- 豐田第二代氫燃料電池汽車(chē)發(fā)布!續(xù)航850公里,還有L2級(jí)自動(dòng)駕駛
- 一種氫氣燃料的汽車(chē),質(zhì)量m=2000kg,發(fā)動(dòng)機(jī)的額定輸出功率為80kw,行駛在平直公路上
- 誰(shuí)能幫我找一找關(guān)于物理動(dòng)量的例題
- 一種新型氫氣燃料的汽車(chē),質(zhì)量為2乘以10的三次方千克,發(fā)動(dòng)機(jī)的額定輸出功率為80千瓦,
- 第一輛以氫為燃料的汽車(chē)在哪個(gè)國(guó)家試車(chē)?
解:(1)汽車(chē)對(duì)地面壓強(qiáng) (2)∵汽車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng),它受到的是平衡力 ∴f = F = 2400N (圖片來(lái)源網(wǎng)絡(luò),侵刪) (3)W = Fs = 2400N×9000m = 2.16×10 7 J P = = = 7.2×10 4 W |
豐田第二代氫燃料電池汽車(chē)發(fā)布!續(xù)航850公里,還有L2級(jí)自動(dòng)駕駛
1公斤氫能行駛100公里。
氫氣的能量密度達(dá)142 MJ/kg,是汽油3倍多,而且氫燃料電池+電機(jī)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化效率更高,1公斤氫氣可以讓轎車(chē)跑100公里。它能跑多遠(yuǎn)取決于它裝載鋁和水的量,汽車(chē)加一次燃料跑上千公里可以實(shí)現(xiàn)。
近年來(lái),隨著國(guó)內(nèi)外氫能產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,氫燃料電池車(chē)作為氫能產(chǎn)業(yè)鏈下游集成應(yīng)用中最為重要的一環(huán),受到了廣泛的重視。國(guó)內(nèi)關(guān)于氫能的各項(xiàng)產(chǎn)業(yè),基本都與氫燃料電池車(chē)相關(guān),為燃料電池車(chē)服務(wù)。
在國(guó)家政策上,對(duì)于氫燃料電池車(chē)的不退坡補(bǔ)貼會(huì)持續(xù)到2020年;同時(shí),各地方***也配合出臺(tái)了關(guān)于燃料電池車(chē)的購(gòu)置及運(yùn)營(yíng)補(bǔ)貼政策??梢灶A(yù)見(jiàn),在未來(lái)較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),氫燃料電池車(chē)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)都將會(huì)是氫能產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展方向。
詳細(xì)介紹:
氫能汽車(chē)的全稱為氫燃料電池汽車(chē)。與傳統(tǒng)汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)相比,氫能汽車(chē)具有續(xù)航里程更長(zhǎng),過(guò)載能力強(qiáng)、噪音低等優(yōu)點(diǎn)。
相較于純電動(dòng)汽車(chē)較長(zhǎng)的充電時(shí)間,目前的氫能汽車(chē)充氫時(shí)間一般都控制在15分鐘到20分鐘左右。一公斤氫氣能支撐汽車(chē)行駛100公里左右,而本次參展的公交車(chē)單次可充氫氣5公斤左右,充滿一次可行駛500多公里。
一種氫氣燃料的汽車(chē),質(zhì)量m=2000kg,發(fā)動(dòng)機(jī)的額定輸出功率為80kw,行駛在平直公路上
車(chē)東西
作者?|Juice
編輯?|曉寒
就在昨天,全球最強(qiáng)的氫燃料電池車(chē)型?Mirai迎來(lái)徹頭徹尾的換代,內(nèi)外飾煥然一新,還***用了第二代氫燃料電池系統(tǒng)。
與第一代相比,第二代Mirai的燃料電池電堆的輸出功率密度為5.4kW/L,而上代僅有3.5kW/L,最高輸出功率也從114kW(約合155馬力)提升到了128kW(約合174馬力)。
這款車(chē)的續(xù)航里程與第一代相比也增加了30%,車(chē)輛的WLTC續(xù)航里程(日本工況標(biāo)準(zhǔn))最多可以達(dá)到850公里。
在智能化方面,該車(chē)配備了最新的Toyota?Safety?Sense技術(shù),包含有行人檢測(cè)功能和智能碰撞預(yù)警功能等,可以消除轉(zhuǎn)向盲區(qū)。同時(shí),車(chē)輛還具備全速動(dòng)態(tài)雷達(dá)巡航控制系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)L2級(jí)自動(dòng)駕駛。
比較有意思的是,這款車(chē)還可以在停電期間作為應(yīng)急電源使用,既可以直接連接外部電源進(jìn)行供電,車(chē)艙內(nèi)的***電源插座也可以使用,基本上能夠滿足用戶的日常需求。
據(jù)了解,這款車(chē)共有兩個(gè)版本,分別是標(biāo)準(zhǔn)版本和高端版本,售價(jià)為710萬(wàn)日元~805萬(wàn)日元(約合人民幣44.5萬(wàn)元~50.4萬(wàn)元)之間。日本消費(fèi)者在***的補(bǔ)助下,最低570萬(wàn)日元(約合人民幣35.7萬(wàn)元)就可以購(gòu)買(mǎi)到這輛車(chē),目前這款車(chē)已經(jīng)可以從豐田的***開(kāi)始訂購(gòu)了。
從發(fā)布會(huì)上的信息來(lái)看,這款車(chē)較上一代已經(jīng)有了較大的提升,智能化方面已經(jīng)達(dá)到了主流車(chē)型的水準(zhǔn),而續(xù)航能力在新能源車(chē)中則屬于拔尖的存在。從產(chǎn)品性能上來(lái)看,這款車(chē)非常有競(jìng)爭(zhēng)力,但氫燃料電池這一概念還并未被公眾完全接受,從這點(diǎn)上來(lái)看,這款車(chē)的前景還并不明確。
日媒對(duì)豐田第二代Mirai的報(bào)道
一、豐田二代氫燃料電池車(chē)發(fā)布?續(xù)航最多達(dá)850公里
在東京車(chē)展亮相了一年之后,豐田的第二代氫燃料電池車(chē)Mirai終于正式發(fā)布了。作為豐田氫燃料電池領(lǐng)域最新的車(chē)型,這款車(chē)與上一代相比變化非常明顯。
豐田第二代Mirai
該車(chē)是豐田第一代氫燃料電池汽車(chē)Mirai的更新版本,基于豐田最新的TNGA平臺(tái)打造。新平臺(tái)為模塊化平臺(tái),是豐田和雷克薩斯很多車(chē)型的基礎(chǔ),能夠同時(shí)兼容前輪驅(qū)動(dòng)、后輪驅(qū)動(dòng)和全輪驅(qū)動(dòng)的車(chē)型。
因此,這款車(chē)與第一代相比也發(fā)生了很多變化,最明顯的就在車(chē)身尺寸上,這款車(chē)長(zhǎng)寬高分別為4***5mm、1885mm、1470mm,軸距為2920mm,而第一代的長(zhǎng)寬高分別為4890mm、1815mm、1535mm,軸距則為2780mm,新車(chē)幾乎大了一圈。
在內(nèi)飾方面,車(chē)輛配備了一塊8英寸的液晶儀表盤(pán),還將會(huì)配備一塊12.3英寸的中控屏,支持Android?Auto和Apple?CarPlay,同時(shí)車(chē)輛也將具備無(wú)線充電功能。雖然是一款氫燃料電池車(chē)型,但是其外觀內(nèi)飾,跟豐田全新凱美瑞、亞洲龍比較風(fēng)格一致,也繼承了豐田的家族式設(shè)計(jì)。
豐田第二代Mirai內(nèi)飾
在續(xù)航方面,由于第二代Mirai***用了三個(gè)儲(chǔ)氫罐來(lái)儲(chǔ)存氫氣,比上一代車(chē)多增加了一個(gè)儲(chǔ)氫罐,儲(chǔ)氫重量也從4.6千克上升到了5.6千克。所以車(chē)輛的續(xù)航里程也增加了30%,由原來(lái)的WLTC標(biāo)準(zhǔn)650公里增加到了現(xiàn)在的850公里。
在動(dòng)力表現(xiàn)上,第二代Mirai的燃料電池電堆的輸出功率密度為5.4kW/L,最高輸出功率為128kW(約合174馬力),而上一版本的燃料電池電堆的輸出功率密度為3.5kW/L,最高輸出功率為114kW(約合155馬力)。相比于上一代,第二代Mirai的發(fā)電能力也有了提升。不過(guò),車(chē)輛電機(jī)的最大輸出功率仍然是134kW(約合182馬力),與上一代保持一致。
豐田第二代Mirai與第一代的參數(shù)變化
值得一提的是,雖然增加了一個(gè)儲(chǔ)氫罐,但是豐田方面對(duì)儲(chǔ)氫罐的布局進(jìn)行了調(diào)整,相應(yīng)的還節(jié)省了車(chē)內(nèi)空間,因此車(chē)輛的第二排可以增加一個(gè)座位,讓新車(chē)成為了五人座的車(chē)型,在乘坐感受上也將會(huì)勝過(guò)第一代。
豐田第二代Mirai
除此之外,這款車(chē)與上一代相比還增加了一個(gè)非常實(shí)用的功能,車(chē)輛可以提供反向供電,這一點(diǎn)在野外出行或者遭遇突發(fā)停電的情況下非常有用。
豐田第二代Mirai反向充電孔
車(chē)輛的外部供電由兩個(gè)方法,一是車(chē)內(nèi)內(nèi)置了一個(gè)直流外部供電插口,需要通過(guò)外部電源系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)供電,最多可以支持9kW的供電,另一個(gè)是車(chē)內(nèi)帶有兩處插座(AC100V?1500W),可以適配多種電器,最多可以為一般家庭供電約4天。
豐田第二代Mirai內(nèi)置充電口
這款車(chē)在行駛的過(guò)程中還可以實(shí)現(xiàn)凈化空氣,這主要因?yàn)闅淙剂想姵卦诎l(fā)電過(guò)程中需要吸入空氣,經(jīng)過(guò)車(chē)上的物理濾芯和化學(xué)的濾芯后,車(chē)輛排出的氣體將會(huì)濾除掉PM2.5細(xì)微顆粒。
而發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的水,駕駛員可以選擇在合適的地方排出。
二、主動(dòng)安全提升顯著?明年實(shí)現(xiàn)高速L2
在主動(dòng)安全方面做出的改變也是這款車(chē)與上一代最大的不同之一,車(chē)輛***用了最新的Toyota?Safety?Sense技術(shù),可以最大程度的保護(hù)駕駛員的駕駛安全。
車(chē)輛在路口轉(zhuǎn)彎時(shí)可以發(fā)現(xiàn)對(duì)向行駛車(chē)輛及橫穿路口的行人,減少碰撞的發(fā)生;當(dāng)車(chē)道內(nèi)有行人的時(shí)候,車(chē)輛可以在不偏離車(chē)道的前提下***轉(zhuǎn)向,規(guī)避碰撞風(fēng)險(xiǎn)。
豐田第二代Mirai
車(chē)輛的動(dòng)態(tài)雷達(dá)巡航系統(tǒng)也有了提升,增加了轉(zhuǎn)彎速度控制的功能,當(dāng)轉(zhuǎn)彎車(chē)速過(guò)快的時(shí)候,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)降低車(chē)速,經(jīng)過(guò)路口后會(huì)解除速度控制。
此外,當(dāng)駕駛員在駕駛過(guò)程中身體出現(xiàn)異常狀況無(wú)法對(duì)車(chē)輛進(jìn)行操控的時(shí)候,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行降速,并安全停車(chē)。
而為了防止駕駛員誤踩踏板引發(fā)的事故,第二代Mirai還標(biāo)配了“?“Plus?Support”,即使在附近沒(méi)有發(fā)現(xiàn)障礙物的情況時(shí),如果系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到駕駛員誤踩了加速踏板,車(chē)輛也不會(huì)出現(xiàn)提然加速的情況。
到明年,第二代Mirai還將配備基于豐田Mobility?Teammate?Concept技術(shù)開(kāi)發(fā)的新的高級(jí)駕駛***功能,可以在高速公路上實(shí)現(xiàn)L2級(jí)自動(dòng)駕駛。
在高速公路上,車(chē)載系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)實(shí)際駕駛狀況,并在駕駛員的監(jiān)督下做出一些單車(chē)道內(nèi)自動(dòng)駕駛、換道和超車(chē)等駕駛行為。
車(chē)輛還配備了Toyota?Teammate?Advanced?Park***工具,可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泊車(chē)的功能。
這款車(chē)在正式推出之后,首先需要面臨的一個(gè)對(duì)手就是現(xiàn)代汽車(chē)在去年亮相的第二款量產(chǎn)氫燃料電池汽車(chē)Nexo,這兩款車(chē)同為第二代產(chǎn)品,且在技術(shù)參數(shù)上也有很多相似之處。
豐田第二代Mirai與現(xiàn)代Nexo參數(shù)對(duì)比
從車(chē)身尺寸上來(lái)看,豐田第二代Mirai顯然要大上一些,車(chē)輛的電堆輸出功率和電機(jī)輸出功率都比現(xiàn)代Nexo更突出,但在續(xù)航里程和最高車(chē)速方面兩款車(chē)的差距并不算大,也都配備了一塊12.3英寸的大屏且支持L2級(jí)自動(dòng)駕駛。
不過(guò)這兩款車(chē)一款是轎車(chē)車(chē)型,另一款則為SUV車(chē)型,可以為喜歡氫能源車(chē)的消費(fèi)者提供更多的選擇。
三、2014年推出第一代?累計(jì)售出超萬(wàn)輛
在新能源道路上,豐田的思路一直非常獨(dú)特,重視混動(dòng)和氫燃料電池而忽視純電是豐田此前一直踐行的路線。而在氫燃料電池上的探索,豐田也一直是身體力行。
在1996年,豐田就研發(fā)了改裝自RAV?4的氫燃料電池汽車(chē)FCEV-1,***用了10kW的PEMFC(質(zhì)子交換膜燃料電池)和金屬儲(chǔ)氫裝置,續(xù)航里程達(dá)到了250公里。
FCEV-1
第二年豐田又推出了FCEV-2,這款車(chē)也是改裝自RAV?4,搭載了25kW的PEMFC,并且使用了甲醇重整燃料電池,續(xù)航里程達(dá)到了500公里。2001年豐田又研發(fā)并測(cè)試了燃料電池混合動(dòng)力車(chē)型FCHV-3和FCHV-4。
不過(guò)這些車(chē)都沒(méi)有公開(kāi)銷售,只是豐田在進(jìn)行技術(shù)探索。但在2014年則發(fā)生了變化,當(dāng)年豐田拿出了首款可量產(chǎn)的氫燃料電池汽車(chē),也就是第一代Mirai。
第一代Mirai僅在美國(guó)加利福尼亞州出售,目前已經(jīng)累計(jì)售出了超過(guò)1萬(wàn)輛,是氫燃料電池乘用車(chē)領(lǐng)域的銷量冠軍。不過(guò),這一領(lǐng)域的車(chē)型卻并不算多,只有現(xiàn)代、本田和戴姆勒曾經(jīng)推出過(guò)量產(chǎn)車(chē)型。
豐田第一代Mirai
盡管如此,豐田也一直在進(jìn)行氫燃料電池汽車(chē)的研發(fā),在去年的東京車(chē)展上亮出了第二代Mirai的概念車(chē),并在日前正式發(fā)布。
在第二代Mirai的發(fā)布會(huì)上,豐田汽車(chē)方面表示,***將目前所有的氫燃料電池汽車(chē)的產(chǎn)量從3000輛提升至30000輛。
此外,豐田還宣布將與日本三大便利店運(yùn)營(yíng)商7-11、全家、羅森一起進(jìn)行小型氫燃料電池卡車(chē)的測(cè)試,并且***在明年日本東京奧運(yùn)會(huì)期間提供氫燃料電池巴士。
結(jié)語(yǔ):豐田繼續(xù)發(fā)力氫能源
在新能源車(chē)這條賽道上,中美已經(jīng)堅(jiān)定發(fā)展純電路線,而歐洲則是純電和插混并發(fā)的狀態(tài),只有日韓在發(fā)展純電之外,還加大力氣搞了混動(dòng)和氫燃料電池,而豐田則是這一路線的堅(jiān)定踐行者。
在氫燃料電池方面,豐田一直在不斷發(fā)力,從2014年推出首款量產(chǎn)車(chē)之后的六年內(nèi),又將自己的技術(shù)提升了一個(gè)等級(jí)推出了第二代Mirai。
雖然氫燃料電池車(chē)隊(duì)環(huán)境的污染更小,能源來(lái)源也更容易獲得,但其銷量遠(yuǎn)無(wú)法與純電動(dòng)車(chē)的銷量相比,很大的一個(gè)原因就是氫燃料電池的技術(shù)難度太大和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不完善。
從豐田第二代Mirai的產(chǎn)品參數(shù)來(lái)看,豐田正在逐步克服技術(shù)難題,產(chǎn)品也越加完善,目前留給豐田的難題似乎就只有基礎(chǔ)設(shè)施不完善的問(wèn)題了,但這個(gè)問(wèn)題還需要很長(zhǎng)時(shí)間才能被解決。
盡管如此,豐田這次發(fā)布第二代Mirai也相當(dāng)于宣布了自己還將堅(jiān)定不移的發(fā)展氫燃料電池汽車(chē)。
本文來(lái)源于汽車(chē)之家車(chē)家號(hào)作者,不代表汽車(chē)之家的觀點(diǎn)立場(chǎng)。
誰(shuí)能幫我找一找關(guān)于物理動(dòng)量的例題
這里先求出V(最大速度)
P=FV
最大速度的時(shí)候F=f=0.1mg
V=P/0.1mg
=80000/2000
=40m/s
消耗的總能量Pt=克服摩擦做功fS+剩余動(dòng)能mV^2/2
Pt=mV^2/2+0.1mg*800
80000t=1600*1000+2000*800
t=32*10^5/8*10^4
=40s
一種新型氫氣燃料的汽車(chē),質(zhì)量為2乘以10的三次方千克,發(fā)動(dòng)機(jī)的額定輸出功率為80千瓦,
如果一個(gè)系統(tǒng)所受外力的矢量和為零,則該系統(tǒng)為動(dòng)量守恒系統(tǒng)。而系統(tǒng)內(nèi)部的物體由于彼此間的相互作用,動(dòng)量會(huì)有顯著的變化,這里涉及到一個(gè)內(nèi)力做功和系統(tǒng)內(nèi)物體動(dòng)能變化的問(wèn)題,即動(dòng)量守恒系統(tǒng)的功能問(wèn)題。 這類問(wèn)題十分廣泛,不只在力學(xué)中多見(jiàn),在電學(xué)、原子物理學(xué)中亦會(huì)碰到。在動(dòng)量守恒系統(tǒng)的功能關(guān)系中,相互作用的內(nèi)力可能是恒力,但多數(shù)情況下內(nèi)力為變力,有時(shí)其變化規(guī)律可能較復(fù)雜,所以我們可以由系統(tǒng)動(dòng)能的變化這個(gè)結(jié)果來(lái)了解內(nèi)力做功的影響。 相互作用的內(nèi)力不僅可以變化復(fù)雜,力的性質(zhì)也可以多種多樣,諸如彈簧的彈力、滑動(dòng)摩擦力、分子力、電場(chǎng)力、磁力等等,與其相對(duì)應(yīng)的能量則如彈性勢(shì)能、內(nèi)能、分子勢(shì)能、電勢(shì)能、磁場(chǎng)能(閉合回路中的電能)等等。因此,若我們能仔細(xì)分析系統(tǒng)中相互作用的內(nèi)力的性質(zhì),也就可能在題設(shè)條件內(nèi)建立起系統(tǒng)的動(dòng)能和某種性質(zhì)的內(nèi)力相對(duì)應(yīng)的能之間相互轉(zhuǎn)化的能量關(guān)系。 我們常把動(dòng)量守恒系統(tǒng)中物體間的相互作用過(guò)程仍視為碰撞問(wèn)題來(lái)處理,亦即廣義的碰撞問(wèn)題。如彈性碰撞可以涉及到動(dòng)能和彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化;非彈性碰撞可以涉及到動(dòng)能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化,等等。那么,通過(guò)動(dòng)量守恒和能量關(guān)系,就可以順利達(dá)到解題目的。 綜上所述,解決動(dòng)量守恒系統(tǒng)的功能問(wèn)題,其解題的策略應(yīng)為: 一、建立系統(tǒng)的動(dòng)量守恒定律方程。 二、根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)的能量變化的特點(diǎn)建立系統(tǒng)的能量方程。 建立該策略的指導(dǎo)思想即借助于系統(tǒng)的動(dòng)能變化來(lái)表現(xiàn)內(nèi)力做功。 例1、如圖,兩滑塊A、B的質(zhì)量分別為m1和m 2,置于光滑的水平面上,A、B間用一勁度系數(shù)為K的彈簧相連。開(kāi)始時(shí)兩滑塊靜止,彈簧為原長(zhǎng)。一質(zhì)量為m的***以速度V0沿彈簧長(zhǎng)度方向射入滑塊A并留在其中。 試求:(1)彈簧的最大壓縮長(zhǎng)度; (2)滑塊B相對(duì)于地面的最大速度和最小速度。解:(1)由于***射入滑塊A的過(guò)程極短,可以認(rèn)為彈簧的長(zhǎng)度尚未發(fā)生變化,滑塊A不受彈力作用。取***和滑塊A為系統(tǒng),因***射入的過(guò)程為完全非彈性碰撞,***射入A前后物體系統(tǒng)動(dòng)量守恒,設(shè)***射入后A的速度為V1,有: mV0=(m+m1)V1 得: (1) 取***、兩滑塊A、B和彈簧為物體系統(tǒng),在***進(jìn)入A后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,注意這里有彈力做功,系統(tǒng)的部分動(dòng)能將轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能,設(shè)彈簧的最大壓縮長(zhǎng)度為x,此時(shí)兩滑塊具有的相同速度為V,依前文中提到的解題策略有: (m+m1)V1=(m+m1+m 2)V (2) (3) 由(1)、(2)、(3)式解得: (2)***射入滑塊A后,整個(gè)系統(tǒng)向右作整體運(yùn)動(dòng),另外須注意到A、B之間還有相對(duì)振動(dòng),B相對(duì)于地面的速度應(yīng)是這兩種運(yùn)動(dòng)速度的疊加,當(dāng)彈性勢(shì)能為零時(shí),滑塊B相對(duì)地面有極值速度。若B向左振動(dòng),與向右的整體速度疊加后有最小速度;若B向右振動(dòng),與向右的整體速度疊加后有最大速度。設(shè)極值速度為V3,對(duì)應(yīng)的A的速度為V2,依前文提到的解題策略有: mV0=(m+m1)V2 +m2V3 (4) (5) 由(1)、(4)、(5)式得: V3[(m+m1+m2)V3 -2mV0]=0 解得:V3=0 (最小速度) (最大速度) 說(shuō)明: 一、本題中的所有速度都是相對(duì)地面這一參照物而言的。 二、第(3)、(5)式左均為 ,它們的差值即系統(tǒng)增加的內(nèi)能。 三、由前文解題策略易得系統(tǒng)增加的內(nèi)能為 。 例2、如圖,光滑水平面上有A、B兩輛小車(chē),C球用0.5米長(zhǎng)的細(xì)線懸掛在A車(chē)的支架上,已知mA=mB=1千克,mC=0.5千克。開(kāi)始時(shí)B車(chē)靜止,A車(chē)以V0 =4米/秒的速 度駛向B車(chē)并與其正碰后粘在一起。若碰撞時(shí)間極短且不計(jì)空氣阻力,g取10米/秒2 ,求C球擺起的最大高度。 解:由于A、B碰撞過(guò)程極短,C球尚未開(kāi)始擺動(dòng),故對(duì)該過(guò)程依前文解題策略有: mAV0=(mA+mB)V1 (1) E內(nèi)= (2) 對(duì)A、B、C組成的系統(tǒng),圖示狀態(tài)為初始狀態(tài),C球擺起有最大高度時(shí),A、B、C有共同速度,該狀態(tài)為終了狀態(tài),這個(gè)過(guò)程同樣依解題策略處理有: (mA+mC)V0=(mA+mB+mC)V2 (3) (4) 由上述方程分別所求出A、B剛粘合在一起的速度V1=2米/秒,E內(nèi)=4焦,系 統(tǒng)最后的共同速度V2=2.4米/秒,最后求得小球C擺起的最大高度h=0.16米。
動(dòng)量守恒定律應(yīng)用重在“三個(gè)”選取
?動(dòng)量守恒定律是宏觀世界和微觀世界都遵守的共同規(guī)律,應(yīng)用非常廣泛.動(dòng)量守恒定律的適用條件是相互作用的物質(zhì)系統(tǒng)不受外力,實(shí)際上真正滿足不受外力的情況幾乎是不存在的.所以,動(dòng)量守恒定律應(yīng)用重在“三個(gè)”選取.?一、動(dòng)量守恒條件近似性的選取?根據(jù)動(dòng)量守恒定律成立時(shí)的受力情況分以下三種:(1)系統(tǒng)受到的合外力為零的情況.(2)系統(tǒng)所受的外力比相互作用力(內(nèi)力)小很多,以致可以忽略外力的影響.因?yàn)閯?dòng)量守恒定律是針對(duì)系統(tǒng)而言的,它告訴我們,系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體之間盡管有內(nèi)力作用,不管這些內(nèi)力是什么性質(zhì)的力,系統(tǒng)內(nèi)力的沖量只能改變系統(tǒng)中單個(gè)物體的動(dòng)量,而不能改變系統(tǒng)的總動(dòng)量.如碰撞問(wèn)題中摩擦力,碰撞過(guò)程中的重力等外力比相互作用的內(nèi)力小得多且碰撞時(shí)間很小時(shí),可忽略其力的沖量的影響,認(rèn)為系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒.這是物理學(xué)中忽略次要因素,突出重點(diǎn)的常用方法.(3)系統(tǒng)整體上不滿足動(dòng)量守恒的條件,但在某一特定方向上,系統(tǒng)不受外力或所受的外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力,則系統(tǒng)沿這一方向的分動(dòng)量守恒.?例1 如圖1所示,一質(zhì)量為M=0.5kg的斜面體A,原來(lái)靜止在光滑的水平面上,一質(zhì)量m=40g的小球B以水平速度v0=30m/s運(yùn)動(dòng)到斜面A上,碰撞時(shí)間極短,碰后變?yōu)樨Q直向上運(yùn)動(dòng),求物體A碰后的速度. 圖1?解析 由題意知,小球B與斜面A的碰撞時(shí)間極短,說(shuō)明碰撞過(guò)程中相互作用力很大,斜面體A所受水平面的支持力要發(fā)生很大變化.它并不滿足“外力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于內(nèi)力”的條件,整個(gè)系統(tǒng)總動(dòng)量并不守恒,但這個(gè)外力是沿豎直方向.而在水平方向上,由于水平面是光滑的,故A與B組成的系統(tǒng)在水平方向上不受外力,其動(dòng)量是守恒的.?設(shè)碰后斜面體A的速度為v,而小球B碰后水平速度為零,由水平方向的動(dòng)量守恒定律,有?0+mv0=Mv+0,所以 v=(m/M)v0=(0.04/0.5)×30m/s=2.4m/s.?例2 如圖2所示,在光滑水平面上,靜止放著一個(gè)質(zhì)量為M,長(zhǎng)為L(zhǎng)的小車(chē),一個(gè)質(zhì)量為m的人站在小車(chē)的一端,求此人至少以多大速度起跳,才能跳到小車(chē)的另一端. 圖2?解析 人要想跳到車(chē)的另一端,人必須做斜拋運(yùn)動(dòng),人和車(chē)在水平方向上動(dòng)量守恒.以地面為參照物,設(shè)人起跳的速度為v0,v0與水平方向夾角為α,車(chē)后退速度為v,設(shè)向右為正方向,由動(dòng)量守恒定律,得?mv0cosα-Mv=0, ①?以車(chē)為參照物,在水平方向上人相對(duì)于小車(chē)的速度v0cosα+v,人相對(duì)車(chē)的水平位移為L(zhǎng),則?L=(v0cosα+v)t, ②人在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,有?t=2v0sinα/g, ③由①式,得 v=mv0cosα/M, ④將③、④式代入②式,得?L=(v0cosα+(mv0cosα/M))·(2v0sinα/g),∴ v0= ,?當(dāng)sin2α=1,即α=45°起跳時(shí),v0為最小值vmin,故?vmin= .?二、動(dòng)量守恒過(guò)程的選取?滿足動(dòng)量守恒條件時(shí),總動(dòng)量保持不變,不是僅指系統(tǒng)初末兩狀態(tài)總動(dòng)量相等,而是指系統(tǒng)在相互作用的整個(gè)過(guò)程中,每一時(shí)刻總動(dòng)量都不變.動(dòng)量守恒條件是否滿足,關(guān)鍵在于過(guò)程如何選?。??例3 如圖3所示,在平直的公路上,質(zhì)量為M的汽車(chē)牽引著質(zhì)量為m的拖車(chē)勻速行駛,速度為v0,在某一時(shí)刻拖車(chē)脫鉤了,若汽車(chē)的牽引力保持不變,在拖車(chē)剛剛停止運(yùn)動(dòng)的瞬間,汽車(chē)的速度多大? 圖3?解 在汽車(chē)與拖車(chē)脫鉤前,兩者共同向前做勻速直線運(yùn)動(dòng),說(shuō)明汽車(chē)和拖車(chē)組成的系統(tǒng)所受合外力為零.在脫鉤后,雖然汽車(chē)和拖車(chē)已分離開(kāi)了,這時(shí)汽車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng),拖車(chē)做勻減速運(yùn)動(dòng),它們各自所受合外力都不為零,但由于汽車(chē)牽引力不變,它所受的阻力沒(méi)有改變.拖車(chē)一直向前運(yùn)行,它受的阻力也沒(méi)有改變,脫鉤后系統(tǒng)所受的合阻力f=f1+f2不變.說(shuō)明脫鉤后至拖車(chē)剛剛停止的過(guò)程中,若以兩者構(gòu)成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,系統(tǒng)所受合外力仍然為零.動(dòng)量守恒定律仍然成立.?設(shè)拖車(chē)剛剛停止時(shí)汽車(chē)的速度為v,取汽車(chē)前進(jìn)的方向?yàn)檎较?,則有?(M+m)v0=Mv,即v=((M+m)/M)v0.?三、動(dòng)量守恒系統(tǒng)的選取?對(duì)多個(gè)物體相互作用中動(dòng)量守恒問(wèn)題,如何選取系統(tǒng),是學(xué)生常感棘手的問(wèn)題.因?yàn)閷?duì)多個(gè)物體組成的系統(tǒng),有時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)動(dòng)量守恒,有時(shí)應(yīng)用某部分動(dòng)量守恒,有時(shí)分過(guò)程多次應(yīng)用動(dòng)量守恒,有時(shí)只抓住初、末狀態(tài)動(dòng)量守恒即可.要善于觀察、分析,正確選取動(dòng)量守恒系統(tǒng).?例4 質(zhì)量為100kg的甲車(chē)同質(zhì)量50kg的人一起以2m/s的速度在光滑水平面上勻速向前運(yùn)動(dòng),質(zhì)量為150kg的乙車(chē)以7m/s的速度勻速由后面追來(lái),為避免相撞,當(dāng)兩車(chē)靠近時(shí)甲車(chē)上的人至少以多大水平速度跳上乙車(chē).?解析 在人和車(chē)相互作用時(shí),動(dòng)量守恒.設(shè)人跳起時(shí)水平速度為v人′,當(dāng)人跳上乙車(chē),兩車(chē)的速度相同均為v車(chē)′時(shí),兩車(chē)剛好不相撞,設(shè)車(chē)原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍x擇甲車(chē)和人組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象.應(yīng)用動(dòng)量守恒定律,有?(M甲+m)v甲=M甲v車(chē)′-mv人′, ①選擇乙車(chē)和人組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,應(yīng)用動(dòng)量守恒定律,有?M乙v乙-mv人′=(M乙+m)v車(chē)′, ②由①、②式,得 v人′=3m/s.
[例1] 如圖1,質(zhì)量均為m的A、B兩球,以輕彈簧連結(jié)后放在光滑水平面上。A被有水平速度V0、質(zhì)量為m/4的泥丸P擊中并粘合,求彈簧能具有的最大勢(shì)能。
(典型誤解) 當(dāng)A和B的速度都達(dá)到u時(shí),A、B間距離最近,此時(shí)彈簧有最大勢(shì)能EP。
從圖1所示狀態(tài)Ⅰ→Ⅲ由動(dòng)量守恒得:
從Ⅰ→Ⅲ,由機(jī)械能守恒得:
解得 。
(分析) 從圖1所示狀態(tài)Ⅰ→Ⅱ的過(guò)程中,泥丸P與A碰撞粘合(B尚未參與作用),是一個(gè)完全非彈性碰撞模型,部分機(jī)械能經(jīng)由瞬間內(nèi)力作功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所損失的機(jī)械能設(shè)為△E,則:
;
可見(jiàn),從圖1的狀態(tài)Ⅰ→Ⅲ的物理過(guò)程,不能再看作一個(gè)機(jī)械能守恒的過(guò)程。因此,本題正確的解必須考慮由Ⅰ→Ⅱ的瞬間過(guò)程,從中得出所損失的機(jī)械能△E,代入Ⅰ→Ⅲ的能量守恒方程,即:,才能求到合理答案 。
當(dāng)然,只要考慮了從Ⅰ→Ⅱ的瞬間過(guò)程,得出在狀態(tài)Ⅱ時(shí)泥丸P及A的共同速度V1。然后,再研究從Ⅱ→Ⅲ的過(guò)程,則既滿足動(dòng)量守恒的條件,又滿足機(jī)械能守恒的條件。也可解得正確結(jié)果。
由此可見(jiàn),在***穿過(guò)木塊;碰撞粘合。兩物通過(guò)相互作用連結(jié)在一起等瞬間過(guò)程中,表面上常因看不到物體有明顯位移,因而容易忽略瞬間內(nèi)力作功的過(guò)程。事實(shí)上,因有內(nèi)力瞬時(shí)做功,導(dǎo)致能量的轉(zhuǎn)化(常常反映為機(jī)械能向其它形式能量轉(zhuǎn)化),全過(guò)程中的機(jī)械能便不再守恒.這便是我們?cè)诮獯祟惲?xí)題中務(wù)必要注意的情況。
再看一個(gè)實(shí)例:
〔例2〕 如圖2,質(zhì)量1千克的小球用0.8米長(zhǎng)的細(xì)線懸于固定點(diǎn)O?,F(xiàn)將小球沿圓周拉到右上方的B點(diǎn),此時(shí)小球離最低處A點(diǎn)的高度是1.2米。松手讓小球無(wú)初速下落,試求它運(yùn)動(dòng)到最低處時(shí)對(duì)細(xì)線的拉力。
(典型誤解) 球從B到A的過(guò)程中,只有重力做功,機(jī)械能守恒,所以有:
在A處,對(duì)小球又有:
由此解得 牛
(分析) 球從B下落到圖3中的C位置時(shí),線從松馳狀態(tài)開(kāi)始張緊(易知圖中α=60°),因線張緊,之后小球才從C起開(kāi)始作圓弧運(yùn)動(dòng)到達(dá)A。從B→C機(jī)械能確實(shí)守恒,則 米/秒。既然在C處開(kāi)始轉(zhuǎn)化為圓弧運(yùn)動(dòng),意味著小球只保留了速度V的切向分量V1而損失了法向分量V2,也就是說(shuō)損失了 動(dòng)能。這是因?yàn)樵诰€張緊的瞬間,線上拉力對(duì)小球作了瞬時(shí)功,造成了 動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。這樣,就B到A的全過(guò)程而言,因在C處有線對(duì)小球作瞬時(shí)功,所以不滿足“僅有重力作功”這個(gè)條件,故全過(guò)程中機(jī)械能不守恒。
懂得了以上道理,便知道小球在C處以線速度 開(kāi)始作圓弧運(yùn)動(dòng)。在這之后,滿足了“僅有重力做功”的條件,機(jī)械能守恒。則從C→A有 ;而在A處對(duì)小球有 ,由此解得正確答案應(yīng)為T(mén)=3.5mg=35牛。
在本問(wèn)題中,我們?cè)俅慰吹搅艘蛴兴矔r(shí)功而造成機(jī)械能損失的情況。同樣,在那個(gè)瞬間,因?yàn)槲覀兛床坏轿矬w明顯的位移(小球在C位置時(shí)在線的方向沒(méi)有明顯位移),所以極易疏忽這個(gè)隱含的重要變化,因而常常會(huì)導(dǎo)致解題失誤。
所以,碰到象本題中細(xì)線突然張緊的情況;象上題中兩物碰撞粘合的情況;或者其他一些廣義上的完全非彈性碰撞的情況,請(qǐng)注意上述因瞬時(shí)功造成機(jī)械能向其它能轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)。處理問(wèn)題時(shí),務(wù)請(qǐng)注意在瞬間作用中所隱含的重要變化,這樣才能找到正確的解題方向。
氧族元素典型例題
[例1] 填空題氧族元素包括(寫(xiě)元素符號(hào))____,其中____是金屬元素,由于具有放射性,在自然界中不能穩(wěn)定存在。氧族元素的單質(zhì)中氧化性最強(qiáng)的是_____,簡(jiǎn)單陰離子還原性最強(qiáng)的是____;碲元素最高氧化物的水化物化學(xué)式是_____,它與足量的石灰水反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____。氧族元素中某元素最高化合價(jià)是最低化合價(jià)絕對(duì)值的3倍,它在最高氧化物中含氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%,此元素為_(kāi)___,它的相對(duì)原子質(zhì)量為_(kāi)___。請(qǐng)寫(xiě)出此元素的氣態(tài)氫化物分子式_____,并預(yù)言此氣體能否在空氣中能否燃燒(寫(xiě)能與不能)____,如能寫(xiě)出它燃燒的化學(xué)方程式____。分析:氧族元素包含有氧、硫、硒、碲、釙等五種元素,其中釙為金屬元素,它不穩(wěn)定具有放射性,根據(jù)氧族元素中各元素在周期表中位置,和它們的原子結(jié)構(gòu),氧的原子半徑最小,最容易得電子,氧化性最強(qiáng)。而碲原子氧化性最弱,他形成簡(jiǎn)單離子Te2-還原最強(qiáng),最容易失電子。碲元素最高價(jià)氧化物水化物的分子式為H2TeO4,因顯酸性,它與足量的石灰水反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2TeO4+Ca(OH)2=CaTeO4↓+2H2O。 質(zhì)量是32,它的氣態(tài)氫化物分子式為H2S。因氧的氧化性強(qiáng),可將S2-氧化。S2-被氧化化合價(jià)升高,產(chǎn)物可能是S或SO2。[例2] 寫(xiě)出原子序數(shù)為34的原子結(jié)構(gòu)示意圖________,元素符號(hào)____,它的最高氧化物的化學(xué)式為_(kāi)_______,對(duì)應(yīng)酸的化學(xué)式為_(kāi)____,名稱是_____。它的二氧化物對(duì)應(yīng)酸的化學(xué)式為_(kāi)____,名稱是________,寫(xiě)出三氧化物與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式________________,生成物的名稱是_______。 最外層6個(gè)電子,因此它有的化合價(jià)為+6,+4,-2可形成SeO2 H2SeO3、SeO3 H2SeO43] 下列化學(xué)方程式不可能成立的是 [ ]A.Te+H2S=H2Te+SB.CS2+3O2=CO2+2SO2C.Na2SeO3+H2SO4=H2SeO3+Na2SO4D.Na2SeO4+BaCl2=BaSeO4↓+2NaCl分析:這些化學(xué)方程式均為沒(méi)有學(xué)過(guò)的,但是根據(jù)氧族元素的原子隨原子半徑的增大非金屬性逐漸減弱,金屬性逐漸增強(qiáng)??芍?、硫、硒、碲非金屬活動(dòng)性逐漸減弱。而H2S、H2Se、H2Te的還原性逐漸增強(qiáng),故碲不可能從氫硫酸中置換出硫,因?yàn)轫诘幕顒?dòng)性比硫弱。[答案]A。[例4] 比較氯、硫兩種元素在原子結(jié)構(gòu)上、性質(zhì)上的相同點(diǎn)與不同點(diǎn) 可知,它們的原子核外都有3個(gè)電子層,最外層電子數(shù)都較多,原子半徑都比較小。因此在反應(yīng)中容易獲得電子形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以硫和氯都是比較活潑的非金屬。但核電荷數(shù)S<Cl,原子半徑S>Cl,所以氯原子得電子能力大于硫原子,氯的非金屬性大于硫的非金屬性。氯氣能從H2S中置換出硫單質(zhì)的實(shí)驗(yàn):H2S+Cl2=2HCl+S↓就是說(shuō)明了氧化性Cl>S的實(shí)驗(yàn)。(2)氯和硫都能與氫氣直接化合生成氣態(tài)氫化物HCl和H2S,但Cl2與H2化合的能力比S與H2化合的能力強(qiáng),HCl的穩(wěn)定性大于H2S。(3)氯和硫都能形成含氧酸,其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物分別為HClO4和H2SO4,由于非金屬性Cl>S,所以酸性HClO4>H2SO4。(4)HCl和H2S都有還原性,但還原性HCl<H2S。氯和硫形成的陰離子半徑都大于相應(yīng)原子的半徑:Cl->Cl,S2->S。氯和硫形成的陰離子都有還原性,但還原性Cl-<S2-(5)氯和硫兩種元素的主要化合價(jià)不同。硫元素的主要化合價(jià)有-2、0、+4、+6;氯元素的主要化合價(jià)有-1、0、+1、+3、+5、+7。 [例5] 不能由單質(zhì)直接化合而得到的化合物是 [ ]A.FeCl2B.SO2C.CuSD.FeS分析:這幾種化合物都是二元化合物,先逐項(xiàng)分析組成每種物質(zhì)的每種元素的單質(zhì)相互化合時(shí)的生成物是什么,然后確定哪種物質(zhì)能由單質(zhì)直接化合而成,哪種物質(zhì)不能由單質(zhì)直接化合得到。Cl2是強(qiáng)氧化劑,與Fe化合時(shí)的生成物是FeCl3而不是FeCl2硫與O2化合時(shí)硫顯還原性,只能被O2氧化成SO2。Fe和Cu都是變價(jià)金屬,它們與硫這種較弱的氧化劑反應(yīng)時(shí),只能被氧化為低價(jià)態(tài),生成FeS和Cu2S。 [例6] H2S氣體分別通入下列溶液中①FeCl3 ②FeCl2 ③CuCl2 ④AgNO3 ⑤溴水 ⑥碘水 ⑦H2O2 ⑧KMnO4,無(wú)明顯現(xiàn)象的是 [ ]A.②B.②③④C.②③④⑤D.全部分析:①許多重金屬硫化物溶解度極小,如CuS、Ag2S、HgS可存在于酸性溶液中;②H2S具有強(qiáng)還原性,能與Fe3+、Br2、I2、KMnO4、H2O2發(fā)生氧化還原反應(yīng)而析出淡**沉淀S;③Fe2+與H2S不反應(yīng),因FeS溶于稀酸。*[例7] 實(shí)驗(yàn)室制取硫化氫時(shí),為什么要用硫化亞鐵而不用硫化鐵?為什么要用稀H2SO4或稀HCl而不用濃H2SO4或HNO3?分析:(1)用硫化亞鐵與稀H2SO4或稀HCl反應(yīng)制取硫化氫氣時(shí),不溶于水的FeS便轉(zhuǎn)化為FeSO4或FeCl2,F(xiàn)e2+的氧化性弱,不能把新生成的H2S氧化,反應(yīng)只能按下式進(jìn)行:FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑硫酸亞鐵中-2價(jià)的硫元素全部轉(zhuǎn)化為H2S。硫化鐵(Fe2S3)里的鐵顯+3價(jià),F(xiàn)e2S3與稀HCl或稀H2SO4反應(yīng)后生成的Fe3+有較強(qiáng)的氧化性,反應(yīng)中生成的H2S又有較強(qiáng)的還原性,因此就會(huì)有一部分H2S與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng),析出硫單質(zhì)。Fe2S3+6HCl=2FeCl3+3H2S↑2FeCl3+H2S=2FeCl2+S↓+2HCl總的化學(xué)方程式為:Fe2S3+4HCl=2FeCl2+S↓+2H2S可見(jiàn)Fe2S3里的硫有一部分被氧化,而不能全部轉(zhuǎn)化為H2S,因此制取H2S時(shí)用FeS而不用Fe2S3。(2)濃H2SO4、HNO3都是氧化性酸,有強(qiáng)氧化性;FeS有強(qiáng)還原性。當(dāng)濃 進(jìn)一步氧化成+4價(jià),甚至+6價(jià),生成硫單質(zhì)或SO2,甚到生成H2SO4,從而得不到H2S。2FeS+6H2SO4(濃)=Fe2(SO4)3+2S↓+3SO2↑+6H2OFeS+6HNO3=Fe(NO3)3+H2SO4+3NO↑+2H2O所以,在實(shí)驗(yàn)室制取H2S時(shí),只能用稀H2SO4或稀HCl,而不能用濃H2SO4或HNO3。二氧化硫典型例題
[例1] 有關(guān)二氧化硫的說(shuō)法錯(cuò)誤的是 [ ]A.SO2通入Na2SO3或NaHCO3溶液能發(fā)生反應(yīng)B.SO2能使品紅溶液褪色是因它的氧化性C.給已被SO2褪色的品紅溶液用酒精燈加熱,可恢復(fù)原來(lái)的紅色D.SO2和O2混合后加熱,可生成三氧化硫分析:二氧化硫溶于水形成亞硫酸,亞硫酸與亞硫酸的正鹽生成酸式鹽,亞硫酸的酸性比碳酸的酸性強(qiáng),故它還能與碳酸鹽反應(yīng)。SO2+H2O+Na2SO3=2NaHSO3SO2+NaHCO3=NaHSO3+CO2二氧化硫具有漂白性,它的漂白原理是由于二氧化硫和品紅結(jié)合成無(wú)色的不穩(wěn)定化合物,它的漂白原理與次氯酸氧化性的漂白原理不同。給被二氧化硫褪色的品紅加熱,無(wú)色不穩(wěn)定的化合物分解,品紅又恢復(fù)紅色。二氧化硫和氧氣反應(yīng)生成三氧化硫必須在催化劑(V2O5)存在條件下加熱反應(yīng)才能進(jìn)行,所以A、C正確。 [例2] 有一瓶無(wú)色氣體,可能含有SO2、H2S、HBr、HI中的一種或幾種,將其通入氯水中得到無(wú)色溶液,把溶液分成兩份,向一份中加入硝酸酸化的氯化鋇溶液,出現(xiàn)白色沉淀;另一份中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液,也有白色沉淀生成,以下結(jié)論正確的是__________。①原有氣體中肯定有SO2;②原有氣體中肯定沒(méi)有SO2氣體;③原有氣體中肯定沒(méi)有H2S、HBr、HI氣體。將此氣體通入15mL新制的氯水中,生成的溶液與足量的BaCl2溶液5mL反應(yīng),生成不溶于酸的白色沉淀260.8mg,該溶液遇KI淀粉試紙不變藍(lán)色。求反應(yīng)前的氯水的物質(zhì)的量濃度和反應(yīng)前氫離子濃度(***定反應(yīng)前后溶液總體積不變)分析:如若四種氣體均存在,將其通入氯水中則應(yīng)有如下反應(yīng):Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HClH2S+Cl2=2HCl+S↓(**)HBr+Cl2=2HCl+Br2(棕紅)2HI+Cl2=2HCl+I2(紫色)根據(jù)已知得到無(wú)色溶液,說(shuō)明原有氣體中肯定沒(méi)有H2S、HBr、HI。AgNO3產(chǎn)生白色沉淀,說(shuō)明Cl-存在。由此證明①、③正確。將SO2氣體通入15mL新制的氯水中,生成的溶液與足量BaCl2溶液和SO2完全反應(yīng)。設(shè)xmolH2SO4和BaCl2溶液反應(yīng),可生成260.8mg BaSO4和ymol HCl。Cl2 z=0.00112 mol W=0.00112×2=0.00224mol[例3] 自然界“酸雨”形成原因主要是 [ ]A.未經(jīng)處理的工業(yè)廢水的任意排放B.大氣中二氧化碳含量增多C.工業(yè)上大量燃燒含硫的燃料和金屬礦石的冶煉D.汽車(chē)排放的尾氣和燃料不完全燃燒產(chǎn)生的氣體分析:自然界中的酸雨主要是硫酸雨,這是由于大氣中SO2 和SO3含量過(guò)高造成,形成這種情況的主要原因是工業(yè)大量燃燒含硫的燃料和金屬礦石的冶煉,汽車(chē)尾氣的排放不是主要原因。 [例4] 填空題(1)298K時(shí),向VL真空容器內(nèi)通入n mol SO2和m mol H2S①若n=2,則當(dāng)m=______時(shí),反應(yīng)后容器內(nèi)密度最小②若2n>m,則反應(yīng)后氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量差為_(kāi)____g③若5n=m,且反應(yīng)后氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的質(zhì)量和為48g則n+m=______.(2)在常溫常壓下,將a L SO2和b L的H2S混合,如反應(yīng)后氣體體積是反應(yīng)前的1/4,則a和b之比是______.(3)在常溫常壓下,向20L真空容器內(nèi)通過(guò)amol H2S 和bmolSO2(a、b都是正整數(shù),且a≤5,b≤5),反應(yīng)完全后,容器內(nèi)氣體的密度約是14.4g/L,則a∶b=_______.分析:(1)反應(yīng):2H2S+SO2=3S+2H2O①當(dāng)n=2、m=4時(shí),恰好完全轉(zhuǎn)化為固體硫,容器內(nèi)壓強(qiáng)最小。②當(dāng)m<2n時(shí),則SO2過(guò)量x=16m③當(dāng)m=5n時(shí)說(shuō)明H2S過(guò)量 (3)如若容器內(nèi)氣體是H2S,則它的物質(zhì)的量應(yīng)是14.4g/L×20÷34=8.47(mol)不符合題意。因H2S物質(zhì)的量a≤5。則剩余氣體應(yīng)是SO2,SO2物質(zhì)的量應(yīng)是14.4×20÷64=4.5mol。則反應(yīng)的SO2應(yīng)是0.5mol H2S則是0.5mol×2=1mola∶b=1∶(4.5+0.5)=1∶5 (3)a∶b=1∶5[例5] 為防治酸雨。降低煤燃燒時(shí)向大氣排放的SO2,工業(yè)上將生石灰和含硫煤混合使用,請(qǐng)寫(xiě)出燃燒時(shí),有關(guān)“固硫”(不使含硫的化合物進(jìn)入大氣)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____、______、______。分析:此題所涉及的內(nèi)容和工業(yè)生產(chǎn)、日常生活密切相關(guān),有些內(nèi)容可能學(xué)生不知道。解答本類題目關(guān)鍵是對(duì)所給的信息進(jìn)行充分的加工,利用所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本原理、已有的經(jīng)驗(yàn)解答題目。此題關(guān)鍵知道酸雨的形成是由于燃煤產(chǎn)生大量的SO2溶于水,即有反應(yīng)S+O2=SO2。加入生石灰后***生反應(yīng)SO2+CaO=CaSO3,將SO2轉(zhuǎn)化為CaSO3而不排放到大氣中,同時(shí)知道CaSO3不穩(wěn)定將和空氣中的O2發(fā)生反應(yīng),即:2CaSO3+O2=2CaSO4。※[例6] 無(wú)色氣體A在空氣中完全燃燒生成氣體B,B在一定條件下氧化生成C;A、B、C溶于水所得溶液均為酸性,而且酸性逐漸增強(qiáng);將A、B所得溶液與過(guò)量溴水反應(yīng),可見(jiàn)溴水的橙色褪去,得到無(wú)色溶液為強(qiáng)酸性。若將A與B混合時(shí),會(huì)有淡**固體生成;A與C混合,同樣有淡**固體生成。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí),推斷A、B、C各是何種物質(zhì),并寫(xiě)出相關(guān)的化學(xué)方程式。分析 這是一道未知物的推斷題,對(duì)于這種試題,在認(rèn)真審題的基礎(chǔ)上,要理出脈絡(luò),找出相互關(guān)系,進(jìn)行初步分析判斷。 依據(jù)題意整理出的上述關(guān)系網(wǎng)絡(luò),說(shuō)明氣體A是可燃性氣體,其燃燒產(chǎn)物氣體B與A含有同種元素,且價(jià)態(tài)較高,B的氧化產(chǎn)物C與A也含有同種元素,且處于高價(jià)態(tài);從A、B、C溶于水得到的酸A是弱酸,酸B是中強(qiáng)酸,酸C是強(qiáng)酸,且酸A、酸B均可被過(guò)量溴水氧化為強(qiáng)酸性的無(wú)色溶液,可初步判斷氣體A為氣態(tài)氫化物,氣體B為處于中間價(jià)態(tài)的氧化物,物質(zhì)C是高價(jià)氧化物。本題給出的另一條線索是: 說(shuō)明A具有強(qiáng)還原性,A、B、C所含的同種元素是硫元素,從而找出解答本題的突破口,確定A是硫化氫,B是二氧化硫,C為三氧化硫,酸A是氫硫酸,酸B是亞硫酸,酸C是硫酸,**固體是硫黃。 [例7] 氯水的漂白性與SO2的漂白性的比較分析:干燥的氯氣不具有漂白性,只有當(dāng)Cl2溶于水形成氯水時(shí)才具有漂白性。氯氣溶于水時(shí),有一部分Cl2與水反應(yīng)生成HClO∶Cl2+H2O=HClO+HCl,HClO中的氯顯+1價(jià),有很強(qiáng)的氧化性,能夠殺菌消毒,也能使染料和有機(jī)色質(zhì)褪色,變成無(wú)色物質(zhì)。這種漂白作用是徹底的、不可逆的。SO2也可漂白某些有色物質(zhì),SO2的漂白作用是由于它能跟某些有色物質(zhì)化合,而生成不穩(wěn)定的無(wú)色物質(zhì)。當(dāng)這種無(wú)色物質(zhì)放置長(zhǎng)久或受熱時(shí),會(huì)發(fā)生分解,而使有色物質(zhì)恢復(fù)為原來(lái)的顏色。所以SO2的漂白作用是可逆的。由此可知,Cl2和SO2雖然都能使品紅溶液褪色,但SO2使品紅溶液褪色后,經(jīng)過(guò)加熱又可恢復(fù)為原來(lái)的紅色;而Cl2使品紅溶液褪色后,經(jīng)過(guò)加熱也不能恢復(fù)為原來(lái)的紅色。雖然SO2和氯水各自單獨(dú)都有漂白作用,但若將Cl2和SO2以等物質(zhì)的量混合,一起通入品紅溶液中時(shí),品紅卻不褪色。這是因?yàn)镃l2和SO2在有水存在時(shí)恰好完全反應(yīng)失去漂白能力,反應(yīng)后的生成物也不具有漂白性的緣故。Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl若Cl2和SO2不是以等物質(zhì)的量混合通入品紅溶液時(shí),由于有一部分Cl2和SO2反應(yīng),因而其漂白性會(huì)比混合前消弱。 [例8] 常溫下某種淡**固體A,它的氫化物B和氧化物C之間有如右上轉(zhuǎn)變關(guān)系,試回答: (1) A是_____,B是_____,C是____。(2)若B的物質(zhì)的量為x,O2物質(zhì)的量為y:①當(dāng)B跟O2恰好完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化為A時(shí),x與y的數(shù)值關(guān)系為_(kāi)_____;②當(dāng)B轉(zhuǎn)化為C時(shí),若反應(yīng)后,常溫***系中只有一種氣體,x與y的數(shù)值關(guān)系為_(kāi)____。(3)B和C發(fā)生反應(yīng)時(shí),無(wú)論B、C物質(zhì)的量之比如何,反應(yīng)得到的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的質(zhì)量比為_(kāi)____。分析:(1)本題A、B、C三種物質(zhì)分別為S、H2S和SO2。(2)H2S與O2生成S的化學(xué)方程式 [例9] 某無(wú)色溶液可能含有下列鈉鹽中的幾種: [ ]A.氯化鈉B.硫化納C.亞硫酸鈉D.硫酸納E.碳酸納向此溶液中加入適量稀硫酸,有**沉淀析出,同時(shí)有氣體產(chǎn)生。此少量氣體有臭雞蛋氣味,可使澄清的石灰水變渾濁,不能使品紅溶液褪色。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問(wèn)題:(1)不能使品紅溶液褪色,說(shuō)明該氣體中
第一輛以氫為燃料的汽車(chē)在哪個(gè)國(guó)家試車(chē)?
1)阻力=牽引力時(shí),達(dá)到最大速度
P=Fv,F=f=kMg,其中k=0.1,M=2000kg,P=80000w,得Vmax=40m/s
2)P=F'v,汽車(chē)勻加速啟動(dòng)階段結(jié)束時(shí),牽引力仍不變,而F'-f=ma,帶入,得v約=20m/s
3)P'=F'v,將v=5m/s帶入,得P'=20000w
4)P=F''v',F''-f=ma',將P=80kw,m=2kkg,v=32m/s帶入得a'=0.25m/s2
1991年7月,第一輛以氫為燃料的動(dòng)力車(chē)在美國(guó)堪薩斯州試車(chē)。結(jié)果表明,新車(chē)可將氫能的60%~80%轉(zhuǎn)變成驅(qū)動(dòng)能,普通發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)的汽油能的轉(zhuǎn)化率僅為25%~30%。燃料電池是車(chē)體的關(guān)鍵部件,是由美國(guó)堪薩斯州科學(xué)院的羅杰?比林斯博士經(jīng)過(guò)5年研究發(fā)明的。電池呈圓柱形,重量為45千克,壽命為25萬(wàn)千米。起著從普通水中提取氫和將氫轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿碾p重作用。其結(jié)構(gòu)中央是氟化塑料薄膜,薄膜處在兩個(gè)電極之間,電極又夾在兩個(gè)氣室之間,電池的工作方式與普通電池相同。從水中提取氫的過(guò)程,是將電充入電池中,從而將水分解為氫和氧。氫貯存在與氣室相連的貯氣罐中,罐內(nèi)充滿了顆粒狀的鐵和鈦氧化物,這樣氫氣不會(huì)點(diǎn)燃或爆炸。燃料電池可連續(xù)8個(gè)小時(shí)從普通水中提取氫。每次可處理兩加侖水,提取的氫可供新車(chē)行駛500千米。因制取氫氣的成本較高,這種新型車(chē)實(shí)現(xiàn)商品化還有一定難度。英國(guó)煤氣公司開(kāi)發(fā)了一種便宜的提取氫氣的方法。它的燃料氫氣將在車(chē)體內(nèi)由甲基環(huán)乙烷發(fā)生反應(yīng)獲得,所獲氫氣為傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。氫氣在車(chē)行走過(guò)程中產(chǎn)生并被應(yīng)用,無(wú)須貯存。英國(guó)貿(mào)工部已宣布支持一個(gè)為期5年,投資1100萬(wàn)英鎊的項(xiàng)目以開(kāi)發(fā)這種車(chē)。
標(biāo)簽: #動(dòng)量