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1 . 炼油、石化等工业会产生含硫(-2价)废水,处理的方法有沉淀法、氧化法。
Ⅰ.沉淀法。用如下图-1装置可以将废水中的硫转化为FeS沉淀。控制其他条件一定,测得出口处硫转化为FeS的沉淀率与溶液pH的关系如题图-2所示。(1)对图-1的说法中正确的是_______。
(2)该装置沉淀废水中的硫(-2价)的原理可描述为_______ 。
(3)时,pH越大,硫转化为FeS的沉淀率越低,可能的原因是_______。
Ⅱ.氧化法。氧化法、氧化法、催化氧化法等可以将含硫废水中硫元素氧化。
i.氧化法:向含的废水中,加入一定量的溶液,控制溶液的pH为5,可以生成S沉淀。
(4)写出该反应的离子方程式:_______ 。
ii.氧化法:向含的废水中,加入溶液,其他条件一定,测得硫(-2价)的去除率、S(单质)的生成率与所加溶液体积的关系如题图-3所示。(5)由图可知,下列有关说法正确的是_______。
(6)当所加溶液体积大于9mL时,所加溶液越多,S生成率越低,原因是____ 。
iii.催化氧化法:苯胺(为催化剂、聚苯胺为催化剂载体)可用作空气氧化含硫(-2价)废水的催化剂。碱性条件下,催化氧化废水的机理如题图-4所示。(7)转化Ⅰ中化合价发生变化的元素有_______ 。
(8)催化剂使用一段时间后催化效率会下降,结合图中相关信息,分析可能原因为_______ ,要使催化剂恢复催化效率,处理的方法是用氯仿()浸取催化剂,再干燥即可。
Ⅰ.沉淀法。用如下图-1装置可以将废水中的硫转化为FeS沉淀。控制其他条件一定,测得出口处硫转化为FeS的沉淀率与溶液pH的关系如题图-2所示。(1)对图-1的说法中正确的是_______。
A.负极: | B.阳极: |
C.正极: | D.阴极: |
(2)该装置沉淀废水中的硫(-2价)的原理可描述为
(3)时,pH越大,硫转化为FeS的沉淀率越低,可能的原因是_______。
A.pH越大,越高,与结合转化为逸出 |
B.pH越大,越低,废水中低,则FeS的沉淀率越低 |
C.pH越大,废水中越高,与生成,导致浓度越小,废水中与结合FeS沉淀的硫的量越少 |
D.pH越大,废水中越低,废水中低,与结合FeS沉淀量越少 |
Ⅱ.氧化法。氧化法、氧化法、催化氧化法等可以将含硫废水中硫元素氧化。
i.氧化法:向含的废水中,加入一定量的溶液,控制溶液的pH为5,可以生成S沉淀。
(4)写出该反应的离子方程式:
ii.氧化法:向含的废水中,加入溶液,其他条件一定,测得硫(-2价)的去除率、S(单质)的生成率与所加溶液体积的关系如题图-3所示。(5)由图可知,下列有关说法正确的是_______。
A.加溶液就是将氧化为单质S |
B.随着溶液的不断加入,废水中硫元素的去除率一直在升高 |
C.溶液加入量越多,废水中含硫量越低 |
D.在处理一定量的废水中,其加入量不同氧化产物可能有差异 |
(6)当所加溶液体积大于9mL时,所加溶液越多,S生成率越低,原因是
iii.催化氧化法:苯胺(为催化剂、聚苯胺为催化剂载体)可用作空气氧化含硫(-2价)废水的催化剂。碱性条件下,催化氧化废水的机理如题图-4所示。(7)转化Ⅰ中化合价发生变化的元素有
(8)催化剂使用一段时间后催化效率会下降,结合图中相关信息,分析可能原因为
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解题方法
2 . Ⅰ.二氧化硫可用于“接触法制硫酸”,核心反应是2SO2+O22SO3,因SO2在催化剂表面与O2接触而得名,反应过程示意图如下:(1)下列说法正确的是_________。
Ⅱ.也可以用电化学原理,使用SO2制备硫酸,同时精制粗铜,装置如图所示。电极为多孔的材料,能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触,质子交换膜只允许H+通过。(2)通入SO2的电极其电极反应式为___________ ,与___________ (填“精铜”或“粗铜”)连接;
(3)假设粗铜中含有铁、锌杂质,工作一段时间后CuSO4溶液中的Cu2+浓度___________ (填“不变”或“增大”“减小”)。
A.SO2和SO3都属于酸性氧化物,通到BaCl2溶液中都会产生白色沉淀 |
B.增大O2的浓度可以明显提高SO3的生成速率 |
C.图示过程中既有V-O键的断裂又有V-O键的形成 |
D.V2O5的作用是降低该反应的活化能,提高SO2的平衡转化率 |
Ⅱ.也可以用电化学原理,使用SO2制备硫酸,同时精制粗铜,装置如图所示。电极为多孔的材料,能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触,质子交换膜只允许H+通过。(2)通入SO2的电极其电极反应式为
(3)假设粗铜中含有铁、锌杂质,工作一段时间后CuSO4溶液中的Cu2+浓度
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3 . 化学在治理空气污染方面发挥着重要的作用,将污染气体吸收或转化为对环境友好的气体是环境科学研究的热点。
Ⅰ、工业制硫酸中尾气SO2的处理。
1.SO2分子的空间结构为_____ ;SO2的键角_____ H2O(选填“>”或“<”)
2.下图是工业制硫酸中的转化器,有关说法正确的是_____。(不定项)
利用活性炭催化可去除尾气中SO2,并使其“热再生”,机理如下图1(*代表吸附态)。3.控制一定气体流速和温度,结果发现烟气中O2的存在对炭基材料催化剂脱硫活性产生影响,结果如图2所示,当O2浓度过高时,去除率下降,其原因可能是_____ 。
Ⅱ、N2O的转化
在Fe+催化作用下与CO发生反应:N2O(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)
4.该反应分两步进行,第一步:Fe++N2OFeO++N2,则第二步反应为_____ 。已知第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间,由此推知,第一步反应的活化能_____ (选填“>”“<”或“=”)第二步反应的活化能。
Ⅰ、工业制硫酸中尾气SO2的处理。
1.SO2分子的空间结构为
2.下图是工业制硫酸中的转化器,有关说法正确的是_____。(不定项)
A.该装置能充分利用热能 |
B.进入转化器气体要净化操作 |
C.温度475℃,此时SO2转化率最大 |
D.该装置a端出来的气体只有SO3 |
利用活性炭催化可去除尾气中SO2,并使其“热再生”,机理如下图1(*代表吸附态)。3.控制一定气体流速和温度,结果发现烟气中O2的存在对炭基材料催化剂脱硫活性产生影响,结果如图2所示,当O2浓度过高时,去除率下降,其原因可能是
Ⅱ、N2O的转化
在Fe+催化作用下与CO发生反应:N2O(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)
4.该反应分两步进行,第一步:Fe++N2OFeO++N2,则第二步反应为
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解题方法
4 . 在铜、银催化下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷()和乙醛,下图是该反应的部分历程。
(1)据上图信息,在相同条件下,催化效果较好的催化剂是(2)鉴别以上产物乙醛和环氧乙烷可以用___________。
A.原子发射光谱 | B.原子吸收光谱 | C.核磁共振氢谱 | D.红外光谱 |
(3)以下电子排布式和价电子轨道表示式中,正确且对应微粒为基态原子的是___________。
A. | B. |
C. | D. |
(4)已知的熔点为1235℃,的熔点为1130℃,二者晶体结构类似,且熔点都较高,但熔点比高,其原因是
(5)晶胞结构如图所示,其中代表的原子是
A.的配位数是2 |
B.此配合物中存在配位键、极性键、非极性键 |
C.配体中O原子提供空轨道 |
D.提供孤电子对 |
(7)已知:常温下,① ;
②
则常温下
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5 . 与氨气相关的化学变化是氮循环和转化的重要一环,对生产、生活有重要的价值。
(1)下图转化途径中属于“固氮”的是___________。
(2)合成氨是目前转化空气中氮最有效的工业方法,其反应历程和能量变化的简图如下:(图中表示物质吸附在催化剂表面时的状态)
①由图可知合成氨反应的___________ ,对总反应速率影响较大的是步骤___________ 。(填写编号)
②若改变某一条件,使合成氨的化学反应速率加快,下列解释正确的是___________ 。
A.升高温度,使单位体积内活化分子百分数增加
B.增加反应物的浓度,使单位体积内活化分子百分数增加
C.使用催化剂,能降低反应活化能,使单位体积内活化分子数增加
D.增大压强,能降低反应的活化能,使单位体积内活化分子数增加
(3)氨是极具前景的氢能载体和性能卓越的“零碳”燃料,利用的燃烧反应()能设计成燃料电池,其工作原理如图所示。电极为___________ (选填“正”或“负”)极;电极的电极反应式为___________ ;当正负极共消耗(标准状况)气体时,通过负载的电子数为___________ 个。
合成氨厂的可用于合成重要化工原料,主要反应为:,向两个容积固定为的密闭容器中分别充入比例相同,但总量不同的和气体,的平衡转化率与初始充入物质的量(n)、反应温度(T)的关系如下图所示。
(4)①若时,向容器中充入气体(和),反应至时达到平衡,则内的平均反应速率___________ 。
②由上图可判断该反应是___________ (选填“吸热”或“放热”)反应,在___________ (填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
③判断图中、相对大小,并说明理由。___________ 。
(1)下图转化途径中属于“固氮”的是___________。
A.④⑤⑥ | B.①③④ | C.①⑤⑦ | D.②⑧⑨ |
(2)合成氨是目前转化空气中氮最有效的工业方法,其反应历程和能量变化的简图如下:(图中表示物质吸附在催化剂表面时的状态)
①由图可知合成氨反应的
②若改变某一条件,使合成氨的化学反应速率加快,下列解释正确的是
A.升高温度,使单位体积内活化分子百分数增加
B.增加反应物的浓度,使单位体积内活化分子百分数增加
C.使用催化剂,能降低反应活化能,使单位体积内活化分子数增加
D.增大压强,能降低反应的活化能,使单位体积内活化分子数增加
(3)氨是极具前景的氢能载体和性能卓越的“零碳”燃料,利用的燃烧反应()能设计成燃料电池,其工作原理如图所示。电极为
合成氨厂的可用于合成重要化工原料,主要反应为:,向两个容积固定为的密闭容器中分别充入比例相同,但总量不同的和气体,的平衡转化率与初始充入物质的量(n)、反应温度(T)的关系如下图所示。
(4)①若时,向容器中充入气体(和),反应至时达到平衡,则内的平均反应速率
②由上图可判断该反应是
③判断图中、相对大小,并说明理由。
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6 . “氢经济”是“双碳”转型中非常关键的一环。大量安全制氢是关键技术之一。
方法一:工业上常用甲烷、水蒸气重整制备氢气,体系中发生如下反应:
反应①
反应②
(1)下列操作中,能提高平衡转化率的是_____。(双选)
(2)恒温条件下,1L密闭容器中,和反应达平衡时,的转化率为,的物质的量为,则反应①的平衡常数_____ 。(用、表示)
方法二:用与制备可以同时实现资源化利用,其反应历程如下:
反应①
反应②
已知:为吸附型活性炭。
(3)使用不同催化剂时,相同时间内测得的转化率随温度的变化如下图所示:
催化效果最佳的是催化剂_____ (选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”),b点的_____ (选填“>”、“<”或“=”),c点转化率比a点低的可能原因是_____ 。(任写一点)
方法一:工业上常用甲烷、水蒸气重整制备氢气,体系中发生如下反应:
反应①
反应②
(1)下列操作中,能提高平衡转化率的是_____。(双选)
A.增大的浓度 | B.分离出 |
C.恒温恒压下通入惰性气体 | D.加入催化剂 |
(2)恒温条件下,1L密闭容器中,和反应达平衡时,的转化率为,的物质的量为,则反应①的平衡常数
方法二:用与制备可以同时实现资源化利用,其反应历程如下:
反应①
反应②
已知:为吸附型活性炭。
(3)使用不同催化剂时,相同时间内测得的转化率随温度的变化如下图所示:
催化效果最佳的是催化剂
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7 . CO2和CH4都是温室气体。一定条件下,CH4和CO2以镍合金为催化剂,发生反应:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。完成下列填空。
(1)甲烷分子的空间构型是_______ ,干冰的晶体类型是_______ 。
(2)该反应的化学平衡常数表达式为K=_______ 。不同温度下,K的数值如下:
该反应的逆反应是_______ 反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)T1°C时,科研人员探究等质量的三种催化剂(图中用I、II、III表示)在相同条件下的催化效果。在1L恒容容器中,分别充入1molCO2和2molCH4,测得H2物质的量随时间变化如图所示。
①使用催化剂I时,0~25秒间CO2的平均反应速率v(CO2)=_______ mol·L-1·s-1;CH4的平衡浓度是_______ mol·L-1。
②如果不考虑催化剂价格,则使用催化剂_______ (填“I”、“I”或“III”)的效果最好。状态A与B生成H2的速率大小关系是v(A)_______ v(B)(填“>”、“<”或“=”)。
③有利于提高CO2转化率的措施是_______ (填字母)。
a.使用更高效的催化剂
b.升高温度
c.增大压强
d.增大CH4与CO2的投料比
(1)甲烷分子的空间构型是
(2)该反应的化学平衡常数表达式为K=
温度 | 200°C | 250°C | 300°C |
K | 56 | 64 | 80 |
(3)T1°C时,科研人员探究等质量的三种催化剂(图中用I、II、III表示)在相同条件下的催化效果。在1L恒容容器中,分别充入1molCO2和2molCH4,测得H2物质的量随时间变化如图所示。
①使用催化剂I时,0~25秒间CO2的平均反应速率v(CO2)=
②如果不考虑催化剂价格,则使用催化剂
③有利于提高CO2转化率的措施是
a.使用更高效的催化剂
b.升高温度
c.增大压强
d.增大CH4与CO2的投料比
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2010·上海松江·二模
解题方法
8 . 某厂用蛭石(主要成分为:MgO、Fe2O3、A12O3、SiO2)作原料生产A12O3与Fe(OH)3。
Ⅰ.工艺流程如图(只有固体A和F为纯净物):
Ⅱ.查阅资料:某些阳离子浓度为0.1mol/L时,氢氧化物沉淀时的pH为:
注:Al(OH)3pH=7.8时开始溶解,10.8时完全溶解。
请回答以下问题:
(1)写出下列物质化学式:试剂I__ ,F__ ;
(2)步骤②B生成C的离子方程式:__ ;
(3)要使固体D杂质尽量少,步聚②调节溶液的pH合理的是__ ;
A.12.4~13 B.10.8 C.3.7~5.2
(4)滤液E中存在较多的阴离子是__ ,滤液E中加入过量的NaOH溶液,充分沉淀后,检验上层清液中金属阳离子的操作步骤是__ ;
(5)固体D可用来生产合成氨的表面催化剂。如图表示无催化剂时,某合成氨的NH3的百分含量随时间变化曲线,请在图上用虚线画出该反应有催化剂时的曲线___ 。
Ⅰ.工艺流程如图(只有固体A和F为纯净物):
Ⅱ.查阅资料:某些阳离子浓度为0.1mol/L时,氢氧化物沉淀时的pH为:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Mg(OH)2 | Al(OH)3 |
开始沉淀时的pH | 2.3 | 10.4 | 4.0 |
完全沉淀时的pH | 3.7 | 12.4 | 5.2 |
注:Al(OH)3pH=7.8时开始溶解,10.8时完全溶解。
请回答以下问题:
(1)写出下列物质化学式:试剂I
(2)步骤②B生成C的离子方程式:
(3)要使固体D杂质尽量少,步聚②调节溶液的pH合理的是
A.12.4~13 B.10.8 C.3.7~5.2
(4)滤液E中存在较多的阴离子是
(5)固体D可用来生产合成氨的表面催化剂。如图表示无催化剂时,某合成氨的NH3的百分含量随时间变化曲线,请在图上用虚线画出该反应有催化剂时的曲线
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2012·上海徐汇·二模
9 . 正丁醛可由丙烯通过下列反应制取:
CH3CH=CH2 + CO + H2CH3CH2CH2CHO(正丁醛)反应①
同时发生副反应:CH3CH=CH2 +CO + H2 (CH3)2CHCHO(异丁醛)反应②
CH3CH=CH2 + H2CH3CH2CH3反应③
三个反应在不同温度时的平衡常数见下表。回答问题:
(1)423K时,如果反应在恒容密闭容器中发生,当反应达到平衡时,下列说法错误的是_____ (填序号)。
a.c(CO):c( H2)一定等于1:1
b.反应混合物的密度保持不变
c.丙烯转化率达到最大值
d.单位时间内,n(CO)消耗= n(正丁醛)生成
(2)当反应达到平衡后,若将反应体系的温度从298 K提高到423 K,再次达到平衡后,在生成物中,__________ (填物质名称)的摩尔百分含量降低。
(3)若反应在298K进行,根据平衡常数作出的推测正确的是______ 。
a.反应③的反应速率最大 b.达到平衡后生成物中丙烷的体积百分含量最高
c.反应②达到平衡所需时间最长 d.298K时只有反应③向正反应方向进行
(4)使用催化剂后,单位时间里正丁醛的产量大大提高,反应体系产物中正/异醛比增大。导致这种情况出现的原因是____________________________ 。
CH3CH=CH2 + CO + H2CH3CH2CH2CHO(正丁醛)反应①
同时发生副反应:CH3CH=CH2 +CO + H2 (CH3)2CHCHO(异丁醛)反应②
CH3CH=CH2 + H2CH3CH2CH3反应③
三个反应在不同温度时的平衡常数见下表。回答问题:
温度/K | 反应① | 反应② | 反应③ |
298 | 2.96×109 | 2.53×109 | 1.32×1015 |
423 | 1.05×102 | 5.40×102 | 2.52×102 |
(1)423K时,如果反应在恒容密闭容器中发生,当反应达到平衡时,下列说法错误的是
a.c(CO):c( H2)一定等于1:1
b.反应混合物的密度保持不变
c.丙烯转化率达到最大值
d.单位时间内,n(CO)消耗= n(正丁醛)生成
(2)当反应达到平衡后,若将反应体系的温度从298 K提高到423 K,再次达到平衡后,在生成物中,
(3)若反应在298K进行,根据平衡常数作出的推测正确的是
a.反应③的反应速率最大 b.达到平衡后生成物中丙烷的体积百分含量最高
c.反应②达到平衡所需时间最长 d.298K时只有反应③向正反应方向进行
(4)使用催化剂后,单位时间里正丁醛的产量大大提高,反应体系产物中正/异醛比增大。导致这种情况出现的原因是
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