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1 . 环境保护与绿色发展是新时代人们关心的共同话题。NO是大气主要污染物,因此对工业烟气脱硝是工业生产中的重要一环。煤燃烧排放的烟气含有NO,脱除的方法有多种。
(1)利用固体氧化物电解池可将NO直接转化为N2,纽扣式电化学还原器结构单元如图所示,电解时,阴极发生的电极反应式为___________ 。(2)目前常见方法是采用NaClO溶液液相氧化法脱除烟气中的NO,其主要过程如下:
I.NO(aq)+HClO(aq)⇌NO2(aq)+HCl(aq) ΔH=akJ·mol−1
Ⅱ.3NO2(aq)+H2O(l)⇌2HNO3(aq)+NO(aq) ΔH=bkJ·mol−1
①NO(aq)转化为HNO3(aq)的热化学方程式___________ 。
②为提高NO脱除率,工业上常向NaClO溶液中加入稀硫酸调节,溶液初始pH与NO的脱除率如下表所示。
pH影响NO脱除率的原因是___________ 。
(3)理论上可采用加热使NO分解的方法处理:2NO(g)⇌N2(g)+O2(g)。已知该反应的正反应活化能为728kJ·mol−1,逆反应的活化能为910kJ·mol−1;正反应熵变为-24.8J·K-1·mol−1.实际反应时发现加热至600℃时NO仍没有明显分解,请结合上述数据解释原因________ 。
(4)近期科学家发现活性炭表面的有机结构可以被强氧化剂氧化成酚羟基、羧基(均可表示为C-OH,其电离平衡可表示为C-OH⇌C-O-+H+),这些官能团可以使活性炭表面活性化,有利于NO的吸附。不同氧化剂的预氧化与吸附原理可表示为(未配平):
预氧化:HNO3+C→C-OH+NO2↑+H2O
预氧化:KMnO4+C→C-OH+MnO2+K2MnO4
预氧化:H2O2+C→C-OH+H2O
吸附:C-OH(s)+NO(g)⇌C-OH…NO(s)ΔH<0
NO吸附实验在25℃下进行,将一定比例的N2与NO混合气体在恒压下,以相同速率持续 通入到等量的、不同预氧化试剂处理的活性炭中(图像中“原始-C”表示未经处理的活性炭),获得“NO捕获率-通气时间”的变化图:已知:
①下列描述正确的是___________ 。
A.25℃下原始-C在通气约175分钟后吸附效果超过了H2O2-C
B.若其他条件不变,增大混合气体中N2物质的量分数,吸附平衡会正向移动
C.KMnO4-C在实验中吸附效果不佳,可能是活性炭表面孔隙被MnO2、K2MnO4堵塞
D.升高温度,等量活性炭催化剂吸附的NO分子总数会减少
②相比其他预氧化试剂处理的活性炭,HNO3-C吸附效果更佳,有研究者认为可能是HNO3引入了H+,增强了活性炭的表面活性。试利用勒夏特列原理予以解释___________ 。
(1)利用固体氧化物电解池可将NO直接转化为N2,纽扣式电化学还原器结构单元如图所示,电解时,阴极发生的电极反应式为
I.NO(aq)+HClO(aq)⇌NO2(aq)+HCl(aq) ΔH=akJ·mol−1
Ⅱ.3NO2(aq)+H2O(l)⇌2HNO3(aq)+NO(aq) ΔH=bkJ·mol−1
①NO(aq)转化为HNO3(aq)的热化学方程式
②为提高NO脱除率,工业上常向NaClO溶液中加入稀硫酸调节,溶液初始pH与NO的脱除率如下表所示。
初始 | 3.5 | 4.5 | 5.5 | 6.5 | 7.5 |
NO脱除率 | 91% | 88% | 83% | 65% | 51% |
(3)理论上可采用加热使NO分解的方法处理:2NO(g)⇌N2(g)+O2(g)。已知该反应的正反应活化能为728kJ·mol−1,逆反应的活化能为910kJ·mol−1;正反应熵变为-24.8J·K-1·mol−1.实际反应时发现加热至600℃时NO仍没有明显分解,请结合上述数据解释原因
(4)近期科学家发现活性炭表面的有机结构可以被强氧化剂氧化成酚羟基、羧基(均可表示为C-OH,其电离平衡可表示为C-OH⇌C-O-+H+),这些官能团可以使活性炭表面活性化,有利于NO的吸附。不同氧化剂的预氧化与吸附原理可表示为(未配平):
预氧化:HNO3+C→C-OH+NO2↑+H2O
预氧化:KMnO4+C→C-OH+MnO2+K2MnO4
预氧化:H2O2+C→C-OH+H2O
吸附:C-OH(s)+NO(g)⇌C-OH…NO(s)ΔH<0
NO吸附实验在25℃下进行,将一定比例的N2与NO混合气体在恒压下,以相同速率
①下列描述正确的是
A.25℃下原始-C在通气约175分钟后吸附效果超过了H2O2-C
B.若其他条件不变,增大混合气体中N2物质的量分数,吸附平衡会正向移动
C.KMnO4-C在实验中吸附效果不佳,可能是活性炭表面孔隙被MnO2、K2MnO4堵塞
D.升高温度,等量活性炭催化剂吸附的NO分子总数会减少
②相比其他预氧化试剂处理的活性炭,HNO3-C吸附效果更佳,有研究者认为可能是HNO3引入了H+,增强了活性炭的表面活性。试利用勒夏特列原理予以解释
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2 . 环氧乙烷()常温下易燃易爆,其爆炸极限为5%~100%,常用于医学消毒,工业上使用特定的催化剂催化乙烯氧化法制备环氧乙烷,主要涉及反应:
ⅰ.2C2H4(g)+O2(g)2 (g)
ⅱ.回答下列问题:
(1)已知,键能,,则
(2)环氧乙烷的合成采用的主催化剂都是银单质。将乙烯、氧气、氮气按体积比为2∶1∶7充入反应容器中,只发生反应ⅰ和ⅱ,压强恒定为pMPa,使用不同的助催化剂反应一定时间,乙烯的转化率与环氧乙烷的选择性随温度的变化如图所示(已知m处于平衡状态):①充入氮气的目的是
②应选择的适宜的条件是
③m点对应的反应ⅰ的平衡常数
(3)我国科研工作者提出通过阴离子交换膜及合适的催化剂,先使CO2电催化转化为乙烯,乙烯再与另一电化学体系结合制备高附加值的环氧乙烷的工作原理如图所示:①制备环氧乙烷电化学体系中阳极的电极反应方程式为
②电极H上生成10.08L(标准状况)O2时,理论上可得到环氧乙烷的质量为
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解题方法
3 . CaCN2可以作为固态氮肥,并改善土壤酸性,通过反应制备。下列说法错误的是
A.该反应为熵增过程 |
B.该反应实现了氮的固定 |
C.该反应需在无水条件下进行 |
D.的电子式为 |
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2024-04-21更新
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265次组卷
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2卷引用:湖北省圆创联盟2024届高三三月联合测评(一模)化学试卷
4 . 可以作为固态氮肥,并改善土壤酸性,通过反应制备,下列说法错误的是
A.该反应为熵增过程 | B.该反应实现了氮的固定 |
C.该反应需在无水条件下进行 | D.的电子式为 |
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解题方法
5 . 探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。丙烷制烯烃过程主要发生的反应有
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
已知:为用气体分压表示的平衡常数,分压=物质的量分数×总压。在下,丙烷单独进料时,平衡体系中各组分的体积分数见下表。
(1)比较反应自发进行(∆G=∆H-T∆S<0)的最低温度,反应ⅰ_____ 反应 ⅱ(填“>”或“<”)。
(2)①从初始投料到达到平衡,反应 ⅰ、ⅱ、ⅲ 的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为:_____ 。
②平衡体系中检测不到,可认为存在反应:,下列相关说法正确的是_____ (填标号)。
a.
b.
c.使用催化剂,可提高丙烯的平衡产率
d.平衡后再通入少量丙烷,可提高丙烯的体积分数
③由表中数据推算:丙烯选择性_____ (列出计算式)。
(3)丙烷甲醇共进料时,还发生反应:ⅳ.,在下,平衡体系中各组分体积分数与进料比的关系如图所示。
①进料比n(丙烷):n(甲醇)时,体系总反应:______ 。
②随着甲醇投料增加,平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是______ 。
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
已知:为用气体分压表示的平衡常数,分压=物质的量分数×总压。在下,丙烷单独进料时,平衡体系中各组分的体积分数见下表。
物质 | 丙烯 | 乙烯 | 甲烷 | 丙烷 | 氢气 |
体积分数(%) | 21 | 23.7 | 55.2 | 0.1 | 0 |
(1)比较反应自发进行(∆G=∆H-T∆S<0)的最低温度,反应ⅰ
(2)①从初始投料到达到平衡,反应 ⅰ、ⅱ、ⅲ 的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为:
②平衡体系中检测不到,可认为存在反应:,下列相关说法正确的是
a.
b.
c.使用催化剂,可提高丙烯的平衡产率
d.平衡后再通入少量丙烷,可提高丙烯的体积分数
③由表中数据推算:丙烯选择性
(3)丙烷甲醇共进料时,还发生反应:ⅳ.,在下,平衡体系中各组分体积分数与进料比的关系如图所示。
①进料比n(丙烷):n(甲醇)时,体系总反应:
②随着甲醇投料增加,平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是
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解题方法
6 . 在2023年第19届杭州亚运会上,主火炬塔的燃料首次使用废碳再生的绿色甲醇,实现循环内的零排放,这也是首次在大型体育赛事上使用这种绿色燃料。
(1)常温常压下利用铜基催化剂实现二氧化碳选择性加氢制甲醇的反应机理和能量变化图如下(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)。
①下列说法正确的是________ (填字母,下同)。
A.转化为甲醇,在高温下不能自发进行
B.甲醇被称为绿色燃料,因为甲醇无毒无害无污染
C.零排放是指甲醇在燃烧过程中,没有CO、等物质生成
D.寻找高效催化剂,有利于的回收利用,早日实现国家碳中和战略目标
②该转化历程的决速步的化学方程式为:________ 。
(2)一定条件下,和可以发生如下两个平行反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
①为了提高的平衡转化率且增大甲醇的平衡产率,可采用的措施是________ 。
A.增大 B.及时移走甲醇 C.减小容器体积 D.充入He
②保持温度恒定,向一定体积的密闭容器中按体积比1:3充入和,起始压强为4MPa。发生上述平行反应,达到平衡后压强为2.8MPa。已知达到平衡时的选择性为75%(反应中转化的中生成的百分比)。则:
的转化率为________ ;该条件下反应Ⅱ的压强平衡常数为________ 。(用分压表示,分压=总压×物质的量分数)
③对于反应Ⅱ,已知,,(、分别为正逆反应速率常数)。该反应的、随温度变化的曲线如图所示,则________ (填“m”或“n”)表示随温度变化的曲线。
(3)电解技术助力实现碳中和。科学家们提出可以利用电解装置在酸性水溶液中将直接转化为,则生成的电极反应方程式为:________ 。
(1)常温常压下利用铜基催化剂实现二氧化碳选择性加氢制甲醇的反应机理和能量变化图如下(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)。
①下列说法正确的是
A.转化为甲醇,在高温下不能自发进行
B.甲醇被称为绿色燃料,因为甲醇无毒无害无污染
C.零排放是指甲醇在燃烧过程中,没有CO、等物质生成
D.寻找高效催化剂,有利于的回收利用,早日实现国家碳中和战略目标
②该转化历程的决速步的化学方程式为:
(2)一定条件下,和可以发生如下两个平行反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
①为了提高的平衡转化率且增大甲醇的平衡产率,可采用的措施是
A.增大 B.及时移走甲醇 C.减小容器体积 D.充入He
②保持温度恒定,向一定体积的密闭容器中按体积比1:3充入和,起始压强为4MPa。发生上述平行反应,达到平衡后压强为2.8MPa。已知达到平衡时的选择性为75%(反应中转化的中生成的百分比)。则:
的转化率为
③对于反应Ⅱ,已知,,(、分别为正逆反应速率常数)。该反应的、随温度变化的曲线如图所示,则
(3)电解技术助力实现碳中和。科学家们提出可以利用电解装置在酸性水溶液中将直接转化为,则生成的电极反应方程式为:
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解题方法
7 . 工业制备硫酸的主要过程如下:
含硫矿物SO2SO3H2SO4
工业装置:沸腾炉→接触室→吸收塔
下列说法错误的是
含硫矿物SO2SO3H2SO4
工业装置:沸腾炉→接触室→吸收塔
下列说法错误的是
A.用黄铁矿(FeS2)为原料参与反应①,该反应的化学方程式为 |
B.工业中通入“接触室”的原料气须经过净化处理,防止催化剂“中毒” |
C.生成SO3的反应为熵减过程 |
D.可用浓硫酸干燥SO2和H2S气体 |
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解题方法
8 . 丁烯是石油化工基础原料,在石油化工烯烃原料中地位仅次于乙烯和丙烯,我国科学家研究不同催化剂下丁烷脱氢制丁烯,催化反应历程如图所示[注:标*的物质表示吸附在催化剂上的中间产物,表示1个个的能量)]:下列说法错误的是
A.图示历程中仅包含2个基元反应(一步直接转化为产物的反应) |
B.三种催化剂催化效果最好的是催化剂B |
C.该反应在高温条件下能自发进行 |
D.催化剂C时,决速反应的方程式为 |
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2023-12-02更新
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627次组卷
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7卷引用:湖北省九师联盟2024届高三11月质检化学试题
湖北省九师联盟2024届高三11月质检化学试题贵州省贵阳市2023-2024学年高三上学期11月质量检测化学试题河南省部分名校2023-2024学年高三上学期11月期中化学试题江西省部分地区2023-2024学年高三上学期11月期中化学试题(已下线)题型10 反应微观机理分析 速率方程及其应用-2024年高考化学二轮热点题型归纳与变式演练(新高考通用)(已下线)专题06 化学反应速率与平衡-【好题汇编】2024年高考化学一模试题分类汇编(新高考七省专用)福建省龙岩第一中学2023-2024学年高二上学期第三次月考化学试题
名校
解题方法
9 . 化合物(结构简式为)是一种锅炉水添加剂,能除去锅炉水中的溶解氧,并可使锅炉壁钝化。钝化反应为。下列说法正确的是
A.该反应是熵减过程 |
B.可写成,属于混合物 |
C.反应中C、N元素均被氧化 |
D.每生成,反应中转移电子 |
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2023-12-02更新
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257次组卷
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5卷引用:湖北省九师联盟2024届高三11月质检化学试题
湖北省九师联盟2024届高三11月质检化学试题贵州省贵阳市2023-2024学年高三上学期11月质量检测化学试题河南省部分名校2023-2024学年高三上学期11月期中化学试题江西省部分地区2023-2024学年高三上学期11月期中化学试题(已下线)专题06 化学反应速率与平衡-【好题汇编】2024年高考化学一模试题分类汇编(新高考七省专用)
23-24高三上·江苏镇江·开学考试
名校
10 . 催化剂能催化脱除烟气中的,反应为,其机理如图所示。下列说法正确的是
A.该反应 |
B.该反应的平衡常数 |
C.步骤Ⅰ可描述为吸附到表面与表面吸附氧反应生成和,同时被还原为;烟气中的和反应生成和 |
D.该反应中每消耗1,转移电子的数目约为 |
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2023-09-02更新
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266次组卷
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3卷引用:选择题1-5