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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:177 题号:14894286
消除城市中汽车尾气的污染是一个很重要的课题.回答下列问题:
(1)汽车排气管装有三元催化剂装置,在催化剂表面通过发生吸附、解吸消除等污染物.反应机理如下[表示催化剂,右上角带“*”表示吸附状态]:


经测定汽车尾气中生成物浓度随温度T变化关系如图所示.

图中温度为时反应⑤的活化能__________反应④的活化能(填“<”“>”或“=”);温度为时发生的主要反应为_________(填“④”“⑤”或“⑥”).
(2)已知:,据此可在一定条件下反应消除的污染;某研究小组在三个容积均为的恒容密闭容器中,分别充入,在三种不同实验条件(见下表)下进行上述反应,反应体系的总压强随时间变化情况如图所示:
实验编号abc
温度/K500500600
催化剂的比表面积82124124
①曲线Ⅲ对应的实验编号是_______________,曲线Ⅰ中压强降低的原因是_____________________________
②由曲线Ⅱ数据计算出对应条件下的压强平衡常数____________;若在曲线Ⅲ对应条件下,的分压依次是,则此时反应的速率_______(填“<”“=”或“>”).
(3)的反应机理和各基元反应(基元反应是指在反应中一步直接转化为产物的反应,又称为简单反应)的活化能及速率方程如下:


(提示:为第一步正反应的活化能)
___________,平衡常数K与上述反应速率常数、、、的关系式为__________

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【推荐1】丙烯是石油化工行业重要的有机原料之一,主要用于生产聚丙烯、二氯丙烷、异丙醇等产品。回答下列问题:
(1)已知经验公式为(为活化能,k为速率常数,R、A为常数)。丙烷脱氢制备丙烯反应在某条件下的经验公式的实验数据如图1中曲线a所示,其活化能为_______(用含x1、x2、y1、y2的代数式表示),当其实验数据发生变化如图1中曲线b所示,则可能的原因是_______

(2)一定条件下,发生反应有①、②两种可能,反应进程中的能量变化如图2所示。保持其他条件不变,若要提高某时刻产物中的比例,可采用的措施是_______(填标号)。
A.适当提高反应温度B.改变催化剂
C.适当降低反应温度D.改变反应物浓度
2023-02-13更新 | 379次组卷
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解题方法
【推荐2】合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破,研究表明液氨是一种良好的储氢物质。
(1) 氨气分解反应的热化学方程式如下:2NH3(g) =N2(g)+3H2(g) ΔH,若:N≡N键、H-H键和N-H键的键能分别记作a、b和c(单位:kJ·mol−1),则上述反应的ΔH=________kJ·mol−1
(2) 研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。下表为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率(mmol·min−1)。
催化剂RuRhNiPtPdFe
初始速率7.94.03.02.21.80.5
不同催化剂存在下,氨气分解反应活化能最大的是________(填写催化剂的化学式)。
(3) 电化学法也可合成氨。如图是用低温固体质子导体作为电解质,用Pt−C3N4作阴极催化剂电解H2(g)和N2(g)合成NH3的原理示意图:

Pt−C3N4电极反应产生NH3的电极反应式________
(4)过渡态理论认为:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是从反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。如图1为1molNO2与1molCO恰好反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图
①试写出NO2和CO反应的热化学方程式:______
②在密闭容器中进行的上述反应是可逆反应,图2是某学生模仿图1画出的NO+CO2 =NO2+CO的能量变化示意图。则图中E3=______kJ•mol-1
2019-12-08更新 | 105次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
【推荐3】化学需氧量(COD)是指用强氧化剂将1L废水中的还原性物质氧化为二氧化碳和水所消耗的氧化剂的量,并换算成以为氧化剂时所消耗的质量。水体COD值常作为水体中有机污染物相对含量的综合指标之一、Fenton()法能产生和具有强氧化性的羟基自由基(·OH)引发一系列链式反应,被广泛应用于有机废水的治理。
(1)羟基自由基(·OH)的电子式为_______
(2)分别取初始pH=4、COD=80的废水200mL,加入200mL ,改变起始投加的量,反应相同时间。测得反应后水样COD随投加量的关系如图所示。当投加量超过1时,反应后水样COD不降反升的原因可能是_______

(3)已知·OH更容易进攻有机物分子中电子云密度较大的基团。1-丁醇比正戊烷更容易受到·OH进攻的原因是_______
(4)在Fenton法的基础上改进的基于硫酸根自由基()的氧化技术引起关注。研究发现,一种石墨烯纳米复合材料对催化活化产生具有很好的效果。结构为
①与试剂相比,一石墨烯/的使用范围更广。在强碱性条件下反应生成·OH,写出该反应的离子方程式:_______
②一种制取一石墨烯纳米复合材料的物种转化关系可表示为(GO表示石墨烯)

在石墨烯表面制得1mol ,理论上需要消耗的物质的量为_______mol。
③利用该复合材料催化活化并去除废水中有机污染物的可能反应机理如图所示。该机理可描述为_______
2023-02-14更新 | 1042次组卷
共计 平均难度:一般