处理、回收利用CO是环境科学研究的热点课题。回答下列问题:
(1)CO用于处理大气污染物N2O的反应为CO(g) + N2O(g)
CO2(g) +N2(g)。在Zn*作用下该反应的具体过程如图1所示,反应过程中能量变化情况如图2所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/29/58d0ccfb-069b-421d-8b3b-edbf3dba866f.png?resizew=548)
总反应:CO(g) + N2O(g)
CO2(g) + N2(g) ∆H=___________ kJ·mol-1; 决定该总反应快慢的是反应___________ (填 “①”或“②”),该判断的理由是___________
(2)已知:CO(g) + N2O(g)
CO2(g) + N2(g)的瞬时速率可以表示为v=k·c(N2O), k为速率常数,只与温度有关。为提高反应速率,可采取的措施是___________ (填字母序号)。
(3)在总压为100kPa的恒容密闭容器中,充入一定量的CO(g)和N2O(g)发生上述反应,在不同条件下达到平衡时,在T1时N2O的转化率与
的变化曲线以及在
时N2O的转化率与
的变化曲线如图3所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/29/bfeef3bb-db45-4e43-b467-cd027651063c.png?resizew=296)
①表示N2O的转化率随
的变化曲线为___________ 曲线(填“Ⅰ”或“Ⅱ”);
②T1___________ T2 (填“>”或“<”),该判断的理由是___________
③T4时,该反应的平衡常数Kp=___________ ( 计算结果保留两位有效数字,p分=p总×物质的量分数)。
(1)CO用于处理大气污染物N2O的反应为CO(g) + N2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/29/58d0ccfb-069b-421d-8b3b-edbf3dba866f.png?resizew=548)
总反应:CO(g) + N2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(2)已知:CO(g) + N2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
A.升温 | B.恒容时,再充入CO |
C.恒压时,再充入N2O | D.恒压时,再充入N2 |
(3)在总压为100kPa的恒容密闭容器中,充入一定量的CO(g)和N2O(g)发生上述反应,在不同条件下达到平衡时,在T1时N2O的转化率与
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/814cbc4b82021f331f37f3b144cd624f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dd41f6e3408c322ba437f719ce354866.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/86553f5e11a1f1ab64a3aed702ceab31.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/29/bfeef3bb-db45-4e43-b467-cd027651063c.png?resizew=296)
①表示N2O的转化率随
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/814cbc4b82021f331f37f3b144cd624f.png)
②T1
③T4时,该反应的平衡常数Kp=
更新时间:2023-10-26 20:12:37
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【推荐1】1,2—二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)是一种重要的化工原料,工业上可用丙烯加成法制备,主要副产物为3—氯丙烯(CH2=CHCH2Cl),反应原理为:
Ⅰ.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)
CH2ClCHClCH3(g)△H1=-134kJ/mol
Ⅱ.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)
CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)△H2=-102kJ/mol
请回答下列问题:
(1)已知CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)
CH2ClCHClCH3(g)的活化能Ea(逆)为164kJ/mol-1,则该反应的活化能Ea(正)为__ kJ/mol-1。
(2)一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g),在催化剂作用下发生反应Ⅰ、Ⅱ,容器内气体的压强随时间的变化如表所示:
①若用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即v=
,则前60min内平均反应速率v(CH2ClCHClCH3)=__ kPa∙min-1(保留小数点后3位)。
②该温度下,若平衡时HCl的分压为9.6kPa,则丙烯的平衡总转化率α=__ ;反应Ⅰ的平衡常数Kp=__ kPa-1(Kp为以分压表示的平衡常数)。
(3)某研究小组向密闭容器中充入一定量的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g),分别在A、B两种不同催化剂作用下发生反应,一段时间后测得CH2ClCHClCH3(g)的产率与温度的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/28/878cf89f-22d7-487a-82a9-bc90922a849f.png?resizew=325)
①下列说法错误的是__ (填代号)
a.使用催化剂A的最佳温度约为250℃
b.相同条件下,改变压强会影响CH2ClCHClCH3(g)的产率
c.点p是对应温度下CH2ClCHClCH3(g)的平衡产率
d.提高CH2ClCHClCH3(g)反应选择性的关键因素是控制催化剂的种类
②在催化剂A作用下,温度低于200℃时,CH2ClCHClCH3的产率随温度升高变化不大,主要原因是__ 。
Ⅰ.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
Ⅱ.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
请回答下列问题:
(1)已知CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
(2)一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g),在催化剂作用下发生反应Ⅰ、Ⅱ,容器内气体的压强随时间的变化如表所示:
时间/min | 0 | 60 | 120 | 180 | 240 | 300 | 360 |
压强/kPa | 80 | 74.2 | 69.4 | 65.2 | 61.6 | 57.6 | 57.6 |
①若用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即v=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2ef2ac882097e0236ac351b1d84db100.png)
②该温度下,若平衡时HCl的分压为9.6kPa,则丙烯的平衡总转化率α=
(3)某研究小组向密闭容器中充入一定量的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g),分别在A、B两种不同催化剂作用下发生反应,一段时间后测得CH2ClCHClCH3(g)的产率与温度的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/28/878cf89f-22d7-487a-82a9-bc90922a849f.png?resizew=325)
①下列说法错误的是
a.使用催化剂A的最佳温度约为250℃
b.相同条件下,改变压强会影响CH2ClCHClCH3(g)的产率
c.点p是对应温度下CH2ClCHClCH3(g)的平衡产率
d.提高CH2ClCHClCH3(g)反应选择性的关键因素是控制催化剂的种类
②在催化剂A作用下,温度低于200℃时,CH2ClCHClCH3的产率随温度升高变化不大,主要原因是
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解题方法
【推荐2】达成“双碳”目标的重要途径是实现碳的固定。利用
、
和
可以合成生物质能源甲醇;
反应1:1:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/59a116fd55a58b23327fd621d91b674d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/460e73ac77919633f89885f52948381c.png)
反应2:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3bda1e7d0e76a591d483e456f1d3ee4d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
反应3:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/48a17994692932cb546873e8b9aa7ca3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f9920bcdcf4a8ba91f8b930425c8b6e0.png)
回答下列问题:
(1)反应1在_______ (填“较高温度”“较低温度”或“任何温度”)下能自发进行。
(2)
=_______ ![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(3)T℃时,向一恒容密闭容器中仅充入
和
,仅发生反应2。下列叙述错误的是_______(填标号)。
(4)在某催化剂作用下,反应2的历程如图所示(图中数据表示微粒的相对能量,*表示吸附在催化剂表面上)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/3/17/3455502249558016/3455783707451392/STEM/fb322dbfc3c743c2af8685a0e4ffa737.png?resizew=406)
控速反应方程式为_________ 。
(5)T1℃时,在密闭容器甲、乙中,分别充入
和
,它们分别在有水分子筛(只允许水分子透过)和无水分子筛条件下仅发生反应1。测得
平衡转化率与压强关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/3/17/3455502249558016/3455783707451392/STEM/298caf634c9e48379ccca0c4d6de67ff.png?resizew=260)
①使用了水分子筛的容器是________ (填“甲”或“乙”)。
②平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eba8cc23ec5b93f7e225ac3fe955ea9b.png)
________ (填“>”“<”或“=”)
,M点
=________
。
(6)T2℃时,向一体积为1L的恒容密闭容器中充入
、
和
,在一定条件下发生上述3个反应,达到平衡时得到
和
,此时
平衡转化率为50%。该温度下,反应1的平衡常数K=________
。(列出计算式)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
反应1:1:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/59a116fd55a58b23327fd621d91b674d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/30c39ddcde660e8adff1c8e1b005c4e1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/460e73ac77919633f89885f52948381c.png)
反应2:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3bda1e7d0e76a591d483e456f1d3ee4d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f961088d2a3a38d5535d47e54f391ee1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
反应3:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/48a17994692932cb546873e8b9aa7ca3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bcb2f817cd706a21f5ff426009a989e2.png)
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回答下列问题:
(1)反应1在
(2)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(3)T℃时,向一恒容密闭容器中仅充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2a902fd4ec363f1b3b95937c0feb10be.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2f2b2b322ea616e7f9309ab14cf1103a.png)
A.加入催化剂,反应速率增大 | B.![]() |
C.平衡后,充入氩气,平衡正向移动 | D.平衡后,充入![]() ![]() |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/3/17/3455502249558016/3455783707451392/STEM/fb322dbfc3c743c2af8685a0e4ffa737.png?resizew=406)
控速反应方程式为
(5)T1℃时,在密闭容器甲、乙中,分别充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5b2f6a3f5804fa18a81c4dd859a1ed55.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9cfd1ccccb3c3fdece9e025f41f201cd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/3/17/3455502249558016/3455783707451392/STEM/298caf634c9e48379ccca0c4d6de67ff.png?resizew=260)
①使用了水分子筛的容器是
②平衡常数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eba8cc23ec5b93f7e225ac3fe955ea9b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/751b16753f54297b81316b2ee840d78f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/638bc510aad3dae9802199aa23f02753.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8d06ee61e4cb925cb80f41de2564ada0.png)
(6)T2℃时,向一体积为1L的恒容密闭容器中充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7dd38ecd0d1dca4aa5b852591d12d48a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5b2f6a3f5804fa18a81c4dd859a1ed55.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9cfd1ccccb3c3fdece9e025f41f201cd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/53806a3b484eb0b5de6132a9cd4f9f6c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e444f1d13becd6c849cd16f7a3af89c1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2c2793ff3c7e6a0dfbb0aa3688b26d00.png)
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【推荐3】工业上以煤和水为原料通过一系列转化可变为清洁能源氢气或工业原料甲醇。
已知:
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6153c41baa521e75d2f1cb4b23d9d10f.png)
则碳与水蒸气反应
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7d3b9d87b656fdecc4c4fb3ab1c8b866.png)
________ 。
工业上也可以仅利用碳和水蒸气反应得到的
和
进一步合成甲醇,反应方程式为:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/313fe77d3157ffe2671ab06c93063981.png)
工业上此生产过程中
和
的转化率________
填“前者大”、“后者大”、“一样大”或“无法判断”
;为了既提高甲醇的产率又加快反应速率,可以采取的措施是________ 。
在一恒温恒容密闭容器中充入
和
进行上述反应。测得
和
浓度随时间变化如图所示。该温度下的平衡常数为________
保留三位有效数字
。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/12/969cd3bb-8257-4987-9eaf-c2aff02b9026.png?resizew=277)
改变温度,使反应
中的所有物质都为气态。起始温度体积相同
、
密闭容器
,反应过程中部分数据见下表:
①达到平衡时,反应Ⅰ、反应Ⅱ对比:平衡常数
Ⅰ![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/987517758fad59f6f695761deb2a5ebd.png)
________
Ⅱ
填“
”、“
”或“
”,下同
;平衡时
的浓度![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/427588e6b64556a93be1d7c12ab6c581.png)
________
Ⅱ
。
对反应
,前
内的平均反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0e5a3cc2cab592c7877dcd78d923e81c.png)
________ ,若
时只向容器中再充入
和
,则平衡________ 移动
填“正向”、“逆向”或“不”
。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4141b26d2c32655003494a91ad6331b5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8f27fcf7a56d48399b87f10443f89c86.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1efdc6330d0248785ba7c4e53b81c41d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/123d97a560cf3ab069581d1b1ea1464b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ea0a48e0f13eb012fdeb2c3b4cc09220.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/db3dfa0c699a4f9ca04f437277f7f305.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6153c41baa521e75d2f1cb4b23d9d10f.png)
则碳与水蒸气反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/055213148d4a1850a9a2a273e9847799.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7d3b9d87b656fdecc4c4fb3ab1c8b866.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a16736cc2de4aaa74d39cf51271fc145.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1ac4ad06c2a1675ba8abc7c966de5916.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/313fe77d3157ffe2671ab06c93063981.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e1c9ae241fd78126274c65e17990c88.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/35b30004a4010ca4f64f616dc649899e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a16736cc2de4aaa74d39cf51271fc145.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/11d71379442f28c038d367d49422cf90.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/987517758fad59f6f695761deb2a5ebd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c650fe55b7603f106c53ca2423451c6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e00d0d186b16a00aaa08aa7776e3127.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/932e3fdd248849f4671268e1dea3da1f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/35b30004a4010ca4f64f616dc649899e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ede490a34818af3df89a970554abf830.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/11d71379442f28c038d367d49422cf90.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/987517758fad59f6f695761deb2a5ebd.png)
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反应时间 | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | |
反应Ⅰ 恒温恒容 | ![]() | 2 | 6 | 0 | 0 |
![]() | ![]() | ||||
![]() | 1 | ||||
![]() | 1 | ||||
反应Ⅱ 绝热恒容 | ![]() | 0 | 0 | 2 | 2 |
①达到平衡时,反应Ⅰ、反应Ⅱ对比:平衡常数
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【推荐1】硝基苯是一种具有稳定化学性质、高毒性、难生物降解的污染物。工业上采用吸附、还原、氧化等方法可有效降解废水中的硝基苯。
(1)活性炭因为有较大的比表面积、多孔结构而具有较强的吸附能力,其物理吸附平衡建立如图1所示。活性炭处理低浓度的硝基苯废水时,当温度超过50℃,活性炭对硝基苯的吸附量显著下降,原因是___________ (请从平衡移动角度解释)。___________ 。
(3)研究发现,H2O2在一定条件下能够生成羟基自由基(HO·)。HO·具有很强的氧化作用,是氧化硝基苯的有效因子。H2O2、KMnO4也可以与硝基苯直接发生氧化降解反应。___________ (填化学式),该氧化剂的效果优于其他两种的可能原因是___________ 。
②通过电激发也可以产生HO·,可能的机理如图4,产生过程可描述为___________ 。
(1)活性炭因为有较大的比表面积、多孔结构而具有较强的吸附能力,其物理吸附平衡建立如图1所示。活性炭处理低浓度的硝基苯废水时,当温度超过50℃,活性炭对硝基苯的吸附量显著下降,原因是
①酸性环境中,铁炭混合物处理硝基苯废水,难生物降解的硝基苯首先被还原为亚硝基苯(),然后进一步被还原成可生物降解的苯胺,写出生成亚硝基苯的电极反应式:
(3)研究发现,H2O2在一定条件下能够生成羟基自由基(HO·)。HO·具有很强的氧化作用,是氧化硝基苯的有效因子。H2O2、KMnO4也可以与硝基苯直接发生氧化降解反应。
②通过电激发也可以产生HO·,可能的机理如图4,产生过程可描述为
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|
较难
(0.4)
【推荐2】氮及其化合物的利用是科学家们一直在探究的问题,它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。
(1)已知:①N2(g) + O2(g)
2NO(g) ΔH1=+180.5kJ·mol-1
②CO(g) +
O2(g) = CO2(g) ΔH2=-283kJ·mol-1
若某反应③的平衡常数表达式为K=
,请写出反应③的热化学方程式:___________ 。
(2)将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂(Cat1、Cat2)进行反应,相同时间内测得的脱氮率(即NO的转化率)如图所示,N点___________ (填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率,理由是______________________ ,M点脱氮率比N点低的原因是___________ 。
(3)某温度下,在一密闭容器中充入一定量NO(g)发生反应4NO(g)
N2(g)+2NO2(g) ΔH<0,其正反应速率表达式为v正=k正·cn(NO)(k正为正反应速率常数,只与温度有关),测得反应速率和NO浓度的数据如表所示。
则n=______ ,k正=_____ mol-3·L-3·S-1;下列对于该反应的说法正确的是_____ (填标号)。
A.当
的比值保持不变时,反应达到化学平衡状态
B.当混合气体颜色保持不变时,反应达到化学平衡状态
C.反应达到平衡状态后,若降低温度,则混合气体的颜色变浅
D.反应达到化学平衡状态时,每消耗0. lmol NO就会消耗0.05molNO2
E.反应达到平衡状态后,若增大容积,则混合气体的平均相对分子质量减小
(4)氮氧化物脱除可以利用电化学原理处理,利用如下图装置可同时吸收SO2和NO,已知:H2S2O4是一种弱酸。
阴极的电极反应式为___________ ,若没有能量损失,相同条件下,SO2和NO的体积比为1:2时,两种气体___________ (“ 能”或“不能")被完全处理。
(1)已知:①N2(g) + O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
②CO(g) +
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
若某反应③的平衡常数表达式为K=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/587fabe4a347a31073e325037270dafa.png)
(2)将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂(Cat1、Cat2)进行反应,相同时间内测得的脱氮率(即NO的转化率)如图所示,N点
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/22/448e5a6b-9390-44c2-b041-6baaef49edb5.png?resizew=217)
(3)某温度下,在一密闭容器中充入一定量NO(g)发生反应4NO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
序号 | c(NO)/(mol·L-1) | v正/ (mol·L-1·S-1) |
① | 0.10 | 5.00×10-9 |
② | 0.20 | 8.0×10-8 |
③ | 0.30 | 4.05×10-7 |
A.当
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4dda61f172d71555f53341eb62bf94aa.png)
B.当混合气体颜色保持不变时,反应达到化学平衡状态
C.反应达到平衡状态后,若降低温度,则混合气体的颜色变浅
D.反应达到化学平衡状态时,每消耗0. lmol NO就会消耗0.05molNO2
E.反应达到平衡状态后,若增大容积,则混合气体的平均相对分子质量减小
(4)氮氧化物脱除可以利用电化学原理处理,利用如下图装置可同时吸收SO2和NO,已知:H2S2O4是一种弱酸。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/22/30ada097-cab0-423b-b0f7-bf2c6cae3ca7.png?resizew=362)
阴极的电极反应式为
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(0.4)
解题方法
【推荐3】研究氮氧化物的性质具有重要的意义。
(1)NO可以催化
与
的反应:
反应Ⅰ.
kJ/mol
反应Ⅱ.
kJ/mol
①下列说法正确的是:_____ 。
A.高温下有利于反应I的自发进行
B.反应Ⅱ的
对该反应的自发性影响不大
C.恒温恒容下加入一定量
与
,若容器内压强没有明显变化,说明不加催化剂时,
与
的反应不能自发进行
D.NO催化下,一定量
与
反应一段时间后,升高温度,
的体积分数可能变大
②据报道,瑞典某工厂利用上述反应制取硫酸。在合成
时,向反应容器中适时通入冷激气(冷的原料气),其作用是_____ 。
(2)密闭容器中加入一定量
和
,发生反应Ⅱ(忽略其它反应)。保持常压条件,经过相同时间,测得
的体积分数随温度的变化如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/18/e1c4b4e4-ac18-442b-b9e1-8c6fbfdfa691.png?resizew=300)
①由图可知,在M点之前,反应中
的体积分数随温度升高而减小,其原因为:_____ 。
②250℃和常压下,等物质的量的
和
反应后,测得平衡时NO的物质的量分数为40%,则该反应的物质的量分数平
的转化率平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c0107c9d714d52fa9ad32e3058a3a66e.png)
_____ 。(
是用平衡时物质的量分数代替平衡浓度计算)保持上述条件不变,提高原料中
的比例,使平衡时
的产率为90%。则
和
的投料比(即起始时加入的物质的量之比)为_____ 。
(3)在一定温度下,一定量
分解成氮气和氧气,同时释放出热量。分解的部分实验数据如下表。反应一段时间后,只改变如下一个条件。下列说法正确的是:_____。
(4)以固体催化剂催化CO还原NO生成
和
气体,反应历程如下(*表示吸附态),
请补充完整。
化学吸附:
;
表面反应:
;_____ :
;_____ 。
脱附:
;
(1)NO可以催化
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cd6200aa9357b208a994c93c210ff60.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e762a80c1216318892c2155bef79681.png)
反应Ⅰ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9063e031d24571ef6c5473fa14e1a837.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1064656a1267fb145d1ef5524db243b6.png)
反应Ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d8186cf6175700c7cfe55c0f2acf7e5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ecb424cfe6fde210b6ba0707e40ec37f.png)
①下列说法正确的是:
A.高温下有利于反应I的自发进行
B.反应Ⅱ的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cec6e5e5c7d0a43c858ced2e5c614b1d.png)
C.恒温恒容下加入一定量
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cd6200aa9357b208a994c93c210ff60.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e762a80c1216318892c2155bef79681.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cd6200aa9357b208a994c93c210ff60.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e762a80c1216318892c2155bef79681.png)
D.NO催化下,一定量
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cd6200aa9357b208a994c93c210ff60.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e762a80c1216318892c2155bef79681.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9cdde992f77a7036a2f0b21d52ddd043.png)
②据报道,瑞典某工厂利用上述反应制取硫酸。在合成
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9cdde992f77a7036a2f0b21d52ddd043.png)
(2)密闭容器中加入一定量
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/470eb7553b49974a10b793b6750d9c57.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ae380e0255bba6dcd2fd8bd4fef845d2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cd6200aa9357b208a994c93c210ff60.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/18/e1c4b4e4-ac18-442b-b9e1-8c6fbfdfa691.png?resizew=300)
①由图可知,在M点之前,反应中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cd6200aa9357b208a994c93c210ff60.png)
②250℃和常压下,等物质的量的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cd6200aa9357b208a994c93c210ff60.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d6149377ee90af173136c0119993ccb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cd6200aa9357b208a994c93c210ff60.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c0107c9d714d52fa9ad32e3058a3a66e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6500ab7bf1b8a24b4e020fc49eb7cd90.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d6149377ee90af173136c0119993ccb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9cdde992f77a7036a2f0b21d52ddd043.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d6149377ee90af173136c0119993ccb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cd6200aa9357b208a994c93c210ff60.png)
(3)在一定温度下,一定量
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/399d3afa7d61d212b666381c8df20576.png)
反应时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
![]() ![]() | 0.100 | 0.090 | 0.080 | 0.070 | 0.060 | 0.050 | 0.040 | 0.030 | 0.020 | 0.010 | 0.000 |
A.增大压强,![]() |
B.增大容器的体积,该分解反应平衡右移,![]() |
C.减小![]() |
D.升高温度,容器内气体的压强一定变大 |
(4)以固体催化剂催化CO还原NO生成
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
请补充完整。
化学吸附:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a0dba1962752e1031b6382406ad69796.png)
表面反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1951566cf22e078ba8a2ac13011ae768.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8322e560b64f7462825867c93a0331ca.png)
脱附:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ef1311586dd7e08ac52eeb9221e0103b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a6262b45e4c9f32bfaddbce8c3d7a4a6.png)
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解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】工业尾气脱硝是减少空气污染的重要举措。回答下列问题:
(1)已知相关反应的热力学数据如下。
①
脱硝反应
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/41a0c6971b36d0629239b4e185ecad3a.png)
___________
。
时,为了提高该反应中NO的平衡转化率,理论上可采取的措施是___________ 。
A.恒容时增大
的压强 B.减小反应容器的容积
C.移去部分
D.选择合适的催化剂
②
另一脱硝反应
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c0643fbee4c2a61c2ad9f4247589fb56.png)
___________
。
(2)模拟工业尾气脱硝:一定条件下,将
的气体与Ar混合,匀速通过催化脱硝反应器,测得NO去除率和
转化率随反应温度的变化如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/23/88145cd3-dbc7-4b44-a36c-69c65cd2e8d5.png?resizew=282)
当温度低于
时,NO的去除率随温度升高而升高,可能原因是___________ ;高于
时,NO的去除率随温度升高而降低,结合(1)的信息分析其可能原因是___________ 。
(3)中国科学家利用Cu催化剂实现电化学脱硝。通过理论计算推测电解池阴极上NO可能的转化机理及转化步骤的活化能分别如下(*表示催化剂表面吸附位,如
表示吸附于催化剂表面的NOH)。
I.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a1a7472d0666d92ef1a8536aa559ec30.png)
Ⅱ.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bb37499455b469703900ddd9e69e10a3.png)
Ⅲ.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f8d029130c6fc33e83370eab17692924.png)
Ⅳ.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8df4c948a05c51d72ca508b5a51dc6a2.png)
V.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2c799d5692822cba5a99913e1680bf7f.png)
上述反应机理中,Ⅱ~V中速率最慢的步骤是___________ 。若电路中有
电子流过,其中生成
的选择性为95%,电解池阴极生成的
的物质的量为___________ mmol。
(1)已知相关反应的热力学数据如下。
反应 | ![]() | ![]() |
![]() | ![]() | |
![]() | ![]() | |
![]() | ![]() | |
![]() | ![]() |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a5c8a45b70251a7fa0506a5b4b8ac9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9b35fbff12aba3601399a4b6b10fecff.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/41a0c6971b36d0629239b4e185ecad3a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/869d79dce7398395d520ccc763cb9359.png)
A.恒容时增大
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7fa4e407156124daed6d1d94dbb26e29.png)
C.移去部分
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e9b0547b553bc0c6d94299341006c14.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a5c8a45b70251a7fa0506a5b4b8ac9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f06d5f444cc258b14b799091eeb83344.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c0643fbee4c2a61c2ad9f4247589fb56.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8d06ee61e4cb925cb80f41de2564ada0.png)
(2)模拟工业尾气脱硝:一定条件下,将
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/15b96717d6688081493e308bfd48dc5f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a5c8a45b70251a7fa0506a5b4b8ac9.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/23/88145cd3-dbc7-4b44-a36c-69c65cd2e8d5.png?resizew=282)
当温度低于
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/883caf0081786f778a371ed03950c089.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/883caf0081786f778a371ed03950c089.png)
(3)中国科学家利用Cu催化剂实现电化学脱硝。通过理论计算推测电解池阴极上NO可能的转化机理及转化步骤的活化能分别如下(*表示催化剂表面吸附位,如
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/90fc4629cec6b8a2c8d74702196afdbb.png)
I.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a1a7472d0666d92ef1a8536aa559ec30.png)
Ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bb37499455b469703900ddd9e69e10a3.png)
Ⅲ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f8d029130c6fc33e83370eab17692924.png)
Ⅳ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8df4c948a05c51d72ca508b5a51dc6a2.png)
V.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2c799d5692822cba5a99913e1680bf7f.png)
上述反应机理中,Ⅱ~V中速率最慢的步骤是
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1972745b63263c57aa855a3e7cd58f05.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1163bc05a73653778b05c45aed88addc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1163bc05a73653778b05c45aed88addc.png)
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
【推荐2】完成下列问题
(1)已知:
反应I:N2(g)+O2(g)
2NO(g) ΔH1=akJ/mol
反应Ⅱ;2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) ΔH2=bkJ/mol
反应Ⅲ:2N2O(g)
2N2(g)+O2(g) ΔH3=ckJ/mol
反应Ⅳ:N2O(g)+NO2(g)
3NO(g) ΔH=___________ kJ/mol
(2)汽车尾气中的NO和CO可在催化剂作用下生成无污染的气体。在密闭容器中充入反应物,测得平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图。
N2(g)+2CO2(g) ΔH<0,则T1___________ T2(填“>”“=”或“<”)。
②该反应达到平衡后,为同时提高反应速率和NO的转化率,可采取的措施有___________ (答两点即可)。
③在D点,对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的___________ 点。
(3)在催化剂作用下,利用反应C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g) ΔH=-34.0kJ/mol,用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒容,在相同时间内测得NO的转化率随温度的变化如图所示:___________ ;在1050K时,CO2的体积分数为___________ 。
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1100K、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=___________ [已知:气体分压(P分)=气体总压(Pa)×体积分数]。
(1)已知:
反应I:N2(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
反应Ⅱ;2NO(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
反应Ⅲ:2N2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
反应Ⅳ:N2O(g)+NO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
(2)汽车尾气中的NO和CO可在催化剂作用下生成无污染的气体。在密闭容器中充入反应物,测得平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a2b3b51d3f71ca8b50a9313d184f624a.png)
②该反应达到平衡后,为同时提高反应速率和NO的转化率,可采取的措施有
③在D点,对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的
(3)在催化剂作用下,利用反应C(s)+2NO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1100K、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=
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解答题-实验探究题
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(0.4)
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解题方法
【推荐3】磷资源流失到水环境中会造成水体富营养化。已知:
基磁性纳米复合材料,由
和纳米
经过超声分散制得。能通过纳米
物理吸附和
溶出后通过化学反应等去除水体磷。已知:纳米
颗粒表面带正电荷;部分物质的溶解性如下表。
(1)制备复合材料所需的纳米
:一定条件下,先将
和
晶体配制成混合溶液,再与氨水反应可制得纳米
,实验装置如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/26/2991243c-92fa-4077-9ce0-939f96952ddc.png?resizew=177)
①氨水缓慢滴入,开始一段时间内未出现浑浊,原因是___________ 。
②制备纳米
需控温在50~60°℃之间,写出该反应的化学方程式:___________ 。
③配制混合溶液时按
进行投料:实验中需不断通入
。通
的目的是___________ 。
(2)研究不同pH下向含磷(V)废水中加入
纳米复合材料的除磷效果:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/26/2119cd42-2c94-4340-9d8f-a3e6bb614d2c.png?resizew=565)
①从图1中可以看出初始pH为3~6时,磷的去除率较高且反应后pH均有一定的上升,反应过程中无气体生成。结合图2,写出对应的离子方程式:___________ 。
②当初始pH为9~10时,磷的去除率明显小于初始pH为3~6的去除率,是因为___________ 。
(3)除磷后续处理
除磷回收得到的磷矿物
,可进一步转化为
,作为钾磷复合肥使用。设计由
浆料制备
晶体的实验方案:向含
的浆料中___________ ,干燥。[已知:
;室温下从
饱和溶液中可结晶析出
晶体;实验中须选用 的试剂:
溶液、
溶液,pH试纸,无水乙醇]
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ae0969328b7a48668c9e6305acd57368.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c639adea550f78c6885472654c3d989d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f8ee03f651a70dac0aa64bf1323f74cd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f8ee03f651a70dac0aa64bf1323f74cd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c639adea550f78c6885472654c3d989d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f8ee03f651a70dac0aa64bf1323f74cd.png)
物质 | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
溶解性 | 难溶 | 微溶 | 可溶 | 易溶 |
(1)制备复合材料所需的纳米
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f8ee03f651a70dac0aa64bf1323f74cd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/240f2d1e67b5b59f6a8464829ae974a8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bd79aa65de9f2139d57c849921e165e1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f8ee03f651a70dac0aa64bf1323f74cd.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/26/2991243c-92fa-4077-9ce0-939f96952ddc.png?resizew=177)
①氨水缓慢滴入,开始一段时间内未出现浑浊,原因是
②制备纳米
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f8ee03f651a70dac0aa64bf1323f74cd.png)
③配制混合溶液时按
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1f8b21ac1df6208eb2bc7171cbad18bb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
(2)研究不同pH下向含磷(V)废水中加入
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①从图1中可以看出初始pH为3~6时,磷的去除率较高且反应后pH均有一定的上升,反应过程中无气体生成。结合图2,写出对应的离子方程式:
②当初始pH为9~10时,磷的去除率明显小于初始pH为3~6的去除率,是因为
(3)除磷后续处理
除磷回收得到的磷矿物
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5ca764087db8ab3c7898ae7f97920242.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cddfd2aefe31201987a59dcf791f00e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5ca764087db8ab3c7898ae7f97920242.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cddfd2aefe31201987a59dcf791f00e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56f19d9699486088f96c5b30a02a1ac0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0877e670b9b56c29f05cd57d3c211d0a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cddfd2aefe31201987a59dcf791f00e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cddfd2aefe31201987a59dcf791f00e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dabf3433f95b16485024c4eede9f2a50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8e8213b81c04690db77287be8e9f6e67.png)
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】大气污染是中国第一大环境污染问题,氮和硫的氧化物排放是造成大气污染的原因之一、
(1)汽车尾气中的NO由如下反应产生:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180 kJ·mol-1
已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ·mol-1
则2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=___________ kJ·mol-1
(2)NO可用氨水-臭氧组合高效脱除,与臭氧反应的过程如下:
NO(g)+O3(g)
NO2(g)+O2(g) △H=-200.9 kJ·mol-1
在恒容密闭容器中,NO氧化率随
值以及温度的变化曲线如图甲所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/12/2762522842505216/2762770562129920/STEM/f96fa842b3134beab0563c29c3450008.png?resizew=553)
①NO氧化率随
值增大而增大的主要原因是___________ 。
②当温度高于100℃时,O3分解产生活性极高的氧原子,此时NO氧化率随温度升高而降低可能的原因有:___________ 。
(3)工业上用硫酸厂尾气中的SO2与SCl2、Cl2为原料合成SOCl2,反应如下:
反应I:SO2(g)+Cl2(g)
SO2Cl2(g) △H=-471.7 kJ·mol-1
反应II:SCl2(g)+SO2Cl2(g)
2SOCl2(g) △H=-5.6 kJ·mol-1
一定条件下,在5L的恒容密闭容器中通入一定量的SO2、SCl2与Cl2,反应4 min后达到平衡。若初始压强为p0,反应过程中容器内总压强(p)随时间(t)变化如图乙所示(平衡时温度与初始温度相同)。
容器内各组分物质的量如下表。
①0~1min容器内压强增大的原因为___________ 。
②反应I、II达平衡时,SCl2的平衡转化率为___________ 。
③K为平衡常数,pK=-lgK,该温度下,反应II的pK=___________ (保留两位有效数字,lg2=0.30)。
(4)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2,将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体匀速通入装有催化剂M的反应器中反应,反应相同时间,NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/12/2762522842505216/2762770562129920/STEM/9a4f0229123d46c0a4df947153413ddd.png?resizew=197)
①在50℃~150℃范围内随温度升高,NOx的去除率迅速上升的原因是___________ 。
②当反应温度高于380℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是___________ 。
(1)汽车尾气中的NO由如下反应产生:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180 kJ·mol-1
已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ·mol-1
则2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=
(2)NO可用氨水-臭氧组合高效脱除,与臭氧反应的过程如下:
NO(g)+O3(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
在恒容密闭容器中,NO氧化率随
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a2c56c3d22c103e3d6209caeb84ccae.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/12/2762522842505216/2762770562129920/STEM/f96fa842b3134beab0563c29c3450008.png?resizew=553)
①NO氧化率随
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a2c56c3d22c103e3d6209caeb84ccae.png)
②当温度高于100℃时,O3分解产生活性极高的氧原子,此时NO氧化率随温度升高而降低可能的原因有:
(3)工业上用硫酸厂尾气中的SO2与SCl2、Cl2为原料合成SOCl2,反应如下:
反应I:SO2(g)+Cl2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
反应II:SCl2(g)+SO2Cl2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
一定条件下,在5L的恒容密闭容器中通入一定量的SO2、SCl2与Cl2,反应4 min后达到平衡。若初始压强为p0,反应过程中容器内总压强(p)随时间(t)变化如图乙所示(平衡时温度与初始温度相同)。
容器内各组分物质的量如下表。
组分 | SO2 | Cl2 | SCl2 | SO2Cl2 | SOCl2 |
起始/mol | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0 | 0 |
平衡/mol | 0.1 |
②反应I、II达平衡时,SCl2的平衡转化率为
③K为平衡常数,pK=-lgK,该温度下,反应II的pK=
(4)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2,将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体匀速通入装有催化剂M的反应器中反应,反应相同时间,NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/12/2762522842505216/2762770562129920/STEM/9a4f0229123d46c0a4df947153413ddd.png?resizew=197)
①在50℃~150℃范围内随温度升高,NOx的去除率迅速上升的原因是
②当反应温度高于380℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是
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【推荐2】煤炭气化作为洁净煤利用的核心技术,是影响煤化工系统效率、污染物及温室气体排放的关键。工业生产中主要的气化方式包括纯水气化、CO2气化和纯氧气化,反应如下:
i.C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g) ΔH=+119kJ·mol-1
ii.C(s)+CO2(g)⇌2CO(g) ΔH=+162kJ·mol-1
iii.C(s)+
O2(g)⇌CO(g) ΔH=-123kJ·mol-1
iv.C(s)+ O2(g)⇌CO2(g) ΔH=-409kJ·mol-1
(1)均相水煤气反应CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g)的ΔH__ 。
(2)图1是不同气化方式得到的合成气成分,图2是温度对碳转化率的影响(碳转化率是指气化得到气体中的碳占入炉原料煤中碳的质量分数)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/17/2486720320454656/2487318194880512/STEM/715e306266ea47b580d79848ba746eba.png?resizew=554)
①气化过程中不同氧化剂的配比会对合成气的成分造成很大影响,为了提高合成气的氢碳比,生产中应该适当提高__ 在氧化剂中的比例。
②若使用混合氧化剂进行气化,最佳气化温度是___ ℃。温度升高纯氧气化的碳转化率降低,原因是___ 。
③工业上常在压强200kPa的条件下进行气化,压强过高过低都不利于气化的进行,可能的原因是__ 。
④T℃时,向容积可变的恒压密闭容器中加入20g燃煤(含碳84%)和2molH2O(g)模拟纯水气化反应,起始容积为2L。一段时间达到平衡后,测得容器内H2为1mol。则该温度下C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)的平衡常数K=__ 。
(3)煤的气化中可以利用CO2捕集技术实现CO2的综合利用。用石墨电极电解CO2制CH3CH2OH的原理示意图如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/17/2486720320454656/2487318194880512/STEM/80f88d4ddb1349889b147f6d4c4d0e17.png?resizew=212)
①b为电源的___ (填“正”或“负”)极。
②生成CH3CH2OH的电极反应式为___ 。
i.C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g) ΔH=+119kJ·mol-1
ii.C(s)+CO2(g)⇌2CO(g) ΔH=+162kJ·mol-1
iii.C(s)+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cfa1e7ffae662aefb49a44c52d4954d.png)
iv.C(s)+ O2(g)⇌CO2(g) ΔH=-409kJ·mol-1
(1)均相水煤气反应CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g)的ΔH
(2)图1是不同气化方式得到的合成气成分,图2是温度对碳转化率的影响(碳转化率是指气化得到气体中的碳占入炉原料煤中碳的质量分数)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/17/2486720320454656/2487318194880512/STEM/715e306266ea47b580d79848ba746eba.png?resizew=554)
①气化过程中不同氧化剂的配比会对合成气的成分造成很大影响,为了提高合成气的氢碳比,生产中应该适当提高
②若使用混合氧化剂进行气化,最佳气化温度是
③工业上常在压强200kPa的条件下进行气化,压强过高过低都不利于气化的进行,可能的原因是
④T℃时,向容积可变的恒压密闭容器中加入20g燃煤(含碳84%)和2molH2O(g)模拟纯水气化反应,起始容积为2L。一段时间达到平衡后,测得容器内H2为1mol。则该温度下C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)的平衡常数K=
(3)煤的气化中可以利用CO2捕集技术实现CO2的综合利用。用石墨电极电解CO2制CH3CH2OH的原理示意图如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/17/2486720320454656/2487318194880512/STEM/80f88d4ddb1349889b147f6d4c4d0e17.png?resizew=212)
①b为电源的
②生成CH3CH2OH的电极反应式为
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【推荐3】2020年9月,习近平主席在第75届联合国大会提出我国要实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。因此CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。
I.研究表明CO2与CH4在催化剂存在下可发生反应制得合成气:CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g) △H
(1)已知:①2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) △H1=+566kJ·mol-l
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H2=-484kJ·mol-l
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H3=-802kJ·mol-l
则△H=______ kJ·mol-l。分析反应①利于该反应自发进行的条件是_______ (填“高温”或“低温”)。
(2)一定温度下,向一恒容密闭容器中充入CO2和CH4发生上述反应,初始时CO2和CH4的物质的量均为1mol,体系压强为1MPa,段时间达到平衡后,测得体系压强是起始时的1.2倍,则该反应的平衡常数Kp=___________ (MPa)2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
II.CO2和H2合成甲烷也是CO2资源化利用的重要方法。对于反应CO2(g)+4H2(g)⇌CH4+2H2O(g) △H=-165kJ·mol-l,催化剂的选择是CO2甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间,测得CO2转化率和生成CH4选择性随温度变化的影响如下图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/7/2931168301096960/2931965656219648/STEM/4f9c0519-f565-47d6-9650-ce0573165c17.png?resizew=276)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/7/2931168301096960/2931965656219648/STEM/9c8c0eb1-8caf-4380-a420-def72d4049da.png?resizew=257)
(3)高于320℃后,以Ni为催化剂,CO2转化率仍在上升,其原因是_______ 。
(4)对比上述两种催化剂的催化性能,工业上应选择的催化剂是___ ,使用的合适温度为____ 。
III.
(5)通过电化学方法可有效实现以CO2和水为原料合成甲酸,其原理示意图如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/7/2931168301096960/2931965656219648/STEM/fcc80026-561a-4bfa-aee9-8aca389a4aaa.png?resizew=402)
则A极的电极反应式为___________ 。以铅蓄电池为电源进行电解,理论上当有1molHCOOH生成时,铅蓄电池中消耗H2SO4___________ mol
I.研究表明CO2与CH4在催化剂存在下可发生反应制得合成气:CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g) △H
(1)已知:①2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) △H1=+566kJ·mol-l
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H2=-484kJ·mol-l
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H3=-802kJ·mol-l
则△H=
(2)一定温度下,向一恒容密闭容器中充入CO2和CH4发生上述反应,初始时CO2和CH4的物质的量均为1mol,体系压强为1MPa,段时间达到平衡后,测得体系压强是起始时的1.2倍,则该反应的平衡常数Kp=
II.CO2和H2合成甲烷也是CO2资源化利用的重要方法。对于反应CO2(g)+4H2(g)⇌CH4+2H2O(g) △H=-165kJ·mol-l,催化剂的选择是CO2甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间,测得CO2转化率和生成CH4选择性随温度变化的影响如下图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/7/2931168301096960/2931965656219648/STEM/4f9c0519-f565-47d6-9650-ce0573165c17.png?resizew=276)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/7/2931168301096960/2931965656219648/STEM/9c8c0eb1-8caf-4380-a420-def72d4049da.png?resizew=257)
(3)高于320℃后,以Ni为催化剂,CO2转化率仍在上升,其原因是
(4)对比上述两种催化剂的催化性能,工业上应选择的催化剂是
III.
(5)通过电化学方法可有效实现以CO2和水为原料合成甲酸,其原理示意图如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/7/2931168301096960/2931965656219648/STEM/fcc80026-561a-4bfa-aee9-8aca389a4aaa.png?resizew=402)
则A极的电极反应式为
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