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1 . 零价铁活化过硫酸盐耦合类芬顿体系可以产生强氧化性的羟基自由基和硫酸根自由基(),被用于氧化降解废水中的抗生素。
(1)该体系中产生自由基的机理如图所示。___________ 。
(2)为探究体系中和降解抗生素的能力,设计了自由基猝灭实验。是和的猝灭剂,能与、快速反应;是的猝灭剂,难和反应。零价铁活化过硫酸盐耦合类芬顿体系处理废水时分别加入上述猝灭剂,抗生素残留率与时间的关系如图所示。①甲醇和反应的原理是拔走了甲醇中的一个H原子,生成一个新的自由基,可能产物的相对能量如图所示,该反应最有可能的方程式为___________ 。②实验Ⅰ加入的猝灭剂甲是___________ 。
③降解抗生素的自由基主要是哪个,简述理由___________ 。
(3)探究(PDS)的物质的量分数对抗生素去除率的影响。在的废水中,PDS和H2O2总浓度为,相同时间内,PDS的物质的量分数与抗生素残留率的关系如图所示。①PDS的物质的量分数从80%降到50%,抗生素残留率降低的原因是___________ 。
②PDS的物质的量分数降到0%时,抗生素残留率升高的原因是___________ 。
(1)该体系中产生自由基的机理如图所示。
①的结构为,的结构式为
(2)为探究体系中和降解抗生素的能力,设计了自由基猝灭实验。是和的猝灭剂,能与、快速反应;是的猝灭剂,难和反应。零价铁活化过硫酸盐耦合类芬顿体系处理废水时分别加入上述猝灭剂,抗生素残留率与时间的关系如图所示。①甲醇和反应的原理是拔走了甲醇中的一个H原子,生成一个新的自由基,可能产物的相对能量如图所示,该反应最有可能的方程式为
③降解抗生素的自由基主要是哪个,简述理由
(3)探究(PDS)的物质的量分数对抗生素去除率的影响。在的废水中,PDS和H2O2总浓度为,相同时间内,PDS的物质的量分数与抗生素残留率的关系如图所示。①PDS的物质的量分数从80%降到50%,抗生素残留率降低的原因是
②PDS的物质的量分数降到0%时,抗生素残留率升高的原因是
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2 . 为改变生橡胶受热发黏遇冷变硬的不良性能,工业上常将橡胶硫化来改善橡胶的性能,和均为改善橡胶性能的重要化工产品。
(1)已知下列化学键的键能及的结构式
则反应中生成时放出___________ kJ热量。(2)的电子式是___________ 。
(3)易与水发生反应,反应中只有一种元素的化合价发生变化,产生无色有刺激性气味的气体,同时有淡黄色沉淀生成,写出此反应的化学方程式___________ ;该反应中被氧化和被还原的元素的质量之比是___________ 。
(4)反应在一定压强下,向10L密闭容器中充入和发生上述反应,与的消耗速率与温度的关系如图所示。①A、B、C三点对应温度状态下,达到平衡状态的有___________ (填字母)。
②其他条件不变只改变下列一个条件,可以提高消耗速率的是___________ 。
A.升高体系的温度 B.及时从体系中分离
C.恒容充入Ne气 D.使用合适的催化剂
(5) 可以制备亚硫酰氯(),锂、亚硫酰氯()电池是一种比能量最高的电池,若正极反应为,负极反应式为____________ 。
(1)已知下列化学键的键能及的结构式
化学键 | |||
键能/() | 266 | 255 | 243 |
(3)易与水发生反应,反应中只有一种元素的化合价发生变化,产生无色有刺激性气味的气体,同时有淡黄色沉淀生成,写出此反应的化学方程式
(4)反应在一定压强下,向10L密闭容器中充入和发生上述反应,与的消耗速率与温度的关系如图所示。①A、B、C三点对应温度状态下,达到平衡状态的有
②其他条件不变只改变下列一个条件,可以提高消耗速率的是
A.升高体系的温度 B.及时从体系中分离
C.恒容充入Ne气 D.使用合适的催化剂
(5) 可以制备亚硫酰氯(),锂、亚硫酰氯()电池是一种比能量最高的电池,若正极反应为,负极反应式为
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3 . 电化学原理在污染治理方面有着重要的作用。回答下列问题:
Ⅰ.煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。采用电解法脱硫的基本原理如图所示:
已知:两电极为完全相同的惰性电极。(1)M为电源的______ 极。
(2)电解池工作时,观察到R电极上有无色气体产生,写出电极反应式______ 。
(3)电解过程中,混合溶液中的pH将______ (填“变大”、“变小”或“不变”),理由是______ 。
Ⅱ.电解还原法处理酸性含铬废水:以铁板做阴、阳极,电解含铬废水,示意如图:(4)阳极的电极反应式为:______ 。
(5)酸性废水中的在该电池中发生的离子反应方程式为______ 。
Ⅰ.煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。采用电解法脱硫的基本原理如图所示:
已知:两电极为完全相同的惰性电极。(1)M为电源的
(2)电解池工作时,观察到R电极上有无色气体产生,写出电极反应式
(3)电解过程中,混合溶液中的pH将
Ⅱ.电解还原法处理酸性含铬废水:以铁板做阴、阳极,电解含铬废水,示意如图:(4)阳极的电极反应式为:
(5)酸性废水中的在该电池中发生的离子反应方程式为
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4 . 流化床膜反应器在制氢领域颇具潜力。如图为利用该反应器进行CH4-H2O催化重整的示意图。(反应为:CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) H=164.6 kJ·mol-1)CH4-H2O催化重整的反应在___________ (选填“高温”、“低温”或“任意温度”)条件下能自发进行。该工艺中原料气无需预热,分析需持续通入少量空气的目的可能是___________ ;图中流化床膜的作用是___________ 。
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5 . 镧镍合金(LaNi5,La-镧、Ni-镍)是解决氢储存问题的重要材料。储氢原理为:LaNi5(s)+3H2(g)LaNi5H6(s) H=–31.77 kJ·mol-1。
1.镧镍合金被称为会“呼吸”的金属,根据化学平衡移动原理,让该合金实现“呼出”和“吸入”氢气的控制条件是___________ 。(列举1条)
2.一定温度下,在a g的镧镍合金中通入b g的氢气,发生储氢反应,下图的横坐标为压强,纵坐标的含义可以是___________。
3.LaNi5晶体吸收氢气后成为LaNi5H6,晶体体积基本不变,但晶体中的氢密度可达到1.1×105 g·m-3(氢密度是指单位体积晶体中氢元素的质量),则此时1 m3晶体中所储的氢相当于标准状况下___________ L氢气。
1.镧镍合金被称为会“呼吸”的金属,根据化学平衡移动原理,让该合金实现“呼出”和“吸入”氢气的控制条件是
2.一定温度下,在a g的镧镍合金中通入b g的氢气,发生储氢反应,下图的横坐标为压强,纵坐标的含义可以是___________。
A.曲线I:活化能 | B.曲线I:氢气的转化率 |
C.曲线Ⅱ:反应放出的总热量 | D.曲线Ⅱ:固体中镧元素质量分数 |
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6 . 研发二氧化碳的利用技术具有重要意义。
(1)利用CO2加氢制备CH3OH是人工固碳的途径之一。已知:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+ H2O(g) ΔH2=41 kJ·mol-1
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3= -90 kJ·mol-1
ΔH1=_______ kJ·mol-1;
(2)CO2浓度小于20%时适宜用化学吸附,下列为室温下化学吸附方法之一,化学方程式为Ca(OH)2+H2CO3=CaCO3+2H2O,反应的平衡常数为_______ 。(已知Ka1(H2CO3)=4×10-7,Ka2(H2CO3)=5×10-11,Ksp[Ca(OH)2]=5×10-6,Ksp(CaCO3)=2×10-9)
(3)利用电解法在碱性条件下将CO2还原为CH4和C2H4的原理如下图所示:已知选择性(S)和法拉第效率(FE)的定义(X代表CH4或C2H4)如下:
S(X)=×100% FE(X)=×100%
① 写出碱性条件下CO2生成CH4的电极反应式:_______ 。
②碱性条件下反应一段时间,实验测得CH4、C2H4的选择性及CH4的法拉第效率如下表所示。则C2H4的法拉第效率FE(C2H4)为_______ 。
(4)和在镍基催化作用下重整模型如图所示(已知:*表示催化剂活性位点,表示活性亚甲基)。和在镍基催化作用下发生重整反应的化学方程式为_______ 。该反应在高温下才能自发进行,判断反应焓变_______ (填“大于”“小于”或“等于”)0,判断理由是_______ 。
(1)利用CO2加氢制备CH3OH是人工固碳的途径之一。已知:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+ H2O(g) ΔH2=41 kJ·mol-1
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3= -90 kJ·mol-1
ΔH1=
(2)CO2浓度小于20%时适宜用化学吸附,下列为室温下化学吸附方法之一,化学方程式为Ca(OH)2+H2CO3=CaCO3+2H2O,反应的平衡常数为
(3)利用电解法在碱性条件下将CO2还原为CH4和C2H4的原理如下图所示:已知选择性(S)和法拉第效率(FE)的定义(X代表CH4或C2H4)如下:
S(X)=×100% FE(X)=×100%
① 写出碱性条件下CO2生成CH4的电极反应式:
②碱性条件下反应一段时间,实验测得CH4、C2H4的选择性及CH4的法拉第效率如下表所示。则C2H4的法拉第效率FE(C2H4)为
CH4 | C2H4 | |
S(X) | 2% | 8% |
FE(X) | 12.5% |
(4)和在镍基催化作用下重整模型如图所示(已知:*表示催化剂活性位点,表示活性亚甲基)。和在镍基催化作用下发生重整反应的化学方程式为
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7 . 汽车尾气中含有等有害气体。
(1)能形成酸雨,写出转化为的化学方程式:______ .
(2)汽车尾气中生成过程的能量变化示意图如下:写出该条件下上述反应的热化学方程式:____________ .
(3)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如图所示:①电极上发生的是______ 反应(填“氧化”或“还原”)。
②外电路中,电子的流动方向是从______ 电极流出(填或Pt);Pt电极上的电极反应式为______ .
(4)一种新型催化剂能使和发生反应:。已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率。为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下表中。
①请将表中数据补充完整:A______ ;B______ .
②能验证温度对化学反应速率影响规律的实验是______ (填实验编号)。
③实验Ⅰ和实验Ⅱ中,随时间的变化曲线如图所示,其中表示实验Ⅱ的曲线是______ (填“甲”或“乙”)。④在。一定温度下,在容积不变的密闭容器中,下列可以说明该反应达到平衡状态的是______ 。(从A-D项中选择)
A.容器内的质量分数不再变化。
B.相同时间内,消耗同时生成
C.容器内压强不再变化
D.容器内气体的平均密度不再发生变化
(1)能形成酸雨,写出转化为的化学方程式:
(2)汽车尾气中生成过程的能量变化示意图如下:写出该条件下上述反应的热化学方程式:
(3)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如图所示:①电极上发生的是
②外电路中,电子的流动方向是从
(4)一种新型催化剂能使和发生反应:。已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率。为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下表中。
实验编号 | 初始浓度 | 初始浓度 | 催化剂的比表面积 | |
Ⅰ | 280 | 82 | ||
Ⅱ | 280 | 124 | ||
Ⅲ | 350 | 82 |
②能验证温度对化学反应速率影响规律的实验是
③实验Ⅰ和实验Ⅱ中,随时间的变化曲线如图所示,其中表示实验Ⅱ的曲线是
A.容器内的质量分数不再变化。
B.相同时间内,消耗同时生成
C.容器内压强不再变化
D.容器内气体的平均密度不再发生变化
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8 . 研究表明,我国酸雨区域占国土面积的40%以上,我国农业每年因遭受酸雨而造成经济损失高达15亿多元,酸雨的防治迫在眉睫。
(1)是形成酸雨的主要物质之一,模仿示例图“”,画出由形成硫酸型酸雨的可能的过程___________ 。
(2)某地降雨经检验,除和外,还含有、、、它们的浓度如下:
则该降雨的pH为___________ ,该降雨___________ (选填“是”或“不是”)酸雨。
(3)常温下,下列三种溶液:
① ② ③
按溶液酸性由强到弱的顺序排列为___________ 。
(4)为了减少酸雨产生的途径,你认为可采取的措施为___________。
(1)是形成酸雨的主要物质之一,模仿示例图“”,画出由形成硫酸型酸雨的可能的过程
(2)某地降雨经检验,除和外,还含有、、、它们的浓度如下:
微粒 | ||||||
? | 很小,可忽略 |
(3)常温下,下列三种溶液:
① ② ③
按溶液酸性由强到弱的顺序排列为
(4)为了减少酸雨产生的途径,你认为可采取的措施为___________。
A.把工厂烟囱造高 | B.在汽车排气管上安装汽车尾气催化转化器 |
C.化石燃料脱硫 | D.在已酸化的土壤中加石灰 |
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解题方法
9 . 草酸亚铁晶体,黄色,难溶于水,可溶于稀,有较强还原性。某化学兴趣小组用下列装置制备草酸亚铁晶体并检测其纯度。I.制备。实验步骤如下:
第一步:按图连接好装置,检查装置气密性,
第二步:打开______,关闭______(填或)开始反应,
第三步:……
第四步:打开,关闭,使中溶液进入到中反应,
第五步:对B中所得溶液蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤和干燥可得。
请回答下列问题:
(1)请把实验步骤补充完整.
第二步:打开______ ,关闭______ (填或;
第三步:______ 。
(2)装置的作用是______ 。
II.样品纯度检测
该方法制得的中可能含有杂质。
(3)写出生成的化学反应方程式______ 。
采用滴定法滴定该样品的纯度,步骤如下:
①取ag样品于锥形瓶中,加入稀溶解,水浴加热至,用的溶液趁热滴定至终点,消耗溶液。
②向上述溶液中加入适量还原剂将全部还原成,加入稀酸化后,在继续用该溶液滴定至终点,消耗溶液。
(4)步骤①中,滴定终点的现象为______ 。
(5)样品中的质量分数______ 。
(6)当和满足______ 关系时,样品中不含。
第一步:按图连接好装置,检查装置气密性,
第二步:打开______,关闭______(填或)开始反应,
第三步:……
第四步:打开,关闭,使中溶液进入到中反应,
第五步:对B中所得溶液蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤和干燥可得。
请回答下列问题:
(1)请把实验步骤补充完整.
第二步:打开
第三步:
(2)装置的作用是
II.样品纯度检测
该方法制得的中可能含有杂质。
(3)写出生成的化学反应方程式
采用滴定法滴定该样品的纯度,步骤如下:
①取ag样品于锥形瓶中,加入稀溶解,水浴加热至,用的溶液趁热滴定至终点,消耗溶液。
②向上述溶液中加入适量还原剂将全部还原成,加入稀酸化后,在继续用该溶液滴定至终点,消耗溶液。
(4)步骤①中,滴定终点的现象为
(5)样品中的质量分数
(6)当和满足
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10 . CH4-H2O催化重整是目前大规模制取氢气的重要方法。其反应原理为:CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) H =+164.6 kJ·mol-1。
实验室于同一恒容密闭容器中模拟上述反应过程,在不同温度、不同投料下进行实验,部分相关数据如下表所示。
T1℃时,反应至5 min达到平衡,则0~5 min内H2 的平均反应速率v(H2)=___________ ;根据表格数据计算,判断:T1℃___________ T2℃(选填“>”、“<”或“=”)。
实验室于同一恒容密闭容器中模拟上述反应过程,在不同温度、不同投料下进行实验,部分相关数据如下表所示。
温度(℃) | 浓度 | CH4 | H2O | CO2 | H2 |
T1 | 起始浓度(mol·L-1) | 1 | 2 | 0 | 0 |
平衡浓度(mol·L-1) | 0.5 | ||||
T2 | 起始浓度(mol·L-1) | 2.5 | 2 | 0.5 | 0 |
平衡浓度(mol·L-1) | 2 | 1 | 1 | 2 |
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