高三化学一轮训练-化学反应原理综合题.pdf

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1、2023届 高 三 化 学 一 轮 专 题 训 练-化 学 反 应 原 理 综 合 题 1.(2022 贵 州 统 考 模 拟 预 测)碳 基 能 源 的 大 量 消 耗 使 大 气 中 CO?的 浓 度 持 续 不 断 地 增 大，造 成 的 温 室 效 应 得 到 了 世 界 各 国 的 广 泛 重 视。CO2甲 烷 化 是 有 效 利 用 二 氧 化 碳 资 源 的 途 径 之 一，是 减 少 CO2的 一 种 比 较 有 效 的 实 际 方 法，在 环 境 保 护 方 面 显 示 出 较 大 潜 力。CCh甲 烷 化 过 程 涉 及 的 化 学 反 应 如 下：CO2 甲 烷 化 反

2、应：CO2(g)+4H2(g).CH4(g)+2H2O(g)AH=-165 kJ m ol1 逆 水 煤 气 变 换 反 应:CO2(g)+H2(g).CO(g)+H2O(g)AH=+41.1 kJ m ol1(1)写 出 C O 甲 烷 化 反 应 的 热 化 学 方 程 式：o(2)图 甲 是 温 度 和 压 强 对 CCh平 衡 转 化 率 影 响 的 关 系 图。随 温 度 的 升 高，CO2的 转 化 率 先 减 小 后 增 大 的 原 因 是,该 实 验 条 件 下 的 压 强 有 O.IMPa、3.0MPa、lO.OM Pa,图 中 a 点 压 强 为 _ _ _ _ _ _ _

3、 MPa。10095908580757065100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100温 度/图 甲(3)图 乙 是 反 应 条 件 对 CO2甲 烷 化 反 应 中 C E选 择 性 影 响 的 关 系 图。工 业 上 一 般 选 用 的 温 度 为 400,则 压 强 应 选 用 M P a,原 因 是 图 乙 T C(4)450 时，若 在 体 积 为 1 L 的 恒 容 密 闭 容 器 中 加 入 1 mol CCh和 4 mol Eh混 合 原 料 气 只 发 生 反 应：CO2(g)+4H2(g).-CH4(g)+2H2O(g)AH=

4、-165 kJ-mol-1。平 衡 时 CO2的 转 化 率 为 7 5%,则 该 温 度 下 此 反 应 的 平 衡 常 数 K=。废 气 中 的 CO2可 转 化 为 甲 醛(CH30cH3),甲 醛 可 用 于 制 作 甲 醛 燃 料 电 池(如 图 丙)，质 子 交 换 膜 左 右 两 侧 质 子 交 换 膜 图 丙 2.(2023 湖 南 娄 底 高 三 湖 南 省 新 化 县 第 一 中 学 校 考 阶 段 练 习)磷 石 膏 是 湿 法 生 产 磷 酸 的 固 体 废 弃 物，主 要 成 分 是 CaSO#2H2。用 磷 石 膏 生 产 硫 酸 或 硫，既 可 减 少 对 环 境

5、 的 污 染 又 可 使 资 源 循 环 利 用。回 答 下 列 问 题:(1)用 硫 磺 还 原 磷 石 膏。已 知 下 列 反 应:3CaSO4(s)+CaS(s)=4CaO(s)+4SO2(g)AHi3CaS(s)+CaSO4(s)=4CaO(s)+4S(s)AH2则 反 应：2CaSO4(s)+S(s)=2CaO(s)+3SO2(g),A H=(用 AH 和 AH?表 示)。(2)以 高 硫 煤 为 还 原 剂 焙 烧 2.5小 时，温 度 对 CaSOa转 化 率 的 影 响 如 下 图 所 示，C aC b的 作 用 是；当 温 度 高 于 1200 时，无 论 有 无 CaCL,

6、CaSCM的 转 化 率 都 趋 于 相 同，可 能 的 原 因 是。DoooooO1C98765T-5%C aC 1 2 存 在 t-无 CaCb存 在 900 1000 1200焙 烧 温 度 QC图 2(3)用 C O 作 还 原 剂 与 磷 石 膏 反 应，不 同 反 应 温 度 下 可 得 到 不 同 的 产 物.温 度 低 于 800 时，主 要 的 还 原 产 物 是 一 种 硫 的 最 低 价 盐，该 物 质 的 化 学 式 是。1150 下，向 盛 有 足 量 CaSCb的 真 空 恒 容 密 闭 容 器 中 充 入 一 定 量 C O,反 应 体 系 起 始 压 强 为 0

7、.1a MPa,试 卷 第 2页，共 2 3页主 要 发 生 反 应：CaSO4(s)+CO(g)=CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)该 反 应 达 到 平 衡 时，c(SCh)=8.0 xl05moi.，CO的 转 化 率 为 8 0%,则 初 始 时 c(C O)=m o l.L1,该 反 应 的 分 压 平 衡 常 数 KP=MPa(用 含 a 的 代 数 式 表 示；分 压=总 压 x物 质 的 量 分 数；忽 略 副 反 应)。(4)以 C 作 还 原 剂。向 密 闭 容 器 中 加 入 相 同 质 量 的 几 组 不 同 C/S值(炭 粉 与 CaSO4的 物 质 的 量 之

8、 比)的 混 合 物,1100 煨 烧 至 无 气 体 产 生，结 果 如 下 图 所 示。当 C/S值 为 0.5时，反 应 产 物 主 要 为 CaO、SO2和 CCh；当 C/S值 大 于 0.7时，反 应 所 得 气 体 中 SO2的 体 积 分 数 不 升 反 降，可 能 的 原 因 是。20 1000.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1ooO9875O副 会 出%OS60C/S值 图 33.(2022.山 东.模 拟 预 测)氨 氧 化 物 是 一 种 主 要 的 大 气 污 染 物，甲 烷 由 于 廉 价 易 得 使 其 选 择 还 原 N O,受 到 研 究 工

9、 作 者 的 关 注。回 答 下 列 问 题：利 用 甲 烷 催 化 还 原 N O,时，发 生 的 反 应 如 下：CH4(g)+4NO2(g)-4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)AH1=-574kJ-moP1CH4(g)+4NO(g).2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)AH,=-1160kJ m ol1当 黑?=1时，甲 烷 直 接 将 N O,还 原 为 N?的 热 化 学 方 程 式 为 n(NO)3CH4(g)+4NO(g)+4NO2(g)t 4N2(g)+3CO2(g)+6H2O(g)A H,则 AH(2)向 总 压 为 lOOkPa的 恒 容 密 闭 容 器 中

10、充 入 一 定 量 的 C H/g)和 N O(g),发 生 反 应 CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H;O(g)o 在(K 下 NO 的 平 衡 转 化 率 随 n(NO)n(C H j的 变 化 曲 线 及 当 再 n(N订 O)=x时 N O 的 平 衡 转 化 率 随/|(温 度 的 倒 数)的 变 化 曲 线 如 图 所 示。%楙.辩 超*30之 10090807()605()403020100”(N0)2 3 4n r不 7 表 示 T j K下，N O 的 平 衡 转 化 率 随 n(NO)n(CHj的 变 化 曲 线 为 曲 线.(填 I 或 H),判

11、断 理 由 是 Ti T2(填 或)；X=(NO)T3 K下，示 彳 力=1时，平 衡 时 N?的 体 积 分 数 为;已 知：该 温 度 下，反 应 的 标 准 平 衡 常 数 2、4,、乙，其 中/为 标 准 压 强，p l OOk Pa,p(CHj、p(NO)、p(CO,)、P(NO)/(C H JPe)P9p(N j 和 H?。)为 各 组 分 的 平 衡 分 压，则 该 温 度 下 该 反 应 的 标 准 平 衡 常 数 父=.(P分=P,&/物 质 的 量 分 数)。(3)用 惰 性 电 极 电 解 氧 化 吸 收 法 可 将 废 气 中 的 N O转 变 为 硝 态 氮，电 解

12、质 溶 液 为 N a OH溶 液。电 解 时 阳 极 的 电 极 反 应 式 为 4.(2022 江 西 校 联 考 模 拟 预 测)己 知 下 列 三 个 涉 及 CCh(g)和 H2O(g)的 可 逆 反 应:CO2(g)+3H2(g)CH3O H(g)+H2O(g)AH 0：第 二 步:若 第 一 步 为 慢 反 应，请 根 据 反 应 历 程 在 图 中 补 充 剩 余 的 能 量 示 意 图 试 卷 第 4页，共 2 3页在 T C 的 刚 性 容 器 中，充 入 一 定 量 的 C0 2 和 H2,能 够 判 断 反 应 达 到 平 衡 状 态 的 是。A.C0 2 的 分 压

13、不 变 B.混 合 气 体 的 平 均 摩 尔 质 量 不 变 C.混 合 气 体 的 密 度 不 变 D.共 价 键 数 目 保 持 不 变(2)实 验 测 得 I m ol CuSO4固 体 溶 于 水 吸 收 6O.82kJ的 热 量，I m ol Cu S O#5 H2 O固 体 溶 于 水 放 出 17.15kJ的 热 量，I mol 液 态 水 变 成 气 态 水 吸 收 44.00kJ的 热 量，计 算 反 应 的 反 应 热 为 kJ/m ol(3)在 T%：的 刚 性 真 空 环 境 中，放 入 足 量 的 Na HCCh 固 体，该 反 应 达 到 平 衡 时 的 总 压

14、为 4kPa(即 为 该 反 应 的 解 离 压)，则 反 应 的 K p=。(4)已 知 T 时，反 应 的 解 离 压 为 6.4kPa,向 该 温 度 下 的 刚 性 真 空 环 境 中 同 时 加 入 足 量 的 Na HCCh 和 CUSO4-5H2O 固 体，求 平 衡 时 C C h(g)分 压 为。若 在 T。的 刚 性 真 空 环 境 中，放 入 10.6g的 Na2cCh固 体，并 通 入 标 况 下 体 积 为 4.48L的 水 蒸 气，此 时 压 强 为 I KPa,问 至 少 需 要 通 入 标 况 下 L 的 CO2气 体，才 能 使 Na 2co3完 全 转 化

15、成 Na HCCh 固 体。5.(2022秋 湖 南 株 洲 高 三 株 洲 市 第 四 中 学 校 考 期 中)烟 气 脱 硫 脱 硝 技 术 是 环 境 科 学 研 究 的 热 点。某 小 组 模 拟。3氧 化 结 合(NHJ S O3 溶 液 吸 收 法 同 时 脱 除 SO?和 N O 的 过 程 示 意 图 如 下。(1)气 体 反 应 器 中 的 主 要 反 应 原 理 及 相 关 数 据 如 下 表。反 应 平 衡 常 数(25)活 化 能/(kJ/m ol)反 应 a：203(g)TO?。)AH,-286.6kJ/m ol1.6xl 05724.6反 应 b：NO(g)+O；(

16、g)NO2(g)+O2(g)AH2=-200.9kJ/m ol 6.2x10343.17反 应 c：S O2(g)+O3(g).-SO,(g)+O2(g)AH,l.l xl O4158.17 己 知：2SO,(g)+O2(g).，2SO 3(g)AH=-196.6kJ/m ol,则 人 见=其 他 条 件 不 变 时，高 于 150,在 相 同 时 间 内 SO 2和 N O 的 转 化 率 均 随 温 度 升 高 而 降 低，原 因 是。其 他 条 件 不 变，SO z和 N O初 始 的 物 质 的 量 浓 度 相 等 时，经 检 测 装 置 1 分 析，在 相 同 时 间 内，SO?和

17、NO的 转 化 率 随。3的 浓 度 的 变 化 如 图。结 合 数 据 分 析 N O 的 转 化 率 高 于 SO?的 原 因。100 F I501.0 2.0。3的 浓 度/(10“g L1)0(2)其 他 条 件 不 变，SO?和 N O初 始 的 物 质 的 量 浓 度 相 等 时，经 检 测 装 置 2 分 析，在 相 同 时 间 内，与 NO的 物 质 的 量 之 比 对 S。?和 N O脱 除 率 的 影 响 如 图。%、树 缠 碧 0080604020r.I0 0.50 1.00 1.50 2.00响)：(NO)(NHJ 2 S O3 溶 液 显 碱 性，用 化 学 平 衡

18、原 理 解 释：o 5 的 浓 度 很 低 时，s o2的 脱 除 率 超 过 9 7%,原 因 是。在 吸 收 器 中，s o；-与 NO2反 应 生 成 NO：和 SO；的 离 子 方 程 式 是 在 吸 收 器 中，随 着 吸 收 过 程 的 进 行，部 分 NH：被 转 化 为 N?,反 应 中 NH；和 N?的 物 质 的 量 之 比 为 1：1,该 反 应 的 离 子 方 程 式 是。6.(2022 辽 宁 高 三 专 题 练 习)钛(T i)被 称 为“未 来 金 属”，广 泛 应 用 于 国 防、航 空 航 天、材 料 等 领 域。(1)基 态 钛 原 子 的 价 电 子 排

19、布 式 为。(2)钛 可 与 高 于 70 的 浓 硝 酸 发 生 反 应，生 成 T i(N C 3)4.其 球 棍 结 构 如 图 I,Ti 的 配 位 数 是,试 肓 出 该 反 应 的 方 程 式 o试 卷 第 6页，共 2 3页omi(3)钙 钛 矿(CaTi C h)是 自 然 界 中 的 一 种 常 见 矿 物，其 晶 胞 结 构 如 图 H.设 NA为 阿 伏 加 德 罗 常 数 的 值，计 算(4)Ti C L,是 由 钛 精 矿(主 要 成 分 为 Ti Ch制 备 钛(T i)的 重 要 中 间 产 物，制 备 纯 Ti CL的 流 程 示 意 图 如 图:&器 I粗 T

20、 iC lJ-驾 器 士 一|纯 T iQ资 料：Ti CU及 所 含 杂 质 氯 化 物 的 性 质 化 合 物 Si C l4Ti C l4Al Ch Fe Ch Mg Ch沸 点/58 136 181(升 华)316 1412熔 点/-69-25 193 304 714在 Ti CLj 中 的 溶 解 性 互 溶 微 溶 难 溶 Ti Ch与 C L难 以 直 接 反 应，加 碳 生 成 C O 和 C0 2 可 使 反 应 得 以 进 行。已 知：Ti O 2(s)+2C 12(g)=Ti C 14(g)+O2(g)H：=+175.4kJ mo H2C(s)+O 2(g)=2CO(g)

21、H 2=-220.9kJ-m ol T 沸 腾 炉 中 加 碳 氯 化 生 成 Ti CL(g)和 CO(g)的 热 化 学 方 程 式 o 氯 化 过 程 中 C O 和 CO?可 以 相 互 转 化，根 据 如 图 川 判 断：CO2生 成 C O 反 应 的 H 0(填 或“=”)，判 断 依 据。图 in7.(2022.天 津.模 拟 预 测)综 合 利 用 CO2对 完 成“碳 中 和”的 目 标 有 重 要 意 义。合 成 乙 醇：2co2(g)+6H 2(g)CH3cH20H(g)+3H2O(g)A H=a kJ-moH一 定 温 度 下，向 容 积 均 为 2 L 的 恒 容

22、密 闭 容 器 中 分 别 通 入 l.O mol CO Xg)和 3.0m ol H 2(g),在 催 化 剂 X、Y 的 催 化 下 发 生 反 应。测 得 5mi n时,图 甲 Ti K时;a 点 对 应 朱 器 在。5 mi n 内 的 平 均 反 应 速 率 V(H 2)=；b、c 点 对 应 状 态 下 反 应 物 的 有 效 碰 撞 几 率 b c(填 或=)，原 因 为。T2 K时，保 持 温 度 不 变 向 容 器 中 再 充 入 0.2m ol C C h,0.6mol C2H5OH(g),平 衡 将 移 动(填“向 正 反 应 方 向”、“向 逆 反 应 方 向 或“不

23、该 反 应 适 宜 选 用 的 催 化 剂 为(填“X”或 Y”),高 于 T3 K时,d 点 以 后 两 条 线 重 合 的 原 因 是 o(2)合 成 二 甲 醛：反 应 I：CO 2(g)+H2(g)-CO(g)+H2O(g)H=+41.2kJ mol”反 应 II：2 CO2(g)+6H,(g)CH 30cH 3(g)+3H2O(g)H=-122.5kJ m ol-在 恒 压、CO?和 Fh 的 起 始 量 一 定 的 条 件 下，CO?平 衡 转 化 率 和 平 衡 时 CH3 0 c H3的 选 择 性 随 温 度 的 变 化 如 心”一 一 好 一 八 v r 2 x CH30c

24、H的 物 质 的 量 图 乙 所 附 其 中：O WC H 3 的 选 择 性=反 应 的 c o；的 物 质 的 量 I。%试 卷 第 8页，共 2 3页%、止 亡 出 置 e0100图 乙 温 度 高 于 300,CO2 平 衡 转 化 率 随 温 度 升 高 而 上 升 的 原 因 是 220 时，起 始 投 入 3m oi cC h,6m0I H2,在 催 化 剂 作 用 下 CO2 与 H2反 应 一 段 时 间 后，测 得 CCh 平 衡 转 化 率 为 40%,CH3 OCH3 的 选 择 性 为 50%（图 中 A 点），达 到 平 衡 时 反 应 II理 论 上 消 耗 H2

25、 的 物 质 的 量 为 mo l e 不 改 变 反 应 时 间 和 温 度，一 定 能 提 高 CH3 0 c H3选 择 性 的 措 施 有。合 成 二 甲 醛 时 较 适 宜 的 温 度 为 260,其 原 因 是。8.（2022春.河 北 石 家 庄.高 三 统 考 专 题 练 习）丙 烯 睛（J 2、）是 一 种 重 要 的 化 工 原 料，广 泛 应 用 于 三 大 有 机 合 成 材 料 的 生 产 中。以 3羟 基 丙 酸 乙 酯 04）、）为 原 料 合 成 丙 烯 精 的 主 要 反 应 如 下：L H o O g(g)-口 0 0 但)金 n.大 八/g)+NH3(g)

26、、+H 2 0(g)+O H(g)AH20(1)已 知 部 分 化 学 键 键 能 如 下 表 所 示：化 学 键 C-0 c-c c=c C-H O-H C=O键 能(kJ-m ol T)351 348 615 413 463 745据 此 计 算 AH 1=o（2）在 盛 有 催 化 剂 Ti C h、压 强 为 l O O kPa的 恒 压 密 闭 容 器 中 按 体 积 比 2：15充 入 皿、人 M（g）和 NFh（g）发 生 反 应，通 过 实 验 测 得 平 衡 体 系 中 含 碳 物 质（乙 醉 除 外）的 物 质 的 量 分 数 随 温 度 的 变 化 如 图 1 所 示（例

27、 如 O m HO 八 l i e-1 八 的 物 质 的 量 分 数 w%=-xl O O%）,M HO 八）+m 1 人。N）随 着 温 度 的 升 高，A（）/、（g）的 平 衡 体 积 分 数 先 增 大 后 减 小 的 原 因 为 o 科 学 家 通 过 DF T计 算 得 出 反 应 H 的 机 理 如 图 2 所 示，其 中 第 二 步 反 应 为 0 火、一（g）、/、（g）+H2 0（g）,则 第 一 步 反 应 的 化 学 方 程 式 为 O;实 验 过 程 中 未 检 测 到 二 人（g）的 A 点 对 应 反 应 I I 的 标 准 平 衡 常 数 K；=（保 留 两

28、位 有 效 数 字）。其 表 达 式 为 用 相 对 分 压 代 替 浓 度 平 衡 常 数 表 达 式 中 的 浓 度，气 体 的 相 对 分 压 等 于 其 分 压（单 位 为 kPa）除 以 po（po=100 kPa）J 实 际 生 产 中 若 充 入 一 定 量 N2（不 参 与 反 应），可 提 高 丙 烯 睛 的 平 衡 产 率，原 因 为 o（3）利 用 电 解 法 由 丙 烯 睛 制 备 己 二 睛 NC（CH2）4 CN 的 装 置 如 图 3 所 示。试 卷 第 1 0页，共 2 3页NC,CNCH.=CHCN1v电 网，-加 了 交 换 股 图 3通 电 过 程 中，石

29、 墨 电 极 2 上 的 电 极 反 应 式 为 9.(2022 全 国 模 拟 预 测)以 CO?和 Hz。为 原 料 可 以 制 得 淀 粉，实 现“喝 西 北 风”吃 饱；CO与 H?。可 在 不 同 催 化 剂 和 反 应 条 件 下 生 成 C O 和 C H Q H 等 多 种 有 机 化 合 物，在 减 少 温 室 气 体、减 少 化 石 能 源 使 用、新 能 源 开 发 利 用 等 方 面 有 重 要 的 作 用。(1)CO?与 H?在 催 化 剂 的 作 用 下 反 应 历 程 如 图 甲 所 示：反 应 历 程 中 活 化 能(能 垒)最 大 的 化 学 方 程 式 为,

30、CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)=eV/mol cc)2与 H2在 某 催 化 剂 的 作 用 下 反 应 如 图 乙 所 示:A(g)乙 化 学 键 MOo0。80键 能(kJ/m ol)436 326 803 464 414写 出 该 反 应 的 热 化 学 方 程 式：，体 系 达 到 平 衡 后，若 要 使 平 衡 向 正 反 应 方 向 移 动，可 以 改 变 的 条 件 是。(3)在 一 定 条 件 下，在 相 同 的 恒 容 容 器 中，10 mi n 内 三 种 不 同 的 催 化 剂 对 CO?与 H?反 应 的 影 响 如 图 丙 所 示:W化 F|闻 化

31、 f jlll*下 列 说 法 正 确 的 是。a.使 用 催 化 剂 i n,反 应 转 化 率 最 高 b.此 反 应 是 放 热 反 应，为 提 高 产 量 应 选 择 反 应 温 度 工 c.最 佳 催 化 剂 是 催 化 剂 Id.va(CO2)vb(CO2)vc(CO2)若 此 反 应 起 始 投 料 为 5moi cO 2和 15m oi 氏，在 10 L 恒 容 密 闭 容 器 中 进 行，J 温 度 下，K=(用 分 数 形 式 表 示)，在 催 化 剂 I 作 用 下，从 起 始 到 a 点 H?的 平 均 反 应 速 率 为 o10.(2022 江 苏 模 拟 预 测)N

32、 O 的 治 理 是 当 前 生 态 环 境 保 护 中 的 重 要 课 题 之 一。I.电 化 学 技 术(1)利 用 固 体 氧 化 物 电 解 池 可 将 N O直 接 转 化 为 N2,实 际 应 用 中 常 将 若 干 个 电 化 学 还 原 器 结 构 单 元 组 装 在 试 卷 第 12页，共 2 3页一 起，形 成 电 堆，以 提 高 N O 的 去 除 效 率。反 应 管 横 切 面 图 图 2 纽 扣 式 电 化 学 还 原 器 结 构 单 元（其 装 置 如 图 1 所 示）可 叠 加 组 装 成 电 堆 使 用。电 解 时，阴 极 发 生 的 电 极 反 应 式 为 O

33、 长 管 式 电 化 学 还 原 器 结 构 单 元（其 剖 面 结 构 如 图 2 所 示）采 用 阴 极 微 孔 管 作 支 撑，在 管 内 外 壁 各 设 置 一 个 对 称 的 阳 极 微 孔 管，阴 阳 极 管 壁 之 间 填 充 有 固 体 氧 化 物 电 解 质，使 用 时 常 将 该 结 构 单 元 组 装 成 蜂 窝 状 电 堆。当 电 堆 体 积 一 定 时，相 比 于 纽 扣 式 反 应 器，长 管 式 反 应 器 的 优 点 是。II.NHj-SCR 技 术 C u基 催 化 剂 是 NH3-SCR技 术 脱 除 N O 中 性 能 较 为 优 异 的 新 型 催 化

34、剂，但 烟 气 中 的 S 02会 造 成 C u 基 催 化 剂 的 催 化 性 能 下 降。加 入 CeOK基 态 C e 原 子 核 外 电 子 排 布 式 为 Xe4P5dl6s2何 抑 制 S 02对 C u 基 催 化 剂 的 影 响，其 作 用 机 理 如 图 3 所 示（含 C e化 合 物 的 比 例 系 数 均 未 标 定）。图 3 从 整 个 反 应 机 理 来 看，总 反 应 中 起 还 原 作 用 的 物 质 是（填 化 学 式）。在 上 述 反 应 机 理 图 中，CemOn的 化 学 式 为。（3）将 3%N 0、6%NH3、21%。2和 70%用 的 混 合 气

35、 体 网 2为 平 衡 气）以 一 定 流 速 通 过 装 有 C u 基 催 化 剂 的 反 应 器，N O 去 除 率 随 反 应 温 度 的 变 化 曲 线 如 图 4 所 示。10080%、好 卷 4ON604020150 250 350 450 5501 1r 温 度/C图 4 在 150-225。(：范 围 内，N O 去 除 率 随 温 度 的 升 高 而 迅 速 上 升 的 原 因 是。燃 煤 烟 气 中 伴 有 一 定 浓 度 的 HC1气 体，它 会 造 成 N O 去 除 率 下 降，其 原 因 可 能 是。11.(2022.北 京 顺 义.牛 栏 山 一 中 校 考 模

36、 拟 预 测)燃 烧 煤 排 放 的 烟 气 含 有 SO2和 N O x,形 成 酸 雨、污 染 大 气,采 用 NaClO?碱 性 溶 液 作 为 吸 收 剂 可 同 时 对 烟 气 进 行 脱 硫、脱 硝。回 答 下 列 问 题：(l)NaC102中 氯 的 化 合 价 为 o(2)在 鼓 泡 反 应 器 中 通 入 含 有 SO2和 N O 的 烟 气，反 应 温 度 为 323K,NaCICh溶 液 浓 度 为 5xl0-3moi.LT。反 应 一 段 时 间 后 溶 液 中 离 子 浓 度 的 分 析 结 果 如 下 表。离 子 2-SO42-SO3NO3NO2 Cl-试 卷 第

37、1 4页，共 2 3页cmol-L-1)8.35x1046.87x1 O-61.5X10-41.2x10-53.4x10-3 写 出 NaCKh溶 液 脱 硝 过 程 中 主 要 反 应 的 离 子 方 程 式：o 增 加 压 强，N O 的 转 化 率(填”提 高，“不 变，或“降 低，)。随 着 吸 收 反 应 的 进 行，吸 收 剂 溶 液 的 p H 逐 渐(填“增 大 不 变 或 减 小”)。由 实 验 结 果 可 知，脱 硫 反 应 速 率 大 于 脱 硝 反 应 速 率，原 因 是 除 了 SO2和 N O 在 烟 气 中 的 初 始 浓 度 不 同,还 可 能 是。(3)在 不

38、 同 温 度 下，NaCICh溶 液 脱 硫、脱 硝 的 反 应 中，SCh和 N O 的 平 衡 分 压 pc如 图 所 示。T/K 由 图 分 析 可 知，反 应 温 度 升 高，脱 硫、脱 硝 反 应 的 平 衡 常 数 均(填“增 大”“不 变”或“减 小 反 应 C1O；+2SO；.2 S O:+C 的 平 衡 常 数 K 表 达 式 为。如 果 采 用 NaClO、Ca(ClO)2替 代 N aC lO:,也 能 得 到 较 好 的 烟 气 脱 硫 效 果，从 化 学 平 衡 原 理 分 析，Ca(C10)2相 比 NaClO具 有 的 优 点 是 o12.(2022 北 京 模

39、拟 预 测)当 今 世 界，“碳 达 峰”“碳 中 和”已 经 成 为 了 环 保 领 域 的“热 词”，我 国 力 争 于 2030前 做 到 碳 达 峰，2060年 前 实 现 碳 中 和。深 度 脱 碳(CO 的 资 源 化 利 用 能 有 效 减 少 CO?排 放，充 分 利 用 碳 资 源。I.大 气 中 的 二 氧 化 碳 主 要 来 自 于 煤、石 油 及 其 他 含 碳 化 合 物 的 燃 烧，CH4与 CO2重 整 是 CO2利 用 的 研 究 热 点 之 一。该 重 整 反 应 体 系 主 要 涉 及 以 下 反 应：(a)CH4(g)C+2fh(g)AHi=akJ-mor

40、(b)C0?(g)+H2(g).C0(g)+H20(g)AH2=bkJ-mor(c)2C0(g).-CO2(g)+C(s)AH3=ckJmor(d)根 据 盖 斯 定 律，反 应 CH4(g)+CO2(g).2CO(g)+2H2(g)A H=kJ mol oIL利 用 电 化 学 方 法 可 实 现 二 氧 化 碳 的 资 源 化 利 用。(2)原 电 池 法：我 国 科 学 家 研 究 LiC 0 2电 池，取 得 重 大 突 破。该 电 池 发 生 的 原 电 池 反 应 为:4Li+3co2=2Li2cCh+C。在 LiCO?电 池 中，L i为 单 质 锂 片，是 该 原 电 池 的(

41、填“正”或 负”)极。CO2电 还 原 过 程 依 次 按 以 下 四 个 步 骤 进 行，写 出 步 骤 I 的 电 极 反 应 式 i._ii.C2O：=CO；+CO2iii.CO2+2CO j-=2C0 f+Civ.COj+2Li+=Li2CO3(3)电 解 法：如 电 解 CCh制 HCOOK。该 原 理 示 意 图 如 下：P t片 为 电 解 池 的 极。写 出 CCh还 原 为 HCOO的 电 极 反 应 式：o 电 解 一 段 时 间 后，阳 极 区 的 KHC03溶 液 浓 度 降 低，其 原 因 是。13.(2022.北 京 门 头 沟.统 考 一 模)C 02的 资 源

42、化 可 以 推 动 经 济 高 质 量 发 展 和 生 态 环 境 质 量 的 持 续 改 善。由 CO2合 成 甲 醇 是 C 0 2资 源 化 利 用 的 重 要 方 法。I.合 成 甲 醇(1)由 CO2催 化 加 氢 合 成 甲 醇 醇。一 定 条 件 下，由 C 02和 H2制 备 甲 醇 的 过 程 中 有 下 列 反 应：试 卷 第 1 6页，共 2 3页反 应 1：CO2(g)+H2(g)l?C0(g)+H20(g)AW/反 应 2：C O(g)+2H 2(g)脩 9 CH sO H(g)Af t反 应 3：C C h(g)+3H 2(g)峰 B CH3O H(g)+H2O(g

43、)其 对 应 的 平 衡 常 数 分 别 为&、K2、K”它 们 随 温 度 变 化 的 曲 线 如 图 所 示。则 填“y 域“=”)。对 于 上 述 CO2 加 氢 合 成 CH3 0 H的 反 应 体 系，下 列 说 法 不 足 理 的 是(填 字 母)。a.增 大 初 始 投 料 比 n g)，有 利 于 提 高 CO2 的 转 化 率 b.当 气 体 的 平 均 摩 尔 质 量 保 持 不 变 时，说 明 反 应 体 系 已 达 平 衡 c.体 系 达 平 衡 后，若 压 缩 容 器 体 积，则 反 应 1 平 衡 不 移 动，反 应 3 平 衡 正 向 移 动 d.选 用 合 适

44、的 催 化 剂 可 以 提 高 反 应 3 中 C02的 平 衡 转 化 率(2)电 化 学 原 理 将 C0 2转 化 为 甲 醇。在 光 电 催 化 条 件 下 可 以 高 效 地 将 CO2 和 Fh O转 化 为 甲 醇，从 电 极 反 应 的 角 度 分 析：甲 醇 在 一(填“阴”或“阳”)极 生 成；氧 化 反 应 为。II.甲 醇 是 重 要 的 化 工 原 料，也 可 用 作 甲 醇 燃 料 电 池。以 稀 硫 酸 为 电 解 质 溶 液，甲 醇 燃 料 电 池 的 工 作 原 理 如 图 所 示。f LJ I I t 质 子 交 换 膜 优 化 U 扩 散 层 极 板 流

45、场(3)该 电 池 工 作 时，c 口 通 入 的 物 质 是 0(4)该 电 池 负 极 的 电 极 反 应 式 是。14.(2022.湖 北 武 汉.华 中 师 大 一 附 中 校 考 模 拟 预 测)碳 和 碳 的 化 合 物 在 生 产、生 活 中 有 着 重 要 的 作 用，甲 烷、甲 醇 等 都 是 重 要 的 能 源 物 质。甲 醇 一 水 蒸 气 重 整 在 工 业 生 产 中 用 途 广 泛，主 要 反 应 为 C H Q H(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)儿 已 知 同 时 还 进 行 的 反 应 有：I.CH,OH(g).CO(g)+2H,(g)A/=+90

46、.8kJ-molI I.CO(g)+H,O(g)CO,(g)+H2(g)AH2=-41.1kJ mol则：C H Q H(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)H=。该 反 应 自 发 进 行 的 条 件 是(填 字 母)。A.高 温 B.低 温 C.所 有 温 度 D.所 有 温 度 均 不 自 发 甲 醇-水 蒸 气 重 整 制 氢 是 电 动 汽 车 氢 氧 燃 料 电 池 理 想 的 氢 源。C O 会 损 坏 燃 料 电 池 的 交 换 膜。工 业 生 产 过 程 中 会 向 重 整 系 统 中 加 入 适 量 轻 质 多 孔 的 生 石 灰，以 减 轻 燃 料 电 池 的 交

47、 换 膜 的 损 坏，主 要 原 因 为 _ O(2)甲 烷 通 常 也 可 通 过 多 种 重 整 方 式 进 行 利 用，如 二 氧 化 碳 重 整 甲 烷 反 应:CH4(g)+CO2(g).-2CO(g)+2H2(g),实 验 测 定 该 反 应 的 反 应 速 率 v,E=k正 aCH Q Y CCh),vffi=k(C O)C2(H2).k 正、k 逆 分 别 是 正、逆 反 应 速 率 常 数，且 只 与 温 度 有 关。T C时，向 某 恒 温 恒 容 密 闭 容 器 中 充 入 物 质 的 量 浓 度 均 为 Imol-L-的 CPU(g)和 CO2(g),发 生 重 整 反

48、 应，测 得 体 系 中 CH4(g)和 CO(g)的 物 质 的 量 浓 度 随 时 间 的 变 化 如 图 所 示：试 卷 第 1 8页，共 2 3页V-反 应 进 行 到 5mi n时，一 二 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。v逆(3)二 氧 化 碳 的 资 源 化 利 用 是 科 学 工 作 者 研 究 的 重 要 方 向。我 国 科 学 家 开 发 的 特 殊 催 化 剂 用 于 C0 2 制 备 CH2=CH2,有 利 于 实 现“双 碳”目 标：2 CO2(g)+6H2(g)/CH,=CH2(g)+4H3O(g)A/7=-127.8kJ-m ol,过 程 中 可 得

49、副 产 物 甲 酸：CO2(g)+H2(g)/HCOOH(g)A W=-31.4kJ-m ol,在 合 适 催 化 剂 的 作 用 下,在 恒 容 容 器 中 充 入 一 定 量 的 C02与 H 2,反 应 进 行 相 同 的 时 间 测 得 体 系 中 HCOOH和 C2H4的 体 积 分 数 随 温 度 的 变 化 如 图 所 示，则 主 反 应 与 副 反 应 中 活 化 能 较 大 的 反 应 是(填”主 反 应”或“副 反 应”)；6 0 0 K后，C2H4的 体 积 分 数 减 小 的 主 要 原 因 为。一 定 温 度 下，在 容 积 为 1 L的 恒 容 密 闭 容 器 中

50、充 入 2m oi cCh(g)和 6m ol H2(g),同 时 发 生 了 主 反 应 和 副 反 应，达 到 平 衡 时 CH2=CH2的 物 质 的 量 为 0.5mol,比 的 物 质 的 量 为 2.5mol,则 该 温 度 下，副 反 应 的 平 衡 常 数 仁。15.(2022 云 南 昆 明 昆 明 一 中 校 考 模 拟 预 测)N%是 一 种 重 要 的 化 工 原 料，其 催 化 分 解 是 制 备 高 纯 度 氢 的 有 效 途 径 之 一、NH3 在 某 金 属 催 化 剂 表 面 发 生 分 解 时，经 历 了 以 下 历 程：NH 3(g)=NH 2(g)+H(