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1 . 水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题:
(1)Shibata曾做过下列实验:①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s),氧化钴部分被还原为金属钴(Co),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。
②在同一温度下用CO还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。
根据上述实验结果判断,还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_________H2(填“大于”或“小于”)。
(2)721 ℃时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合,采用适当的催化剂进行反应,则平衡时体系中H2的物质的量分数为_________(填标号)。
A.<0.25             B.0.25               C.0.25~0.50             D.0.50             E.>0.50
(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用标注。

可知水煤气变换的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”),该历程中最大能垒(活化能)E=_________eV,写出该步骤的化学方程式_______________________
(4)Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如下图所示),催化剂为氧化铁,实验初始时体系中的PH2OPCO相等、PCO2PH2相等。

计算曲线a的反应在30~90 min内的平均速率(a)=___________kPa·min−1。467 ℃时PH2PCO随时间变化关系的曲线分别是______________________。489 ℃时PH2PCO随时间变化关系的曲线分别是______________________
2019-06-09更新 | 19262次组卷 | 20卷引用:2019年全国统一考试化学试题(新课标Ⅰ)
2 . NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应。工业尾气中的NH3可通过催化氧化为N2除去。将一定比例的NH3、O2和N2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,NH3的转化率、生成N2的选择性[100%]与温度的关系如图所示。

下列说法正确的是
A.其他条件不变,升高温度,NH3的平衡转化率增大
B.其他条件不变,在175~300 ℃范围,随温度的升高,出口处N2和氮氧化物的量均不断增大
C.催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度高于250 ℃
D.高效除去尾气中的NH3,需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂
2021-11-18更新 | 8393次组卷 | 21卷引用:2021年新高考江苏化学高考真题
3 . 燃煤烟气中SO2和NOx是大气污染物的主要来源,脱硫脱硝技术是烟气治理技术的研究热点。
(1)尿素/H2O2溶液脱硫脱硝。尿素[CO(NH2)2]是一种强还原剂。60℃时在一定浓度的尿素/H2O2溶液中通入含有SO2和NO的烟气,烟气中有毒气体被一定程度吸收。尿素/H2O2溶液对SO2具有很高的去除效率,写出尿素和H2O2溶液吸收SO2,生成硫酸铵和CO2的化学方程式为____
(2)除去烟气中的NOx,利用氢气选择性催化还原(H2—SCR)是目前消除NO的理想方法。H2—SCR法的主反应:2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g) H1
副反应:2NO(g)+H2(g)=N2O(g)+H2O(g) H2<0
①已知H2(g)+O2(g)=H2O(g) H3=-241.5kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) H4=+180.5kJ·mol-1
H1=____kJ·mol-1
②H2—SCR在Pt—HY催化剂表面的反应机理如图所示:

已知在HY载体表面发生反应的NO、O2物质的量之比为4∶1,反应中每生成1molN2,转移的电子的物质的量为___mol。
(3)V2O5/炭基材料(活性炭、活性焦、活炭纤维)也可以脱硫脱硝。V2O5/炭基材料脱硫原理是:SO2在炭表面被吸附,吸附态SO2在炭表面被催化氧化为SO3,SO3再转化为硫酸盐等。
①V2O5/炭基材料脱硫时,通过红外光谱发现,脱硫开始后催化剂表面出现了VOSO4的吸收峰,再通入O2后VOSO4吸收峰消失,该脱硫反应过程可描述为____
②V2O5/炭基材料脱硫时,控制一定气体流速和温度,考察了烟气中O2的存在对V2O5/炭基材料催化剂脱硫脱硝活性的影响,结果如图所示,当O2浓度过高时,去除率下降,其可能原因是_____
2022-03-05更新 | 1528次组卷 | 7卷引用:江苏省六校2021-2022学年高三下学期期初联合调研考试化学试题
4 . CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,充分利用碳资源。
(1)CaO可在较高温度下捕集CO2,在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4·H2O热分解可制备CaO,CaC2O4·H2O加热升温过程中固体的质量变化见下图。
   
①写出400~600 ℃范围内分解反应的化学方程式:________
②与CaCO3热分解制备的CaO相比,CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能,其原因是________
(2)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。
   
①写出阴极CO2还原为HCOO的电极反应式:________
②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是________
(3)CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,其过程中主要发生下列反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH =41.2 kJ·mol−1
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH =﹣122.5 kJ·mol−1
在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中:
   
CH3OCH3的选择性=×100%
①温度高于300 ℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是________
②220 ℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3选择性的措施有________
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5 . 一种制取电池级二氧化锰的工艺流程如下图:

回答下列问题:
(1)“浸取”过程有硫单质生成,写出该过程中主要反应的化学方程式_______
(2)“氧化ⅰ”过程软锰矿的作用是_______。“氧化ⅱ”过程中,将Mn(Ⅱ)转化为Mn(Ⅳ)的最适宜氧化剂是_______(填标号)。
a.                    b.                    c.
(3)工业上煅烧硫铁矿产生的气体可以用石灰乳吸收。常温下,测得与水形成的浊液pH为9,若忽略的第二步水解,则_______(保留三位有效数字)[已知:室温下亚硫酸的电离平衡常数]
(4)“沉锰”过程转化为的离子方程式为_______。在一定空气流速下,相同时间内“焙烧”,产物中不同价态Mn的占比随热解温度的变化如图。“焙烧”过程中涉及如下化学反应:


       
   
为了增大产物中的占比,可以采用的措施是_______(答出两条)。将制备获得的电池级二氧化锰用于构建水系锌锰电池,其工作原理为:,放电时正极的电极反应式为_______
(5)用氧化还原法测定纯品纯度(杂质不参与下列反应):称取样品0.1000g,试样经过过氧化钠碱熔后,得到溶液,配成溶液经加热煮沸除去过氧化物,酸化溶液,此时歧化为,过滤除去,用标准溶液滴定,用去37.00mL,则样品中的质量分数为_______(保留3位有效数字)。
2022-04-29更新 | 1222次组卷 | 4卷引用:山东省济宁市2022届高三第二次模拟考试化学试题
6 . 可被用于治疗消化道疾病。某学习探究小组在实验室进行了制备以及含量测定的实验。已知:常温下不溶于水,较稳定,与酸反应生成;加热时会分解生成
请回答下列问题:
(1)灼烧。灼烧时,可使用的实验装置有___________(填字母)。

   

(2)转化。向中先加入稳定剂和溶液,充分反应后,过滤、洗涤、干燥,可得粗品
①写出制备时发生反应的化学方程式:___________
②“转化”阶段有大量热量放出,为了提高的产率,添加溶液时,比较理想的操作方法为___________
(3)测定。某研究小组拟用下图装置测定样品(含杂质)中的含量。

   

①实验时在稀盐酸中加入溶液的作用是___________(用化学方程式表示)。
②为了减小实验误差,在每次读数前需要进行的操作是______________________
③该小组记录的实验数据如下:样品的质量为;反应开始前量气管的读数为;反应结束冷却到室温后量气管的读数为,已知:室温条件下气体摩尔体积为,则样品中过氧化镁的质量分数为___________(用含的代数式表示);若反应结束后读取量气管中气体的体积时,液面左低右高,则测得的质量分数___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
7 . 恒压条件下,密闭容器中将CO2、H2按照体积比为1:3合成CH3OH,其中涉及的主要反应:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49kJ·moI-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=41kJ·moI-1
在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,在相同的时间段内的选择性和产率随温度的变化如图

已知:CH3OH的选择性=
下列说法正确的是
A.保持恒温恒压下充入氮气,不影响CO的产率
B.合成甲醇的适宜工业条件是约230°C,催化剂选择CZ(Zr-1)T
C.使用CZ(Zr-l)T,230°C以上,升高温度甲醇的产率降低,原因是催化剂的活性降低
D.使用CZT,230°C以上,升高温度甲醇的产率降低,是因为反应Ⅰ平衡逆向移动
8 . 我国提出2060年前实现碳中和,降低大气中CO2含量是当今世界重要科研课题之一,以CO2为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。问答下列问题:
(1)CO2在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=-156.9kJ·mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.1kJ·mol-1
①已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-395.6kJ·mol-1,则CH4燃烧的热化学方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=___________
②加氢合成甲烷时,通常控制温度为500℃左右,其原因为该温度下有较高的化学反应速率和___________
③500℃时,向1L恒容密闭容器中充入4molCO2和12molH2,初始压强为p,20min时主、副反应都达到平衡状态,测得c(H2O)=5mol·L-1,体系压强为,则0~20min内v(CH4)=___________mol·L-lmin-1,平衡时CH4选择性=___________(CH4选择性=)。
(2)我国科研人员将CO2和H2在Na-Fe3O4/HZSM-5催化下转变为汽油(C5~C11的烃),反应过程如下图所示。

①若CO2在该条件下转化为戊烷(C5H12),则该反应的化学方程式为___________
②催化剂中的Fe3O4可用电解法制备。电解时以Fe做电极,电解质溶液为稀硫酸,其阳极反应式为___________
(3)甲醇催化制取乙烯的过程中发生如下反应:
反应1:3CH3OHC3H6(g)+H2O(g);
反应2:2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)
反应I的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示,已知Arhenius经验公式Rlnk=(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。则该反应的活化能(10K)Ea=___________kJ·mol-1。当改变外界条件时,实验数据如图中的曲线b所示,则实验可能改变的外界条件是___________
2022-02-02更新 | 895次组卷 | 4卷引用:安徽省马鞍山市 2021-2022学年高三第一次教学质量监测理综化学试题
9 . 工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH3):,在容积固定的密闭容器中,投入等物质的量CH3OH和CO,测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图实线所示(图中虚线表示相同条件下CO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法不合理的是

A.适当增大压强可增大甲醇的平衡转化率
B.c点反应速率
C.反应速率,平衡常数
D.生产时反应温度控制在80~85℃为宜
10 . 近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:


(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式:_________________________________________
(2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。


p2_______p 1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是________________
(3)I可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将ii补充完整。
i.SO2+4I+4H+===S↓+2I2+2H2O
ii.I2+2H2O+_________===_________+_______+2I
(4)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)

A

B

C

D

试剂组成0.4 mol·L-1 KIa mol·L-1 KI
0.2 mol·L-1 H2SO4
0.2 mol·L-1 H2SO40.2 mol·L-1 KI
0.0002 mol I2
实验现象溶液变黄,一段时间后出现浑浊溶液变黄,出现浑浊较A快无明显现象溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快
①B是A的对比实验,则a=__________
②比较A、B、C,可得出的结论是______________________
③实验表明,SO2的歧化反应速率D>A,结合i、ii反应速率解释原因:________________
2018-06-09更新 | 6545次组卷 | 28卷引用:2018年全国普通高等学校招生统一考试化学(北京卷)
共计 平均难度:一般