光催化反应原理

《化学反应原理》试卷及答案

《化学反应原理》试卷及答案 第Ⅰ卷( 选择题) 一、选择题(本题包括20小题，每小题3分，共60分。每小题只有一个选项 ．．．．．．符合题意。) 1．“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。饮用时，将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质是( ) A．氯化钠 B．固体硝酸铵 C．生石灰 D．蔗糖 2．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是( ) A．铝片与稀盐酸反应 B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 C．灼热的碳与CO2的反应 D．甲烷在氧气中的燃烧反应 3．下列说法不正确 ．．．的是( ) A．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化 B．放热反应都不需要加热就能发生 C．吸热反应在一定条件(如常温、加热等)也能发生 D．化学反应是放热还是吸热，取决于生成物和反应物具有的各自总能量 4．把HI气体充入密闭容器中，在一定条件下发生反应：2HI(g) H2(g)+I2(g)，在反应趋向平衡状态的过程中，下列说法正确的是( ) A．HI的生成速率等于其分解速率 B．HI的生成速率小于其分解速率 C．HI的生成速率大于其分解速率 D．无法判断HI的生成速率和分解速率的相对大小 5．氨水中有下列平衡NH3·H2O NH4++OH-，当其他条件不变时，改变下列条件，平衡向左移动，且NH4+浓度增大的是( ) A．加NaOH B．加HCl C．加NH4Cl D．加同浓度的氨水6．下列物质中，属于强电解质的是( ) A．CO2 B．NaOH溶液 C．NH3·H2O D．HCl 7．下列可用于测定溶液pH且精确度最高的是( ) A．酸碱指示剂 B．pH计 C．精密pH试纸 D．广泛pH试纸 8．下列盐：①FeCl3②CH3COONa ③NaCl，其水溶液的pH由大到小排列正确的是( ) A．①>③>② B．②>③>① C．③>②>① D．①>②>③

TiO2光催化原理及应用

TiO2光催化原理及应用 一.前言 在世界人口持续增加以及广泛工业化的过程中，饮用水源的污染问题日趋严重。根据世界卫生组织的估计，地球上22% 的居民日常生活中的饮用水不符合世界卫生组织建议的饮用水标准。长期摄入不干净饮用水将会对人的身体健康造成严重危害, 世界围每年大概有200 万人由于水传播疾病死亡。水中的污染物呈现出多样化的趋势，常见的污染物包括有毒重金属、自然毒素、药物、有机污染物等。常规的饮用水净化技术有氯气、臭氧和紫外线消毒以及过滤、吸附、静置等，但是这些方法对新生的污物往往不是非常有效，并且可能导致二次污染。包括我国在世界围广泛应用的氯气消毒法，可能在水中生成对人类健康有害的高氯酸盐。臭氧消毒是比较安全的消毒方法，但是所需设备昂贵；而紫外线消毒法需要能源支持，并且日常的维护都需要专业的技术人员；吸附法一般需要消耗大量的吸附剂，使用过的吸附剂一般需要额外的处理。这些缺点限制了它们的应用围，迫切需要发展一种高效、绿色、简单的净化水技术。 自然界中，植物、藻类和某些细菌能在太的照射下，利用光合色素将二氧化碳（或硫化氧）和水转化为有机物，并释放出氧气（或氢气）。这种光合作用是一系列复杂代反应的总和，是生物界赖以生存的基础，也是地球碳氧循环的重要媒介。光化学反应的过程与植物的光合作用很相似。光化学反应一般可以分为直接光解和间接光解两类。直接光解为物质吸收能量达到激发态，吸收的能量使反应物的电子在轨道间的转移，当强度够大时，可造成化学键的断裂，产生其它物质。直接光解是光化学反应中最简单的形式，但这类反应产率一般较低。间接光解则为反应系统中某一物质吸收光能后，再诱使另一种物质发生化学反应。 半导体在光的照射下，能将光能转化为化学能，促使化合物的合成或使化合物(有机物、无机物)分解的过程称之为半导体光催化。半导体光催化是光化学反应的一个前沿研究领域，它能使许多通常情况下难以实现或不可能进行的反应在比较温和的条件下顺利进行。与传统技术相比，光催化技术具有两个最显著的特征：第一，光催化是低温深度反应技术。光催化氧化可在室温下将水、空气和土壤中有机污染物等完全氧化二氧化碳和水等产物。第二，光催化可利用紫外光或太作为光源来活化光催化剂，驱动氧化－还原反应，达到净化目的，对净化受无机重金属离子污染的废水及回收贵金属亦有显著效果。 二.TiO2的性质及光催化原理 许多半导体材料(如TiO2，ZnO，Fe2O3，ZnS，CdS等)具有合适的能带结构可以作为光催化剂。但是，由于某些化合物本身具有一定的毒性，而且有的半导体在光照下不稳定，存在不同程度的光腐蚀现象。在众多半导体光催化材料中，TiO2以其化学性质稳定、氧化-还原性强、抗腐蚀、无毒及成本低而成为目前最为广泛使用的半导体光催化剂。 TiO2属于一种n型半导体材料，它有三种晶型——锐钛矿相、金红石相和板钛矿相，板

化学反应原理知识点归纳

化学反应原理知识点归 纳 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

专题一：化学反应与能量变化 一、反应热、焓变 1．反应热：化学反应过程中放出或吸收的热量，叫反应热。包括燃烧热和中和热。 电 离 ： 注意： 水解 ： 吸热反应的发生不一定需要 常见的吸热反应： 铵盐与碱的反应：如NH 4Cl 与Ba(OH)28H 2O 加热才能进行。 大多数的分解反应：CaCO 3== CaO + CO 2 生产水煤气：C + H 2O == CO+H 2 碳和二氧化碳的反应：C+CO 2=2CO 燃烧反应 金属与酸（或水）的反应 常见的放热反应： 酸碱中和反应 自发的氧化还原反应 CaO(Na 2O 、Na 2O 2)与水的反应 浓酸与强碱溶于水 2、焓变：在恒温恒压的条件下，化学反应过程中吸收或放出的热量称为反 应的焓变。 符号：用ΔH 表示 单位：kJ/mol 放热反应：ΔH= —QkJ/mol ；或ΔH<0 吸热反应：ΔH= +QkJ/mol ；或ΔH>0 3、反应热产生的原因： 宏观：反应物和生成物所具有的能量不同，ΔH=_____________________________ 微观：化学反应过程中化学键断裂吸收的能量与新化学键生成所放出的能量不同，ΔH=____________ 二、热化学方程式 1.热化学方程式的概念：能表示反应热的化学方程式，叫做热化学方程式。热化学方程式不仅表示了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。 2.书写热化学方程式时的注意点 （1）需注明ΔH 的“+”与“—”，“+”表示 ，“—”表示 ；比较ΔH 的大小时，要考虑ΔH 的正负。 （3）要注明反应物和生成物的状态：g 、 l 、s 、aq 注意： 放热反应不一定常温下就自发进行，可能需要加热或点燃条件。

光催化原理及应用

姓学号：0903032038 合肥学院 化学与材料工程系 固 体 物 理 姓名：杜鑫鑫 班级：09无机非二班 学号：0903032038 课题名称：光催化原理及应用 指导教师：韩成良

光催化原理及应用 引言：目前，全球性环境污染问题受到广泛重视。光催化反应可对污水中的农 药、染料等污染物进行降解，还能够处理多种有害气体；光催化还可应用于贵金属回收、化学合成、卫生保健等方面。光催化反应在化工、能源及环境等领域都有广阔的应用前景。本文论述了主要光催化剂类型及光催化技术的应用研究成果。 关键词：光催化、应用、发展、环境、处理 光催化机理： 半导体材料在紫外及可见光照射下，将光能转化为化学能，并促进有机物的合成与分解，这一过程称为光催化。当光能等于或超过半导体材料的带隙能量时，电子从价带(VB)激发到导带(CB)形成光生载流子(电子-空穴对)。 在缺乏合适的电子或空穴捕获剂时，吸收的光能因为载流子复合而以热的形式耗散。价带空穴是强氧化剂，而导带电子是强还原剂。大多数有机光降解是直接或间接利用了空穴的强氧化能力。 例如TiO 2 是一种半导体氧化物，化学稳定性好(耐酸碱和光化学腐蚀)， 无毒，廉价，原料来源丰富。 TiO 2 在紫外光激发会产生电子－空穴对，锐钛 型TiO 2 激发需要3.2 eV的能量，对应于380 nm左右的波长。光催化活性高(吸收紫外光性能强；能隙大，光生电子的还原性和和空穴的氧化性强)。因此其广泛应用于水纯化，废水处理，有毒污水控制，空气净化，杀菌消毒等领域。 主要的光催化剂类型： 1．1 金属氧化物或硫化物光催化剂 常见的金属氧化物或硫化物光催化剂有TiO，、ZnO、WO 3、Fe 2 O 3 、ZnS、CdS 和PbS等。其中，CdS的禁带宽度较小，与太阳光谱中的近紫外光段有较好的匹配性，可以很好地利用自然光源，但容易发生光腐蚀，使用寿命有限。TiO，具

2017-2019化学高考真题汇编--专题15 化学反应原理综合(解析版)

专题15 化学反应原理综合 1．[2019新课标Ⅰ]水煤气变换[CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题： （1）Shibata 曾做过下列实验：①使纯H 2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被 还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H 2的物质的量分数为0.0250。 ②在同一温度下用CO 还原CoO(s)，平衡后气体中CO 的物质的量分数为0.0192。 根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_________H 2（填“大于”或“小于”）。 （2）721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H 2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平 衡时体系中H 2的物质的量分数为_________（填标号）。 A ．＜0.25 B ．0.25 C ．0.25~0.50 D ．0.50 E ．＞0.50 （3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所 示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用?标注。 可知水煤气变换的ΔH ________0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E 正=_________eV ，写出该步骤的化学方程式_______________________。 （4）Shoichi 研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO 和H 2分压随时间变化关系（如下图所示），催化 剂为氧化铁，实验初始时体系中的2H O p 和CO p 相等、2CO p 和2H p 相等。

化学选修化学反应原理知识点总结

化学选修化学反应原理 知识点总结 集团档案编码：[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08]

《化学反应原理》知识点总结 第一章：化学反应与能量变化 1、反应热与焓变：△H=H(产物)-H(反应物) 2、反应热与物质能量的关系 3 4 ①多数的分解反应 ② 2NH 4Cl(s)+Ba(OH)2·8H 2O(s)=BaCl 2+2NH 3+10H 2O ③ C(s)+ H 2O(g) 高温 CO+H 2 ④CO 2+ C 高温 2 CO 5、反应条件与吸热、放热的关系： 反应是吸热还是放热与反应的条件没有必然的联系，而取决与 反应物和产物具有的总能量（或焓）的相对大小。 6、书写热化学方程式除了遵循书写化学方程式的要求外，还应注意以下几点： ①放热反应△H 为“-”，吸热反应△H 为“+”，△H 的单位为kJ/mol ②反应热△H 与测定条件（温度、压强等）有关，因此应注意△H 的测定条件；绝大多数化学反应的△H 是在298K 、101Pa 下测定的，可不注明温度和压强。 ③热化学方程式中各物质化学式前面的系数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子或原子数，因此化学计量数可以是分数或小数。必须注明物质的聚集状态，热化学方程式是表示反 应已完成的数量，所以方程式中化学式前面的计量数必须与△H 相对应；当反应逆向进行时，反应热数值相等，符号相反。 7、利用盖斯定律进行简单的计算 8、电极反应的书写： 活性电极：电极本身失电子 ⑴电解：阳极：（与电源的正极相连）发生氧化反应 惰性电极：溶液中阴离子失电子 （放电顺序：I ->Br ->Cl ->OH - ） 阴极:（与电源的负极相连）发生还原反应，溶液中的阳离子得电子 （放电顺序：Ag +>Cu 2+>H +） 能量 反应物的总能量 生成物的总能量 反应过程 总能量 总能量

氧化钛光催化分解甲醛原理

纳米二氧化钛光催化分解甲醛原理 1. 光催化剂的发现历史 自从1972年Fujishima和Honda[2]发现TiO2在受到紫外光照射时可以将水氧化还原生成氢，光催化材料就引起了科研人员的关注。而1976年Carey等[3]将TiO2的光催化作用应用于水中多氯联苯化合物脱氯去毒并取得了成功，从此TiO2作为一种去除有机物的一种有效方法应用到了水和空气的清洁净化领域。1985年，日本科学家Tadashi Matsunaga等[4]第一个发现了TiO2在紫外光下有杀菌作用。近年来科学家们又对TiO2进行了深入的研究，并取得了很大的进步。但是以前的研究多数是用溶胶凝胶负载在基材上，这样的负载量有限，所以对空气的净化的速率较慢。如何能够快速、便捷、安全、有效的除去室内的各种污染物及病菌成为一个亟待解决的问题。纳米TiO2良好的光催化性能使它成为了解决这一问的热点研究方向。纳米TiO2以其催化活性高、化学稳定性好、使用安全，2. 纳米TiO2光催化机理 纳米TiO2是一种n型半导体氧化物，其光催化原理可以用半导体的能带理论来解释[5]。由于TiO2纳米粒子的粒径在1~100 nm，所以其电子的Fermi能级是分立的，而不是像金属导体中的能级是连续的，在纳米TiO2半导体氧化物的原子或分子轨道中具有一个空的能量区域，它介于导带与价带之间，称为禁带[6]，其宽度为eV，当纳米TiO2接受波长为nm以下的光线照射时，其内部价带的电子由于吸收光子跃迁到导带，从而产生空穴-电子对，即光生载流子，然后迅速迁移到其表面并激活被吸附的O2和H2O，产生高活性羟基自由基(·OH)和超氧离子自由基(·O2- )[7]，当污染物以及细菌吸附其表面时，会发生两个步骤：（1）吸收相波长为nm以下的光能，使表面发生光激发而产生光致电子和正的空穴。 （2）在受光照射而产生的电子-空穴中，电子消耗于空气中氧的还原，空穴则将吸附物质氧化，分解这些吸附物质的作用。如下图1： 导带 O2

2020年高考化学重点知识练习题化学反应原理的综合应用含解析.doc

化学反应原理的综合应用 1.氮及其化合物的转化过程如图所示。下列分析合理的是 A. 催化剂a表面发生了极性共价键的断裂和形成 B. N2与H2反应生成NH3的原子利用率为100% C. 在催化剂b表面形成氮氧键时，不涉及电子转移 D. 催化剂a、b能提高反应的平衡转化率 【答案】B 【详解】A.催化剂A表面是氮气与氢气生成氨气的过程，发生的是同种元素之间非极性共价键的断裂，A项错误； B. N2与H2在催化剂a作用下反应生成NH3属于化合反应，无副产物生成，其原子利用率为100%，B项正确； C. 在催化剂b表面形成氮氧键时，氨气转化为NO，N元素化合价由-3价升高到+2价，失去电子，C项错误； D. 催化剂a、b只改变化学反应速率，不能提高反应的平衡转化率，D项错误。 2.乙烯气相直接水合反应制备乙醇：C 2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下（起始时，n(H2O)＝n(C2H4)＝1 mol，容器体积为1 L）。 下列分析不正确 ．．．的是 A. 乙烯气相直接水合反应的?H＜0 B. 图中压强的大小关系为：p1＞p2＞p3 C. 图中a点对应的平衡常数K ＝ 5 16 D. 达到平衡状态a、b所需要的时间：a＞b 【答案】B 【分析】依据图像分析，在同一个压强下，随着温度的升高，乙烯平衡转化率降低，不利于平衡向正反应方向进行，可知该反应正方向为放热反应；根据C 2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)可知，该反应是气体分子数减

小的体系，再结合平衡常数表达式及压强与温度对速率与平衡的影响作答。 【详解】A. 根据上述分析可知，乙烯气相直接水合反应为放热反应，即?H＜0，A项正确； B. 由方程式C2H4(g)＋H2O(g)＝C2H5OH(g)可知该反应的正反应是气体分子数减小的反应，所以增大压强，平衡正向移动，乙烯的转化率提高，因此压强关系是：p1< p2< p3< p4，B项错误； C. 根据图示可知，起始时，n(H2O)＝n(C2H4)＝1 mol，容器体积为1 L，a点乙烯的平衡转化率为20%，则转化的乙烯的物质的量浓度为0.2mol/L，则: C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g) 开始(mol/L) 1 1 0 转化(mol/L) 0.2 0.2 0.2 平衡(mol/L) 0.8 0.8 0.2 所以K= 0.2/L 0.8/L0.8/L mol mol mol = 5 16 ，C项正确； D. 增大压强，化学反应速率会加快，则反应达到平衡的时间会缩短，由上述分析可知，p2 < p3，因此达到平衡状态a、b所需要的时间：a＞b，D项正确。 3.二氧化硫是危害最为严重的大气污染物之一,它主要来自化石燃料的燃烧,研究CO催化还原SO2的适宜条件,在燃煤电厂的烟气脱硫中具有重要价值。 Ⅰ.从热力学角度研究反应 （1）C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1 CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ·mol-1 S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=-296.0 kJ·mol-1 写出CO 还原SO2的热化学方程式:_________________。 （2）关于CO还原SO2的反应,下列说法正确的是______。 A.在恒温恒容条件下,若反应体系压强不变,则反应已达到平衡状态 B.平衡状态时,2v正(CO)=v逆(SO2) C.其他条件不变,增大SO2的浓度,CO的平衡转化率增大 D.在恒温恒压的容器中,向达到平衡状态的体系中充入N2,SO2的平衡转化率不变 Ⅱ．NO x的排放主要来自于汽车尾气，包含NO2和NO，有人提出用活性炭对NO x进行吸附，发生反应如下：反应a：C(s)+2NO(g)N 2(g)+CO2(g) ΔH=－34.0kJ/mol 反应b：2C(s)+2NO 2(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=－64.2kJ/mol （3）对于反应a，在T1℃时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下：

光化学反应原理

光化学反应原理 光化学反应在环境中主要是受阳光的照射，污染物吸收光子而使该物质分子处于某个电子激发态，而引起与其它物质发生的化学反应。如光化学烟雾形成的起始反应是二氧化氮（NO2）在阳光照射下，吸收紫外线（波长2900~4300A）而分解为一氧化氮（NO）和原子态氧（O，三重态）的光化学反应，由此开始了链反应，导致了臭氧及与其它有机烃化合物的一系列反应而最终生成了光化学烟雾的有毒产物，如光氧乙酰硝酸酯（PAN）等。 光化学反应的发生必须具备的条件 当光照射在物体上时,会发生三种情况:反射、透过和吸收。在光化学中,只有被分子吸收的光才能引起光化学反应。因此,光化学反应的发生必须具备两个条件:一是光源,只有光源发出能为反应物分子所吸收的光,光化学反应才有可能进行。二是反应物分子必须对光敏感(与其分子的结构有关) 。即反应物分子能直接吸收光源发出的某种波长的光,被激发到较高的能级(激发态) ,从而进行光化学反应。例如:卤化银能吸收可见光谱里的短波辐射(绿光、紫光、紫外光) 而发生分解: 2AgBr=2Ag +Br2 这个反应是照像技术的基础。但卤化银却不受长波辐射(红光) 的影响。所以,暗室里可用红灯照明。由此也可看出,光化学反应的一个重要特点是它的选择性,反应物分子只有吸收了特定波长的光才能发生反应。需要注意的是,有些物质本身并不能直接吸收某种波长的光而进行光化学反应,即对光不敏感。但可以引入能吸收这种波长光的另外一种物质,使它变为激发态,然后再把光能传递给反应物,使反应物活化从而发生反应。这样的反应称为感光反应。能起这样作用的物质叫感光剂。例如:CO2 和H2O 都不能吸收日光,但植物中的叶绿素却能吸收这样波长的光,并使CO2 和H2O 合成碳水化合物: CO2 + H2O=16 n(C6H12O6) n + O2 叶绿素就是植物光合作用的感光剂。 光化学反应 物质在可见光或紫外线照射下吸收光能时发生的光化学反应。它可引起化合、分解、电离、氧化、还原等过程。主要有光合作用和光解作用两类。 光化学反应（二） 光化学反应可引起化合、分解、电离、氧化还原等过程。主要可分为两类：一类是光合作用，如绿色植物使二氧化碳和水在日光照射下，借植物叶绿素的帮助，吸收光能，合成碳水化合物。另一类是光分解作用，如高层大气中分子氧吸收紫外线分解为原子氧；染料在空气中的褪色，胶片的感光作用等。 光化学反应（一） 只有在光的作用下才能进行的化学反应,即反应物分子吸收光能以后引起的化学变化,称为 光化学反应,亦称光反应(photoreaction)。例如,二苯甲酮和异丙醇都很稳定,它们接触时不发生反应,但在光作用下,两者可以进行化学反应。

高考化学化学反应原理的综合复习及详细答案

高考化学化学反应原理的综合复习及详细答案 一、化学反应原理 1．某同学设计如下三个实验方案以探究某反应是放热反应还是吸热反应： 方案一：如图1，在小烧杯里放一些除去氧化铝保护膜的铝片，然后向烧杯里加入10 mL 2 mol·L－1稀硫酸，再插入一支温度计，温度计的温度由20 ℃逐渐升至75 ℃，随后，温度逐渐下降至30 ℃，最终停留在20 ℃。 方案二：如图2，在烧杯底部用熔融的蜡烛粘一块小木片，在烧杯里加入10 mL 2 mol·L－1硫酸溶液，再向其中加 入氢氧化钠溶液，片刻后提起烧杯，发现小木片脱落下来。 方案三：如图3，甲试管中发生某化学反应，实验前U形管红墨水液面相平，在化学反应过程中，通过U形管两侧红 墨水液面高低判断某反应是吸热反应还是放热反应。 序号甲试管里发生反应的物质U形管里红墨水液面 ①氧化钙与水左低右高 ②氢氧化钡晶体与氯化铵晶体(充 分搅拌) ？ ③铝片与烧碱溶液左低右高 ④铜与浓硝酸左低右高 根据上述实验回答相关问题： （1）铝片与稀硫酸的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，写出该反应的离子方程式：___________。 （2）方案一中，温度升至最大值后又下降的原因是___________。 （3）方案二中，小木片脱落的原因是________，由此得出的结论是__________________。（4）方案三中，如果甲试管里发生的反应是放热反应，则U形管里红墨水液面：左边

________(填“高于”“低于”或“等于”)右边。 （5）由方案三的现象得出结论：①③④组物质发生的反应都是________(填“吸热”或“放热”)反应，如果放置较长时间，可观察到U 形管里的现象是______________。 （6）方案三实验②的U 形管中的现象为________，说明反应物的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量 【答案】放热 2Al ＋6H ＋===2Al 3＋＋3H 2↑ 反应完全后，热量向空气中传递，烧杯里物质的温度降低 蜡烛熔化 氢氧化钠与硫酸的反应放热 低于 放热 红墨水液面左右相平 红墨水液面左高右低 小于 【解析】 【分析】 【详解】 （1）金属与酸的反应是放热反应，因此铝片与稀硫酸的反应是放热反应，该反应的离子方程式为2Al ＋6H ＋===2Al 3＋＋3H 2↑，故答案为放热；2Al ＋6H ＋===2Al 3＋＋3H 2↑； （2）方案一中，温度升至最大值后又下降的原因可能是反应完全后，热量向空气中传递，烧杯里物质的温度降低，故答案为反应完全后，热量向空气中传递，烧杯里物质的温度降低； （3）方案二中，反应放出的热量，使得蜡烛熔化，小木片脱落，故答案为蜡烛熔化；氢氧化钠与硫酸的反应放热； （4）方案三中，如果甲试管里发生的反应是放热反应，装置中气体的压强增大，U 形管里红墨水液面：左边低于右边，故答案为低于； （5）由方案三的现象得出结论：①③④组物质发生的反应都是放热反应，如果放置较长时间，热量散失，装置中气体的压强与外界压强相等， U 形管中红墨水液面左右相平，故答案为放热；红墨水液面左右相平； （6）方案三实验②属于吸热反应，U 形管中红墨水液面左高右低，故答案为红墨水液面左高右低；小于。 2．为了证明化学反应有一定的限度，进行了如下探究活动： 步骤1：取8mL0.11mol L -?的KI 溶液于试管,滴加0.11mol L -?的FeCl 3溶液5～6滴,振荡； 请写出步骤1中发生的离子反应方程式：_________________ 步骤2:在上述试管中加入2mLCCl 4，充分振荡、静置； 步骤3：取上述步骤2静置分层后的上层水溶液少量于试管，滴加0.11mol L -?的KSCN 溶液5～6滴，振荡，未见溶液呈血红色。 探究的目的是通过检验Fe 3+，来验证是否有Fe 3+残留，从而证明化学反应有一定的限度。针对实验现象，同学们提出了下列两种猜想： 猜想一：KI 溶液过量，Fe 3+完全转化为Fe 2+，溶液无Fe 3+ 猜想二：Fe 3+大部分转化为Fe 2+，使生成Fe （SCN ）3浓度极小，肉眼无法观察其颜色为了验证猜想，在查阅资料后，获得下列信息： 信息一：乙醚比水轻且微溶于水，Fe （SCN ）3在乙醚中的溶解度比在水中大。 信息二：Fe 3+可与46[()]Fe CN - 反应生成蓝色沉淀，用K 4[Fe （CN ）6]溶液检验Fe 3+的灵敏

高中化学选修化学反应原理知识点梳理

化学反应原理 第一章化学反应与能量 第一节化学反应与能量的变化 第二节燃烧热能源 第三节化学反应热的计算 归纳与整理 第二章化学反应速率和化学平衡 第一节化学反应速率 第二节影响化学反应速率的因素第二节影响化学反应速率的因素 第三节化学平衡 第四节化学反应进行的方向 归纳与整理 第三章水溶液中的离子平衡 第一节弱电解质的电离 第二节水的电离和溶液的酸碱性 第三节盐类的水解 第四节难溶电解质的溶解平衡 归纳与整理 第四章电化学基础 第一节原电池 第二节化学电源 第三节电解池 第四节金属的电化学腐蚀与防护 归纳与整理 化学选修4化学反应与原理 章节知识点梳理 第一章化学反应与能量 一、焓变反应热 1．反应热：一定条件下，一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量 2．焓变(ΔH)的意义：在恒压条件下进行的化学反应的热效应（1）.符号：△H（2）.单位：kJ/mol 3.产生原因：化学键断裂——吸热化学键形成——放热 放出热量的化学反应。(放热>吸热) △H 为“-”或△H <0 吸收热量的化学反应。（吸热>放热）△H 为“+”或△H >0 ☆常见的放热反应：①所有的燃烧反应②酸碱中和反应 ③大多数的化合反应④金属与酸的反应 ⑤生石灰和水反应⑥浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等☆常见的吸热反应：①晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl ②大多数的分解反应 ③以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应④铵盐溶解等 二、热化学方程式 书写化学方程式注意要点:

①热化学方程式必须标出能量变化。 ②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态（g,l,s分别表示固态，液态，气态，水溶液中溶质用aq表示） ③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。 ④热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数 ⑤各物质系数加倍，△H加倍；反应逆向进行，△H改变符号，数值不变 三、燃烧热 1．概念：25 ℃，101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。燃烧热的单位用kJ/mol表示。 ※注意以下几点： ①研究条件：101 kPa ②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。 ③燃烧物的物质的量：1 mol ④研究内容：放出的热量。（ΔH<0，单位kJ/mol） 四、中和热 1．概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫中和热。 2．强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为： H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l) ΔH=－57.3kJ/mol 3．弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。 4．中和热的测定实验 五、盖斯定律 1．内容：化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关，如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的。 第二章化学反应速率和化学平衡 一、化学反应速率 1. 化学反应速率（v） ⑴定义：用来衡量化学反应的快慢，单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化 ⑵表示方法：单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示 ⑶计算公式：v=Δc/Δt（υ：平均速率，Δc：浓度变化，Δt：时间）单位：mol/（L·s） ⑷影响因素： ①决定因素（内因）：反应物的性质（决定因素） ②条件因素（外因）：反应所处的条件 2.

光催化材料的基本原理

二，光催化材料的基本原理 半导体在光激发下，电子从价带跃迁到导带位置，以此，在导带形成光生电子，在价带形成光生空穴。利用光生电子-空穴对的还原氧化性能，可以降解周围环境中的有机污染物以及光解水制备H2和O2。 高效光催化剂必须满足如下几个条件：（1）半导体适当的导带和价带位置，在净化污染物应用中价带电位必须有足够的氧化性能，在光解水应用中，电位必须满足产H2和产O2的要求。（2）高效的电子-空穴分离能力，降低它们的复合几率。（3）可见光响应特性：低于420nm左右的紫外光能量大概只占太阳光能的4%，如何利用可见光乃至红外光能量，是决定光催化材料能否在得以大规模实际应用的先决条件。常规anatase-type TiO2 只能在紫外光响应，虽然通过搀杂改性，其吸收边得以红移，但效果还不够理想。因此，开发可见光响应的高效光催化材料是该领域的研究热点。只是，现在的研究状况还不尽人意。 三，光催化材料体系的研究概况 从目前的资料来看，光催化材料体系主要可以分为氧化物，硫化物，氮化物以及磷化物 氧化物：最典型的主要是TiO2及其改性材料。目前，绝大部分氧化物主要集中在元素周期表中的d区，研究的比较多的是含Ti，Nb，

Ta的氧化物或复合氧化物。其他的含W，Cr，Fe，Co，Ni，Zr等金属氧化物也见报道。个人感觉，d区过渡族金属元素氧化物经过炒菜式的狂轰乱炸后，开发所谓的新体系光催化已经没有多大潜力。目前，以日本学者J. Sato为代表的研究人员，已经把目光锁定在p区元素氧化物上，如含有Ga，Ge，Sb，In，Sn，Bi元素的氧化物。 硫化物：硫化物虽然有较小的禁带宽度，但容易发生光腐蚀现象，较氧化物而言，稳定性较差。主要有ＺnＳ，ＣdＳ等 氮化物：也有较低的带系宽度，研究得不多。有Ｔa／Ｎ，Ｎb／Ｎ等体系 磷化物：研究很少，如ＧaＰ 按照晶体/颗粒形貌分类： （1）层状结构 **半导体微粒柱撑于石墨及天然/人工合成的层状硅酸盐 **层状单元金属氧化物半导体如：V2O5，MoO3，WO3等 **钛酸，铌酸，钛铌酸及其合成的碱（土）金属离子可交换层状结构和半导体微粒柱撑于层间的结构 **含Bi层状结构材料，(Bi2O2)2+(An-1BnO3n+1)2- (A=Ba，Bi，Pb；B=Ti，Nb，W)，钙钛矿层(An-1BnO3n+1)2-夹在(Bi2O2)2+层之间。典型的有：Bi2WO6，Bi2W2O9，Bi3TiNbO9

化学选修4化学反应原理课后习题和答案

化学选修4 化学反应原理课后习题和答案 第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化 P5习题 1.举例说明什么叫反应热，它的符号和单位是什么？ 2.用物质结构的知识说明为什么有的反应吸热，有的反应放热。 3.依据事实，写出下列反应的热化学方程式。 (1)1 mol N2 (g)与适量H2（g）起反应，生成NH3（g），放出92.2 kJ热量。 (2)1 mol N2 (g)与适量O2（g）起反应，生成NO2（g），吸收68 kJ热量。 (3)1 mol Cu(s)与适量O2（g）起反应，生成CuO（s），放出157 kJ热量。 (4)1 mol C(s)与适量H2O（g）起反应，生成CO（g）和H2 (g)，吸收131.3 kJ热量。 (5)卫星发射时可用肼（N2H4）作燃料，1 mol N2H4(l)在O2（g）中燃烧，生成N2（g）和H2O（l），放出622 kJ热量。 (6)汽油的重要成分是辛烷（C8H18），1 mol C8H18 (l)在O2（g）中燃烧，生成CO2（g）和H2O（l），放出5 518 kJ热量。 4.根据下列图式，写出反应的热化学方程式。 P6习题

1.举例说明什么叫反应热，它的符号和单位是什么？ 1、化学反应过程中所释放或吸收的热量叫做反应热。恒压条件下，它等于反应前后物 质的焓变。、符号是ΔH、单位是kJ/mol或kJ?mol-1。例如1molH2（g）燃烧，生成1molH2O（g），其反应热ΔH＝－241.8kJ/mol。 2.用物质结构的知识说明为什么有的反应吸热，有的反应放热。 2、化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂，形成新的化学键，重新组合成生成 物的分子。旧键断裂需要吸收能量，新键形成要放出能量。当反应完成时，若生成物释放的能量比反应物吸收的能量大，则此反应为放热反应；若生成物释放的能量比反应物吸收的能量小，反应物需要吸收能量才能转化为生成物，则此反应为吸热反应。 P10习题 1、燃烧热数据对生产、生活有什么实际意义？ 1、在生产和生活中，可以根据燃烧热的数据选择燃料。如甲烷、乙烷、丙烷、甲醇、乙醇、氢气的燃烧热值均很高，它们都是良好的燃料 2、石油资源总有一天会枯竭，现在就应该寻求应对措施。目前已使用甲醇、乙醇作为汽油的代用品，这样做的好处是什么？ 化石燃料蕴藏量有限，不能再生，最终将会枯竭，因此现在就应该寻找对应措施。措施之一就是用甲醇、乙醇代替汽油，农牧业废料、高产作物（甘蔗、高粱、甘薯、玉米等）、速生树木（如赤杨、刺槐、桉树等），经过发酵或高温热分解就可以制造甲醇或乙醇。由于上述制造甲醇、乙醇的原料是可以再生的，因此用甲醇、乙醇代替汽油是应对能源危机的一种有效措施。

简述光合作用光反应的机理

简述光合作用光反应的机理 光合作用的光反应是在植物叶绿体中，通过光反应中心的光化学反应、电子传递及光合磷酸化，将光能转化为储藏在ATP和NADPH中活跃的化学能，并释放氧气的过程。我想将光反应机理分成光能的捕获与传递、光化学反应与电子传递、光合磷酸化三部分简述。 一、光能的捕获 植物叶绿体的类囊体膜上分布有大量光合色素，高等植物的类胡萝卜素，叶绿素b，大部分的叶绿素a只有捕获光能的作用，没有进行光反应的能力，称为天线色素。它们与蛋白质结合形成复合体，由于这些分子的电子排布不同，使它们可以吸收不同波长的光能。吸收的光能波长越短，获得的能量越大。天线色素吸收了光能，可以通过共振转移的方式，传递给与它相近的色素分子，但是由于传递过程中有能量损失，所以它们的传递时有方向性的，即只能传递给吸收光谱比它长的色素分子。这样所以类囊体膜上光能的传递顺序为胡萝卜素—叶黄素—叶绿素b—叶绿素a，并最终传递给光反应中心的P680和P700。 二、光化学反应与电子传递 光能传递到光合反应中心后，就会激活光反应中心的叶绿素a发生光化学反应。放氧光合生物具有两个光合中心，PS I和PS II。它们都是色素蛋白复合物。 光能经过天线色素传递给PS II复合体的P680，P680失去电子形成生物体内最强的氧化剂，失去电子的P680+从复合体D1蛋白上的酪氨酸残基上夺取电子，而后者又从放氧复合物OEC上夺取电子。失去电子的OEC夺取水的电子，产生氧气和质子。P680失去的电子被去镁叶绿素Pheo获得，Pheo通过QA将电子传递给QB,QB获得两个电子，又从周围介质获得两个质子后形成PQH2，与膜脂中的PQ 进行交换，脱离PS II。 PQH2可以在类囊体膜中自由移动，将电子传递给Cytb6f复合体，并将质子释放到类囊体膜内。由于Cytb6f复合体内Q循环的作用，使一分子PQH2在转移2个电子的同时，可以从膜外向膜内转移4个质子。Cytb6f复合体将获得的电子传递给质蓝素PC。PC可在类囊体膜内侧移动，将电子传递给PS I。 PS I复合物的P700接受天线色素传递来的光能后，形成很强的还原剂。它将电子传递给复合物中另一个叶绿素a分子（称为A0），失去电子的P700从PC 处重新获得电子。A0得到电子后极不稳定，将电子传递给A1（两个叶醌），A1将电子通过Fx、FA/FB三个含4Fe4S中心的蛋白，传递给铁氧还蛋白Fd，并最终由还原态Fd在铁氧还蛋白-NADP+还原酶的作用下，还原NADP+为NADPH。从而完成电子传递过程。 三、光合磷酸化 通过光化学反应和电子传递，已经将光能储存在NADPH中，并放出了氧气。而光反应的另一产物ATP则需要通过光合磷酸化来产生。 通过水的光解，PQH2的传递以及Q循环作用，已经在类囊体膜的两侧形成了质子浓度梯度，从而产生了质子动力。在类囊体膜上分布有ATP合成酶，它有F0和F1两部分组成。根据ATP在质子动力的推动下，F1中的γ亚基发生转动，β 亚基发生构象改变，促使ATP形成。

光催化的原理

光催化原理 光催化净化是基于光催化剂在紫外线照射下具有的氧化还原能力而净化污染物。 光催化原理 半导体光催化剂大多是n型半导体材料（当前以为TiO2使用最广泛）都具有区别于金属或绝缘物质的特别的能带结构，即在价带(ValenceBand，VB)和导带(ConductionBand，CB)之间存在一个禁带(ForbiddenBand,BandGap)。由于半导体的光吸收阈值与带隙具有式K=1240/Eg(eV)的关系，因此常用的宽带隙半导体的吸收波长阈值大都在紫外区域。当光子能量高于半导体吸收阈值的光照射半导体时，半导体的价带电子发生带间跃迁，即从价带跃迁到导带，从而产生光生电子(e-)和空穴(h+)。此时吸附在纳米颗粒表面的溶解氧俘获电子形成超氧负离子，而空穴将吸附在催化剂表面的氢氧根离子和水氧化成氢氧自由基。而超氧负离子和氢氧自由基具有很强的氧化性，能将绝大多数的有机物氧化至最终产物CO2和H2O，甚至对一些无机物也能彻底分解。 光催化应用技术 利用光催化净化技术去除空气中的有机污染物具有以下特点： 1直接用空气中的氧气做氧化剂，反应条件温和（常温常压） 2可以将有机污染物分解为二氧化碳和水等无机小分子，净化效果彻底。 3半导体光催化剂化学性质稳定，氧化还原性强，成本低，不存在吸附饱和现象，使用寿命长。光催化净化技术具有室温深度氧，二次污染小，运行成本低和可望利用太阳光为反应光源等优点，所以光催化特别合适室内挥发有机物的净化，在深度净化方面显示出了巨大的应用潜力。 常见的光催化剂多为金属氧化物和硫化物，如TiO2, ZnO,CdS,WO3等，其中TiO2的综合性能最好，应用最广。自1972年Fujishima和Honda发现在受辐照的TiO2上可以持续发生水的氧化还原反应，并产生H2以来，人们对这一催化反应过程进行了大量研究。结果表明，TiO2具有良好的抗光腐蚀性和催化活性，而且性能稳定，价廉易得，无毒无害，是

《选修4 化学反应原理》知识点总结

一、焓变、反应热 要点一：反应热（焓变）的概念及表示方法 化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以用热量来描述，叫做反应热，又称焓变，符号为ΔH，单位为kJ/mol，规定放热反应的ΔH为“—”，吸热反应的ΔH为“+”。 特别提醒：（1）描述此概念时，无论是用“反应热”、“焓变”或“ ΔH”表示，其后所用的数值必须带“+”或“—”。 （2）单位是kJ/mol，而不是kJ，热量的单位是kJ。 （3）在比较大小时，所带“+”“—”符号均参入比较。 要点二：放热反应和吸热反应 1．放热反应的ΔH为“—”或ΔH＜0 ；吸热反应的ΔH为“+”或ΔH ＞0 ?H＝E（生成物的总能量）－E（反应物的总能量） ?H＝E（反应物的键能）－E（生成物的键能） 2．常见的放热反应和吸热反应 ①放热反应：活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应。 ②吸热反应：多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳的反应 3．需要加热的反应，不一定是吸热反应；不需要加热的反应，不一定是放热反应 4．通过反应是放热还是吸热，可用来比较反应物和生成物的相对稳定性。 如C（石墨，s）C（金刚石，s）△H3= +1.9kJ/mol，该反应为吸热反应，金刚石的能量高，石墨比金属石稳定。 二、热化学方程式的书写 书写热化学方程式时，除了遵循化学方程式的书写要求外，还要注意以下几点： 1．反应物和生成物的聚集状态不同，反应热的数值和符号可能不同，因此必须注明反应物和生成物的聚集状态，用s、l、g分别表示固体、液体和气体，而不标“↓、↑”。 2．△H只能写在热化学方程式的右边，用空格隔开，△H值“—” 表示放热反应，△H值“+”表示吸热反应；单位为“kJ/mol”。 3．热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数，因此，化学计量数可以是整数，也可以是分数。 4．△H的值要与热化学方程式中化学式前面的化学计量数相对应，如果化学计量数加倍，△H 也要加倍。 5．正反应若为放热反应，则其逆反应必为吸热反应，二者△H的数值相等而符号相反。 三、燃烧热、中和热、能源 要点一：燃烧热、中和热及其异同

光催化原理

光催化原理 光催化的原理： 1.光催化净化的基本原理是什么？ (1)它是一种利用新型的复合纳米高科技功能材料的技术。 (2)它一种是低温深度反应技术，光催化剂纳米粒子在一定波长的光线照射下 受激生成电子一空穴对，空穴分解催化剂表面吸附的水产生氢氧自由基，电子使 其周围的氧还原成活性离子氧，从而具备极强的氧化一还原作用，将光催化剂表面的各种污染物摧毁。 mm 伽的w啊轴刊蛉恳Mtn抽iok甜1■自翊HI II住萨轉棉割愉沛抽齢讨堰闵鋼離曲毗n 總需旳擁. 2. 光催化净化的技术特征? (1)低温深度反应： 光催化氧化可在室温下将水、空气和土壤中有机污染物完全氧化成无毒无害的物质。而传统的高温焚烧技术则需要在极高的温度下才可将污染物摧毁，即使用常规的催化氧化方法亦需要几百度的高温。

（2）净化彻底： 它直接将空气中的有机污染物，完全氧化成无毒无害的物质，不留任何二次污染，目前广泛采用的活性炭吸附法不分解污染物，只是将污染源转移。 （3）绿色能源： 光催化可利用太阳光作为能源来活化光催化剂，驱动氧化一还原反应，而且光催 化剂在反应过程中并不消耗。从能源角度而言，这一特征使光催化技术更具魅力。（4）氧化性强： 大量研究表明，半导体光催化具有氧化性强的特点，对臭氧难以氧化的某些有机物如三氯甲烷、四氯化炭、六氯苯、都能有效地加以分解，所以对难以降解的有机物具有特别意义，光催化的有效氧化剂是羟基自由基（HO , H0的氧化性高 于常见的臭氧、双氧水、高锰酸钾、次氯酸等。 （5）广谱性： 光催化对从烃到羧酸的种类众多有机物都有效，美国环保署公布的九大类114 种污染物均被证实可通过光催化得到治理，即使对原子有机物如卤代烃、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂也有很好的去除效果，一般经过持续反应可达到完全净化。 （6）寿命长： 理论上，催化剂的寿命是无限长的。 3. 光催化空气净化器基本净化流程