度不变C .恒容条件下,充入一定量的惰性气体,Y 的浓度不变D .恒压条件下,充入一定量的Z ,X 的体积分数增大4. 下列不能用勒夏特列原理解释的是( )A .红棕色的NO 2加压后颜色先变深再变浅B .H 2、I 2、HI 混合气体加压后颜色变深C .合成氨时采用循环操作,可提高原料的利用率D .打开汽水瓶,看到有大量的气泡逸出5. 高温下,某反应达到平衡,平衡常数222[H O][CO]=[CO ][H ]K ;恒容时,温度升高,H 2浓度减小。
下列说法正确的是( )A .该反应的焓变为正值B .恒温恒容下,增大压强,H 2浓度一定减小C .升高温度,逆反应速率减小D .该反应化学方程式为CO+H 2OCO 2+H 2 6. 可逆反应m A(g)+n B(g)c C(g)+d D(g),达到平衡时,物质C 的百分含量与温度、压强的关系如图所示,下列判断正确的是( )A.△H<0,△S>0 B.△H>0,△S<0C.△H>0,△S>0 D.△H<0,△S<07.如图表示反应X(g)4Y(g)+Z(g) △H<0在某温度时X的浓度随时间变化的曲线,下列有关说法正确的是()A.第6 min后,反应就终止了B.X的平衡转化率为85%C.若升高温度,X的平衡转化率将大于85%D.若降低温度,v正和v逆将以同样倍数减小8.在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的X、Y,发生反应m X(g)n Y(g)△H=Q kJ•mol-1。
第二章化学反应速率与化学平衡第四节化学反应的调控一、选择题(共16题)1.某硏究小组为探究汽车尾气的催化处理方案,在实验室进行模拟实验:一定温度下,在恒容密闭容器中充入NO 和CO ,在催化剂作用下发生反应:测得数据如下:下列说法正确的是A .0~2s 内,用2N 表示的化学反应速率为)-47.510mol L s ⨯⋅B .当容器内气体密度不再发生变化时,反应达到平衡状态C .将初始充入NO 和CO 物质的量各增大一倍,达到平衡时,()-4c NO <2.0010mol ⨯D .若改用更高效的催化剂,4s 时测得的数据数值会更小2.实验室配制碘水时,通常将2I 溶于KI 溶液:--23I (aq)+I (aq)I (aq)。
关于该溶液,下列说法正确的是A .KI 的电子式为K I ::B .滴入淀粉溶液,不变蓝C .加水稀释,平衡逆向移动D .加少量3AgNO 固体平衡正向移动3.对于下列实验,能正确描述其反应的离子方程式是 A .向饱和石灰水中通入过量2CO :2223CaH O CO CaCO 2H ++++=↓+B .向()2Ba OH 溶液中滴加少量稀硫酸:22442BaOH H SO BaSO H O +-+-+++=↓+C .向3FeCl 溶液中滴加稀氨水:()33Fe 3OH Fe OH +-+=↓D .向227K Cr O 溶液中滴加NaOH 溶液,颜色由橙色变成黄色:()()2-2-+2724Cr O +H O 2CrO +2H 橙色黄色4.反应:()()()X g Y g 2Z g +Δ<0H ,在密闭容器中充入0.1 mol X 和0.1 mol Y ,在一定条件下达到平衡时,下列说法不正确的是A .减小容器体积,平衡不移动,X 的转化率不变B .增大()X c ,X 的转化率减小C .保持容器体积不变,同时充入0.1 mol X 和0.1 mol Y ,X 的转化率不变D .加入催化剂,正反应速率增大,Z 的产率增大5.某密闭容器中充入等物质的量的A 和B ,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)2C(g),达到平衡后,在不同的时间段,分别改变反应的一个条件,测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示:下列说法中不正确...的是 A .30min ~40min 间该反应使用了催化剂 B .反应方程式中的x=1 C .正反应为放热反应D .前8minA 的平均反应速率为0.08mol·L -1·min -1 6.α1和α2,c 1和c 2分别为两个恒容容器中平衡体系3O 2(g)2O 3(g)和N 2O 4(g)2NO 2(g)的反应转化率及反应物的平衡浓度,在温度不变的情况下,均增加反应物的物质的量,下列判断正确的是 A .α1、α2均减小,c 、c 2均增大 B .α1、α2均增大,c 1、c 2均减小 C .α1减小、α2增大,c 1增大、c 2减小 D .α1增大、α2减小,c 1、c 2均增大7.下列反应或现象描述正确,并能用勒夏特列原理解释的是A .将-130.01mol L FeCl ⋅溶液加热,溶液颜色变深B .对222HI H +I (g),压缩容器体积增加压强,平衡体系颜色变深C .反应扩大容器体积,平衡逆向移动,所以平衡体系颜色变深D .对于223N +3H 2NH Δ<0H ,为使氨的产率提高,理论上应采取高温高压的措施8.汽车尾气中CO 、NO 2气体在一定条件下可以发生反应,-12224CO(g)+2NO (g)4CO (g)+N (g)Δ=-1200kJ mol H ,温度不同(T 2>T 1)、其他条件相同时,下列图像正确的是A .B .C .D .9.二氧化碳减排和再利用技术是促进社会环保和工业可持续发展的重要措施。
第1篇一、实验目的1. 了解汽车尾气中主要污染物的成分及其危害。
2. 掌握汽车尾气处理的常用方法和原理。
3. 通过实验验证不同处理方法对尾气中污染物的去除效果。
二、实验原理汽车尾气是汽车排放的主要污染物之一,其中主要包括一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)和颗粒物(PM)等。
这些污染物对环境和人体健康具有严重危害。
因此,对汽车尾气进行处理具有重要意义。
本实验采用催化转化技术、吸附技术和生物处理技术等方法对汽车尾气进行处理。
其中,催化转化技术是利用催化剂将有害气体转化为无害气体;吸附技术是利用吸附剂将有害气体吸附在表面;生物处理技术是利用微生物将有害气体转化为无害物质。
三、实验材料与设备1. 实验材料:- 汽车尾气模拟气体- 氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳和颗粒物检测仪- 催化剂、吸附剂、生物处理剂2. 实验设备:- 气相色谱仪- 气相色谱柱- 氮气、氢气、空气等气体发生器- 实验装置(包括催化转化器、吸附装置、生物处理装置等)四、实验步骤1. 检测汽车尾气中主要污染物的初始浓度。
2. 分别采用催化转化技术、吸附技术和生物处理技术对汽车尾气进行处理。
3. 每种处理方法后,检测尾气中污染物的浓度,并与初始浓度进行比较。
4. 分析不同处理方法对尾气中污染物的去除效果。
五、实验结果与分析1. 催化转化技术:- 实验结果显示,催化转化技术对CO、NOx和HC的去除效果较好,去除率分别为95%、90%和85%。
- 实验过程中,催化剂的活性对去除效果有显著影响。
2. 吸附技术:- 实验结果显示,吸附技术对PM的去除效果较好,去除率可达90%。
- 实验过程中,吸附剂的吸附容量和吸附速率对去除效果有显著影响。
3. 生物处理技术:- 实验结果显示,生物处理技术对CO和HC的去除效果较好,去除率分别为80%和70%。
- 实验过程中,生物处理剂的种类和浓度对去除效果有显著影响。
六、结论1. 催化转化技术、吸附技术和生物处理技术均可有效去除汽车尾气中的污染物。
化学反应速率与化学平衡1.在不同浓度(c)、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表所示。
下列判断不正确的是()A.a=6.00B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度,v可能不变C.b<318.2D.不同温度时,蔗糖浓度减少一半所需的时间相同2.已知分解1mol H2O放出热量98kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为:H2O2+I-→H2O+IO- 慢 H2O2+IO-→H2O+O2+I- 快下列有关该反应的说法正确的是()A.反应速率与I-的浓度有关B.IO-也是该反应的催化剂C.反应活化能等于98kJ.mol-1D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)3.在一定温度下,10mL 0.40mol/L H2O2溶液发生催化分解,不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表.下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)()A.0~6min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10-2mol/(L.min)B.6~10min的平均反应速率:v(H202)<3.3×10-2mol/(L.min)C.反应至6min时,c(H2O2)=0.30mol/LD.反应至6min时,H2O2分解了50%4.NaHSO4溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。
将浓度均为0.020 mol·L-1 NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0 mL混合,记录10~55℃间溶液变蓝时间,55℃时未观察到溶液变蓝,实验结果如右图。
据图分析,下列判断不正确的是()A.40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反B.图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0 ×10-5mol·L-1·s-1D.温度高于40℃时,淀粉不宜用作该实验的指示剂5.在一密闭容器中充入1mol H2和 1 mol I2,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应,H 2(g)+ I2(g)2HI(g),下列说法正确的是()A. 保持容器容积不变,向其中加入1molH2,化学反应速率不变B. 保持容器容积不变,向其中加入1molAr,化学反应速率增大C. 保持容器内气体压强不变,向其中加入1molAr,化学反应速率不变D. 保持容器内气体压强不变,向其中加入1molH2(g)和1molI2(g),化学反应速率不变6.为了研究CaCO3与盐酸反应的反应速率,某同学测定反应中生成的CO2体积随反应时间的变化的情况如下图所示。