1.方法导引 (1)有关化学反应速率的计算和外界条件对可逆反应速率的影响规律是本节的重点. (2)化学反应速率是用来表示化学反应进行的快慢程度的.同一反应用不同的物质所表示的化学反应速率可能不同.同一反应中各物质的反应速率之比等于其化学方程式中各物质的计量数比.运用此规律.可由一种物质的反应速率求其它物质的反应速率.也可根据速率之比确定方程式中各物质的计量数. (3)浓度对可逆反应速率的影响:可逆反应同时包含两个反应.因而必须分清某物质是哪一反应的反应物.如2SO2+O2 2SO3 .SO2是正反应的反应物.增大SO2的浓度的瞬间V正增大.V逆不变,而增大SO3浓度的瞬间V正不变.V逆增大.溶液和气体可改变浓度,纯液体和固体的浓度为常数,固体反应物的表面积越大.反应速率越大,反应速率与产物的浓度无直接关系. (4)无特别指明时.增大压强均指压缩体积,压强对反应速率的影响.实际上是浓度对反应速率的影响.因此反应物是固体或液体时.改变压强对反应速率无影响,用其它方式(压缩体积或扩大体积之外)改变压强.需具体分析反应物浓度是否改变. (5)反应速率与化学平衡移动的关系 应用上述分析问题时应注意 ①不要把V正增大与平衡向正反应方向移动等同起来.只有V正>V逆时.才使平衡向正反应方向 ②不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同起来.只有当反应物总量不变时.平衡向正反应方向移动.反应物的转化率提高,当增大一种反应物浓度.使平衡向正反应方向移动时.会使另一种反应物的转化率提高. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(10分) 地下水中硝酸根离子、亚硝酸根离子会造成地下水污染,目前地下水中硝酸根离子经济可行的脱氮方法是在合适的催化剂作用下,用还原剂(如HCOONa)将硝酸根离子还原为氮气而脱氮。

某化学研究性学习小组的同学在技术人员指导下,研究水样中硝酸根起始浓度为100 mg?L- 1条件下,用一定量的催化剂,以甲酸钠进行反硝化脱氮的效率及脱氮的最佳条件,实验中控制起始pH=4.5。经测定得到图1、图2及图3如下。

           

 

(1)地下水中硝酸盐可能来源于              ,地下水中硝酸盐含量的增大不仅影响人类和生物体的身体健康,还可能引起        等环境问题。(填一项)

(2)请写出用甲酸钠脱氮的主要离子方程式:                           

(3)分析图1,下列有关说法正确的是(          )

A. NO2- 是反应过程中的中间产物        

B.NH4+是反应中的一种副产物

C.反应30min后NO3-脱除速率降低,是因为硝酸根离子浓度降低

D.反应进行到75min时,溶液中含氧酸根离子脱除率最高

(4)由图2、图3分析,在本题实验条件下,用甲酸钠进行反硝化脱氮的合适条件:催化剂投入量为      ,甲酸钠起始浓度为       

(5)根据图1计算,当反应进行至75min时,若NH4+浓度为3.8 mg?L-1,此时水样中氮的脱除效率为       %。(假设实验过程中溶液体积不变,结果保留两位有效数字)

查看答案和解析>>

(12分)车载甲醇质子交换膜燃料电池(PEMFC)将甲醇蒸气转化为氢气的工 艺有两种:(1)水蒸气变换(重整)法;(2)空气氧化法。两种工艺都得 到副产品CO。

1.分别写出这两种工艺的化学方程式,通过计算,说明这两种工艺的优缺点。有关资料(298 .15K)列于表3。

表3  物质的热力学数据

物质

ΔfHm/kJ?mol-1

Sm/J?K-1?mol-1

CH3OH(g)

-200.66

239.81

CO2(g)

-393.51

213.64

CO(g)

-110.52

197.91

H2O(g)

-241.82

188.83

H2 (g)

0

130.59

2.上述两种工艺产生的少量CO会吸附在燃料电池的Pt或其他贵金属催化剂表面,阻碍H2的吸附和电氧化,引起燃料电池放电性能急剧下降,为此,开发了除去CO的方法。现有一组实验结果(500K)如表4。

表中PCO、PO2 分别为CO和O2的分压;rco为以每秒每个催化剂Ru活性位上所消耗的CO分子数表示的CO的氧化速率。(1)求催化剂Ru上CO氧化反应分别对CO和O2的反应级数(取整数),写出 速率方程。(2)固体Ru表面具有吸附气体分子的能力,但是气体分子只有碰到空活性位才可能发生吸附作用。当已吸附分子的热运动的动能足以克服固体引力场的势垒时,才能脱附,重新回到气相。假设CO和O2的吸附与脱附互不影响,并且表面是均匀的,以θ表示气体分子覆盖活性位的百分数(覆盖度),则气体的吸附速率与气体的压力成正比,也与固体表面的空活性位数成正比。研究提出CO在Ru上的氧化反应的一种机理如下:

其中kco,ads、 kco,des分别为CO在Ru的活性位上的吸附速率常数和脱附速率常数,ko2,ads为O2在Ru的活性位上的吸附速率常数。M表示Ru催化剂表面上的活性位。CO在Ru表面活性位上的吸附比O2的吸附强得多。试根据上述反应机理推导CO在催化剂Ru表面上氧化反应的速率方程(不考虑O2的脱附;也不考虑产物CO2的吸附),并与实验结果比较。

3.有关物质的热力学函数(298.15 K)如表5。

表5 物质的热力学数据

物质

ΔfHm/kJ?mol-1

Sm/J?K-1?mol-1

H2 (g)

0

130.59

O2(g)

0

205.03

H2O (g)

-241.82

188.83

H2O (l)

-285.84

69.94

在373.15K,100kPa下,水的蒸发焓Δvap Hm=40.64kJ?mol-1,在298.15~3

73.15K间水的等压热容为75.6 J?K-1?mol-1。(1)将上述工艺得到的富氢气体作为质子交换膜燃料电池的燃料。燃料电池的理论效率是指电池所能做的最大电功相对于燃料反应焓变的效率。在298.15K,100 kPa下,当1 molH2燃烧分别生成H2O(l) 和 H2O(g)时,计算燃料电池工作的理论效率,并分析两者存在差别的原因。(2)若燃料电池在473.15 K、100 kPa下工作,其理论效率又为多少(可忽略焓 变和嫡变随温度的变化)?(3)说明(1)和(2)中的同一反应有不同理论效率的原因。

查看答案和解析>>


同步练习册答案