1 . 催化重整能够有效去除大气中的,是实现“碳中和”的重要途径之一,发生的反应如下:
重整反应:
积炭反应I:
积炭反应II:
在恒压、起始投料比条件下,体系中含碳组分平衡时的物质的量随温度变化关系曲线如图所示。下列说法正确的是
重整反应:
积炭反应I:
积炭反应II:
在恒压、起始投料比条件下,体系中含碳组分平衡时的物质的量随温度变化关系曲线如图所示。下列说法正确的是
A.升高温度积碳反应I,正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡逆向移动 |
B.曲线B表示平衡时物质的量随温度的变化 |
C.积炭会导致催化剂失活,降低的平衡转化率 |
D.低于600℃时,降低温度有利于减少积炭的量并去除气体 |
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2 . 氢气是一种理想的绿色清洁能源,氢气的制取是氢能源利用领域的研究热点。
(1)用氧缺位铁酸铜(CuFe2O4-x)作催化剂,利用太阳能热化学循环分解H2O可制H2。
①氧缺位铁酸铜通过两步反应分解水制氢。已知第二步反应为2CuFe2O4=2CuFe2O4-x+xO2↑,则第一步反应的化学方程式为___________ 。
②CuFe2O4可用电化学方法得到,其原理如图所示,则阳极的电极反应式为___________ 。
(2)可利用FeO/Fe3O4之间的相互转化,来裂解水制取氢气,其制氢流程如图所示。该工艺制氢的总反应为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),对比水和碳在高温下直接接触反应制氢,分析该工艺制氢的最大优点是___________ 。
(3)硼氢化钠(NaBH4)的强碱溶液在催化剂作用下与水反应可获取氢气,其可能反应机理如图所示。已知:常温下,NaB(OH)4在水中的溶解度不大,易以NaBO2形式结晶析出。
①若用D2O代替H2O,依据反应机理,则反应后生成的气体中含有___________ 。
②其他条件相同时,测得平均每克催化剂使用量下,NaBH4的浓度和放氢速率的变化关系如图所示。随着NaBH4浓度的增大,放氢速率先增大后减小,导致放氢速率下降的原因可能是___________ 。
(1)用氧缺位铁酸铜(CuFe2O4-x)作催化剂,利用太阳能热化学循环分解H2O可制H2。
①氧缺位铁酸铜通过两步反应分解水制氢。已知第二步反应为2CuFe2O4=2CuFe2O4-x+xO2↑,则第一步反应的化学方程式为
②CuFe2O4可用电化学方法得到,其原理如图所示,则阳极的电极反应式为
(2)可利用FeO/Fe3O4之间的相互转化,来裂解水制取氢气,其制氢流程如图所示。该工艺制氢的总反应为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),对比水和碳在高温下直接接触反应制氢,分析该工艺制氢的最大优点是
(3)硼氢化钠(NaBH4)的强碱溶液在催化剂作用下与水反应可获取氢气,其可能反应机理如图所示。已知:常温下,NaB(OH)4在水中的溶解度不大,易以NaBO2形式结晶析出。
①若用D2O代替H2O,依据反应机理,则反应后生成的气体中含有
②其他条件相同时,测得平均每克催化剂使用量下,NaBH4的浓度和放氢速率的变化关系如图所示。随着NaBH4浓度的增大,放氢速率先增大后减小,导致放氢速率下降的原因可能是
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3 . 二氧化碳合成二甲醚的主要反应有:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
一定温度下,将、和双催化剂(通常由甲醇合成催化剂和甲醇脱水制醚催化剂组成),加入1L密闭容器中充分接触反应,测得各产物占所有含碳物质的物质的量分数(例:CO的物质的量分数)随时间变化如图所示
下列说法正确的是
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
一定温度下,将、和双催化剂(通常由甲醇合成催化剂和甲醇脱水制醚催化剂组成),加入1L密闭容器中充分接触反应,测得各产物占所有含碳物质的物质的量分数(例:CO的物质的量分数)随时间变化如图所示
下列说法正确的是
A.40min前, |
B.30min时,使用活性更高的甲醇合成催化剂,有可能使图中的X点升至Y点 |
C.40min后,物质的量分数减小,原因可能是反应Ⅰ向逆反应方向移动 |
D.90min时,的转化率为60% |
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解题方法
4 . 肼()及其衍生物的合成与利用具有重要意义。
(1)“肼合成酶”以其中的“配合物为催化中心,可将与转化为肼,其反应历程如图所示。
上图所示的反应步骤Ⅱ中Fe元素化合价的变化可描述为___________ 。
②将替换为,反应所得产物的化学式为___________ 。
(2)在碱性条件下,水合肼()在催化剂Rh(铑)g-作用下发生如下分解反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
转化频率(TOF)能反映催化剂的性能。
(t为反应时间),保持温度不变,相同时间内反应中不同对应的TOF如图所示。
①催化剂载体g-可由三聚氰胺()在空气中焙烧得到。已知具有六元环结构,其结构简式可表示为___________ 。
②TOF随变化的原因是___________ 。
(3)相同条件下,测得诱导肼、甲肼()和偏二甲肼[]低温反应(均为吸热反应)产物与反应物能量差、反应速率常数k值(k越大,反应越快)如下表。
①请补充上表所缺反应产物的结构简式___________ 。
②相较甲肼而言,肼、偏二甲肼与的反应效果不佳的原因分别是___________ 。
(4)液态肼也可以作为燃料电池,如图一种肼燃料电池,写成负极的电极反应___________ 。
(1)“肼合成酶”以其中的“配合物为催化中心,可将与转化为肼,其反应历程如图所示。
上图所示的反应步骤Ⅱ中Fe元素化合价的变化可描述为
②将替换为,反应所得产物的化学式为
(2)在碱性条件下,水合肼()在催化剂Rh(铑)g-作用下发生如下分解反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
转化频率(TOF)能反映催化剂的性能。
(t为反应时间),保持温度不变,相同时间内反应中不同对应的TOF如图所示。
①催化剂载体g-可由三聚氰胺()在空气中焙烧得到。已知具有六元环结构,其结构简式可表示为
②TOF随变化的原因是
(3)相同条件下,测得诱导肼、甲肼()和偏二甲肼[]低温反应(均为吸热反应)产物与反应物能量差、反应速率常数k值(k越大,反应越快)如下表。
燃料 | 反应产物 | k值 | |
5.73 | |||
14.15 | |||
47.81 | - |
②相较甲肼而言,肼、偏二甲肼与的反应效果不佳的原因分别是
(4)液态肼也可以作为燃料电池,如图一种肼燃料电池,写成负极的电极反应
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解题方法
5 . 选择性催化还原法(SCR法)去除是脱硝问题研究的热点,催化剂的选取是技术的核心。
(1)以为催化剂的催化原理:与形成能提供氢离子的酸性位(如图所示),吸附在酸性位上生成中间体继续与NO反应。
①五价钒在pH为10~13的溶液中会以焦钒酸根()形式存在,请写出该离子的结构式___________ ;
②其他条件相同,、NO以一定速率,通过一定量催化剂催化脱硝,当NO含量一定,比值大于1.0后NO脱除率变化不大,其原因可能是___________ 。
(2)以为催化剂的反应机理如图1所示:
①请写出脱硝过程中总反应方程式:___________ 。
②NO脱除率随温度变化如图2所示,温度高于1000℃时NO脱除率明显下降,可能原因是:___________ 。
(3)以为催化剂
①理想晶胞如图3所示,实际晶体中会含有部分氧空位。部分填充在由构成的___________ (填“四面体”或“八面体”)空隙中。
②Cu基催化剂对于使用CO脱去NO有着极为优异的催化性能,现探究不同情况下脱硝、脱碳的情况。已知反应机理是CO首先吸附在或CuO表面的活性位点上,由图像可以推断,CO反应的活性位点位于___________ 上(填“”或“CuO”);
③测定某催化剂中质量分数,取催化剂产品0.8000g,用30mL高氯酸和20mL磷酸混合液加热溶解,冷却至室温后,用硫酸亚铁铵[]溶液滴定,已知滴定时发生反应为,达到滴定终点时消耗硫酸亚铁铵溶液20.50mL,则该产品的纯度为___________ (写出计算过程 ,计算结果保留4位有效数字)
(1)以为催化剂的催化原理:与形成能提供氢离子的酸性位(如图所示),吸附在酸性位上生成中间体继续与NO反应。
①五价钒在pH为10~13的溶液中会以焦钒酸根()形式存在,请写出该离子的结构式
②其他条件相同,、NO以一定速率,通过一定量催化剂催化脱硝,当NO含量一定,比值大于1.0后NO脱除率变化不大,其原因可能是
(2)以为催化剂的反应机理如图1所示:
①请写出脱硝过程中总反应方程式:
②NO脱除率随温度变化如图2所示,温度高于1000℃时NO脱除率明显下降,可能原因是:
(3)以为催化剂
①理想晶胞如图3所示,实际晶体中会含有部分氧空位。部分填充在由构成的
②Cu基催化剂对于使用CO脱去NO有着极为优异的催化性能,现探究不同情况下脱硝、脱碳的情况。已知反应机理是CO首先吸附在或CuO表面的活性位点上,由图像可以推断,CO反应的活性位点位于
③测定某催化剂中质量分数,取催化剂产品0.8000g,用30mL高氯酸和20mL磷酸混合液加热溶解,冷却至室温后,用硫酸亚铁铵[]溶液滴定,已知滴定时发生反应为,达到滴定终点时消耗硫酸亚铁铵溶液20.50mL,则该产品的纯度为
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解题方法
6 . 焦炭催化还原二氧化硫的化学方程式为。一定压强下,向密闭容器中加入足量的焦炭和发生上述反应,反应相同时间时测得的生成速率与的生成速率随温度变化的关系如图1所示。其他条件相同的情况下,在甲、乙两种催化剂作用下,测得转化率与温度的关系如图2所示。下列说法正确的是
A.该反应的 |
B.图1中的A、B、C、D四个点对应的反应中处于平衡状态的是C |
C.图2在甲催化剂作用下,M点时的转化率可能是该温度下平衡转化率 |
D.图2在相同的温度下,乙催化剂作用的反应速率比甲催化剂作用反应速率小 |
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7 . 催化加氢制的反应体系中,发生的主要反应如下:
反应1:
反应2:
恒压下,将起始的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,测得出口处的转化率及和的选择性[]随温度的变化如下图所示。下列说法不 正确的是
反应1:
反应2:
恒压下,将起始的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,测得出口处的转化率及和的选择性[]随温度的变化如下图所示。下列说法
A. |
B.曲线③表示CO的选择性 |
C.280℃时出口处的物质的量分数比220℃时小 |
D.为提高生产效率,需研发单位时间转化率高和选择性高的催化剂 |
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8 . 我国力争2060年前实现碳中和,的资源化利用具有重要意义。
(1)钙循环捕集与CaO/储热体系耦合工艺
以石灰石为原料的钙循环耦合工艺流程如图所示。
①循环I中,含量较高的是___________ (填“A”或“B”)处。
②若仅进行循环II,控制不同水合温度反应相同时间,水合反应器中水合温度对CaO水合转化率的影响如题图所示,在最佳水合温度下发生反应的化学方程式为___________ 。
③经历多次循环I后,高温煅烧造成CaO孔隙大量减少,捕集效率降低。分析经历多次循环I再经历多次循环II后的CaO能有效提高捕集效率的可能原因是___________ 。
④从能量转化与物质资源综合利用角度分析,该工艺的优点是___________ 。
(2)利用光催化还原制HCOOH等液态燃料
光催化过程包括催化剂的光激发、光生电子()与缺电子空穴()的分离或复合、光生电子的迁移及后续的氧化与还原反应。
①光催化还原制备HCOOH的原理如图所示,该过程机理可描述为___________ 。
②催化剂对光的吸收强度是影响其光催化性能的重要因素之一。荧光强度越强,光生电子和空穴复合几率越大。催化剂a和b的荧光光谱如图所示,请判断哪一种催化剂催化效果更好,并说明理由___________ 。
(1)钙循环捕集与CaO/储热体系耦合工艺
以石灰石为原料的钙循环耦合工艺流程如图所示。
①循环I中,含量较高的是
②若仅进行循环II,控制不同水合温度反应相同时间,水合反应器中水合温度对CaO水合转化率的影响如题图所示,在最佳水合温度下发生反应的化学方程式为
③经历多次循环I后,高温煅烧造成CaO孔隙大量减少,捕集效率降低。分析经历多次循环I再经历多次循环II后的CaO能有效提高捕集效率的可能原因是
④从能量转化与物质资源综合利用角度分析,该工艺的优点是
(2)利用光催化还原制HCOOH等液态燃料
光催化过程包括催化剂的光激发、光生电子()与缺电子空穴()的分离或复合、光生电子的迁移及后续的氧化与还原反应。
①光催化还原制备HCOOH的原理如图所示,该过程机理可描述为
②催化剂对光的吸收强度是影响其光催化性能的重要因素之一。荧光强度越强,光生电子和空穴复合几率越大。催化剂a和b的荧光光谱如图所示,请判断哪一种催化剂催化效果更好,并说明理由
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2023-11-10更新
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334次组卷
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2卷引用:江苏省无锡市2023-2024学年高三上学期期中教学质量调研测试化学试卷题
解题方法
9 . 一种催化还原的机理如图所示,下列说法正确的是
A.中所含的基态电子排布式为 |
B.中间体X和中间体Z中的化合价相同 |
C.转化①中既有极性共价键的形成,也有非极性共价键的形成 |
D.总转化过程中每吸收1mol需要消耗1mol |
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10 . 2023年全球电动汽车销量预计超过1400万辆,为全球经济复苏和环境保护做出较大贡献。燃油汽车尾气中除大量CO2外,还含有NO和CO气体。某研究小组用新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究,测得一段时间内,条件下,NO的转化率、CO剩余的百分率以及无CO时NO直接分解为N2的转化率随温度的变化情况如图所示。
反应Ⅱ:
下列叙述不正确 的是
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
下列叙述
A. |
B.曲线c表示:无CO时,NO直接分解为N2的转化率 |
C.775K,时,不考虑其他反应,该时刻 |
D.温度在775K~875K时,催化剂活性较强 |
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