3 . 我国力争在2060年前实现碳中和。研究二氧化碳的回收对这一宏伟目标的实现具有现实意义。
Ⅰ．
Ⅱ．
回答下列问题：
(1)298K时，燃烧生成放热121kJ，蒸发吸热44kJ表示燃烧热的热化学方程式为_______；
(2)同一容器中，反应Ⅰ、Ⅱ的lnK(K为化学平衡常数)随的变化如图，下列说法正确的是_______；

A．反应Ⅲ的活化能

B．当容器内的压强不再变化时说明两个反应均达到平衡

C．当反应体系内气体的平均相对分子质量不变化时说明两个反应均达到平衡

D．恒温恒容下充入氦气，反应Ⅰ的平衡向正反应方向移动

(3)在，将和按照1∶3的比例混合在密闭容器中，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。

其中：的选择性
①在上述条件下合成甲醇的工业条件是_______；
A．210℃       B．230℃       C．催化CZT       D．催化剂
②在230℃以上，升高温度的转化率增大，但甲醇的产率降低，原因是_______；
③若为恒温体系，达平衡时，二氧化碳、甲醇、一氧化碳的体积分数相同，反应Ⅱ的平衡常数_______；
(4)2020年，我国学者利用电化学装置常温下将高效转化为，其中隔膜为阴离子交换膜，其原理如图所示：

①写出阴极的电极反应式：_______。
②当有参与反应时，阴极溶液质量的变化为，阳极溶液质量的变化为，则溶液质量变化绝对值之差_______g。

4 . 草酸镍晶体()可用于制镍催化剂。工业上用废镍催化剂(主要成分为Al₂O₃、Ni、Fe、SiO₂、CaO)制备草酸镍晶体的一种工艺流程如图所示：

已知：①相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如表(离子浓度为默认计算)：

金属离子
开始沉淀的pH	1.1	5.8	3.0	6.7	7.6
沉淀完全的pH	3.2	8.8	5.0	9.5	10.1

②K_sp(CaF₂)=1.46×10^-10，K_sp(CaC₂O₄)=2.34×10^-9。
回答下列问题：
(1)NiC₂O₄·2H₂O晶体中碳元素的化合价为_______。
(2)试剂X可以是_______，调节pH的范围是_______。
(3)滤渣1的成分是_______(写化学式)，加入适量NH₄F溶液的目的是_______。
(4)保持其他条件相同，在不同温度下对废镍催化剂进行“酸浸”，镍浸出率随时间变化如图所示， “酸浸”的适宜温度与时间分别为_______。

(5)“沉镍”的离子方程式为_______。
(6)称量2.00g制得的NiC₂O₄·2H₂O晶体样品，溶于适量的硫酸中，配成100mL溶液；准确量取10.00mL溶液，加入特定指示剂后，用0.1000mol·L^-1的EDTA标准溶液滴定其中的Ni²⁺，消耗EDTA标准溶液10.00mL，已知Ni²⁺+EDTA=NiEDTA (杂质离子不与EDTA溶液反应)，则样品中NiC₂O₄·2H₂O的含量为_______%。

5 . 在硫酸工业生产中，为了有利于SO₂的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室(见图)。下列说法错误的是

A．a、b两处的混合气体成分含量相同，温度不同

B．c、d两处的混合气体成分含量不同，温度相同

C．热交换器的作用是预热待反应的气体，冷却反应后的气体

D．c处气体经热交换后再次催化氧化的目的是提高SO2的转化率

6 . 1-丁烯是仅次于乙烯和丙烯的重要石油化工基本原料，可以利用正丁烷催化脱氢制备。催化脱氢分为无氧催化脱氢和有氧催化脱氢。
I.无氧催化脱氢反应原理如下：
ΔH ①
(1)已知CH₃CH₂CH₂CH₃、CH₂=CHCH₂CH₃、H₂的燃烧热分别为2878 kJ∙mol⁻¹，2720 kJ∙mol⁻¹，286 kJ∙mol⁻¹，计算ΔH=_______。
(2)无氧催化脱氢用Pt系催化剂时，正丁烷单位时间转化率和1−丁烯选择性如下表所示：

催化剂	单位时间转化率％	1−丁烯选择性％
催化剂1：PtSn/γ-Al2O3	23.0	92.0
催化剂2：PtSnSr0.2/γ-Al2O3	38.5	88.1
催化剂3：PtSn(0.3％)/MgAl2O4	27.0	98.9

①仅从1−丁烯选择性的角度考虑，应选择的催化剂为_______(填催化剂序号)。
②工业上，从1−丁烯单位时间收率的角度考虑，应选择的最佳催化剂为_______(填催化剂序号)。
II.有氧催化脱氢通常选择O₂或CO₂为氧化剂，VO_x−MgO为催化剂，反应原理如下：
   ②
   ③
当O₂或CO₂为氧化剂时，正丁烷单位时间转化率和选择性如下表所示：

氧化剂	单位时间转化率％	1-丁烯选择性％
O2	68.0	52.0
CO2	50.0	89.0

(3)与无氧脱氢相比，有氧脱氢(O₂为氧化剂)在单位时间内转化率要高一些的可能原因是_______。
(4)一定温度下，在体积为10 L的刚性容器中，加入10 mol CH₃CH₂CH₂CH₃，7 mol O₂，3 mol CO₂，初始压强为20 kPa，经过10 h，反应刚好达到平衡，此时压强变成25 kPa，其中O₂的体积分数为16％。结合有氧催化脱氢回答下列问题：
①v(O₂)=_______moL/(L·h)。
②该温度下，反应③的压强平衡常数K_P=_______kPa。
③O₂为氧化剂时，1-丁烯的选择性明显低于CO₂为氧化剂时的选择性，分析可能原因：_______。

7 . 选择性催化还原法(SCR)工艺是目前应用最广泛的脱硝技术，该工艺原理是以NH₃ 为还原剂，在催化剂作用下选择性地与 NO_x发生氧化还原反应生成无害化的H₂O和N_2。
(1)反应原理如图1所示：

①已知：4NH₃(g)+5O₂(g)═ 4NO(g)+6H₂O(g)     △H₁= a kJ/mol
N₂(g)+ O₂(g)═ 2NO(g)                      △H₂ = b kJ/mol
则NH₃与NO反应的热化学方程式为：___________。
②图2是不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氮率，由图可知最佳的催化剂和相应的温度分别为：___________。
③实验室进行模拟工业合成氨时，将2.5 mol N₂和3.5 mol H₂的混合气体通入某密闭反应器，在温度t℃、压强 p₀ pa 条件下进行反应。平衡时，测得容器内混合气体的物质的量为5.0 mol，则该温度下的平衡常数Kp =___________ pa^-2.(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)
(2)空速代表单位时间内单位体积催化剂处理烟气量，即空速越大催化剂处理烟气量越大。在烟气温度为165℃时，空速对催化剂脱硝效率影响结果如图3所示。脱硝率随空速增大而减小的可能原因是___________。
(3)氨氮比作为SCR脱硝反应重要参数之一，在反应过程中，其数值需要严格把控。若喷氨量不足，NO_x反应不完全，脱硝效率低；若喷氨量过剩，未反应的NH₃导致氨逃逸，将会增加运行成本，且引起二次污染。在空速为2000h^-1、烟气温度为165°C下，考察氨氮比对催化剂脱硝率的影响，由图4可知，氨氮最佳比为___________。

(4)催化剂Mn的纯度对该脱硝反应具有决定性的影响。目前主要采用单膜双室电积工艺，在MnSO₄+(NH₄)₂SO₄电解液体系中电沉积金属锰，同时阳极联产MnO₂并富集回收硫酸。

①该电解装置中的交换膜为___________交换膜 (选填“阳离子”或“阴离子”)
②阳极区的主要电极反应方程式为： ___________。

8 . 处理、回收CO是环境科学家研究的热点课题。
(1)CO用于处理大气污染物N₂O所发生的反应为N₂O(g)+CO(g)CO₂(g)+N₂(g)ΔH。几种物质的生成焓Δ_fH_m(由相应单质生成1mol指定化合物的反应焓称为该化合物的生成焓，例如C(s)+O₂(g)=CO(g)，该反应的反应焓即为CO(g)的生成焓)数据如表所示：

物质	N2O(g)	CO(g)	CO2(g)	N2(g)
ΔfHm/kJ·mol-1	82.0	-110.5	-393.5	0.0

①ΔH=__。
②有人提出上述反应可用Fe⁺作催化剂，总反应分两步进行：
第一步：N₂O+Fe⁺=FeO⁺+N₂；
       
第二步：__。
请补充写出第二步反应的方程式：__。实验发现，第二步反应不影响总反应到达平衡所用的时间，由此可以推知，第二步反应的活化能__(填“大于”“等于”或“小于”)第一步反应的活化能。
(2)在实验室，采用I₂O₅测定空气中CO的含量。在密闭容器中充入足量的I₂O₅粉末和一定量的CO，发生反应：I₂O₅(s)+5CO(g)5CO₂(g)+I₂(s)。测得CO的转化率如图1所示。相对曲线a，曲线b仅改变了一个条件，则改变的条件除使用催化剂外，还可能是__。

(3)工业上，利用CO和H₂合成CH₃OH。在1L恒容密闭容器中充入1molCO(g)和nmolH₂(g)，在250℃发生反应：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)。测得混合气体中CH₃OH(g)的体积分数与H₂(g)的物质的量的关系如图2所示。在a、b、c、d点中，CO(g)的平衡转化率最大的是__。

(4)有人提出，利用2CO(g)=2C(s)+O₂(g)消除CO对环境的污染，该方案__(填“可行”或“不可行”)，原因是__。
(5)CO-空气碱性燃料电池(KOH作电解液)，当恰好完全反应生成KHCO₃时停止放电。写出此时负极的电极方程式：__。

9 . CO₂循环再利用制备甲烷，甲醇等有机燃料，变废为宝历来是化学重要的研究领域。Ⅰ.Pd-MgO/SiO₂界面上甲烷化的过程如图所示：

下列说法正确的是_______________(填标号)。
A.整个循环过程中镁的价态不断发生改变
B.循环中Pd、MgO、SiO₂均未参与反应
C.氢分子在Pd表面被吸附并解离为氢原子
D.总反应为4H₂+CO₂＝CH₄+2H₂O
Ⅱ.利用CO₂与H₂合成甲醇涉及的主要反应如下：
a.CO₂(g)+3H₂(g) CH₃OH(g)+H₂O(g) △H₁
b.CO₂(g)+H₂(g) CO(g)+H₂O(g)△H₂=+41kJ•mol⁻¹
试回答下列问题:
（1）已知CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)△H₃=−99kJ•mol⁻¹，则△H₁=______kJ•mol⁻¹
（2）向刚性容器中充入一定量的CO₂和H₂，在不同催化剂(Cat.1，Cat.2)下经相同反应时间，CO₂的转化率和甲醇的选择性[甲醇的选择性=×100%]随温度的变化如图所示：

①由图可知，催化效果Cat.1_______________Cat.2(填“＞”“＜”或“＝”)。
②在210~270℃间，CH₃OH的选择性随温度的升高而下降，请写出一条可能原因______________。
（3）一定条件下，向刚性容器中充入物质的量之比为1:3的CO₂和H₂发生上述反应。
①有利于提高甲醇平衡产率的条件是______________(填标号)。
A.高温高压B.低温高压C.高温低压D.低温低压
②达到平衡时CO₂的转化率为20%，CH₃OH的选择性为75%，则H₂的平衡转化率______________；反应b的压强平衡常数K_p=______________。

10 . 含氮化合物对环境、生产和人类生命活动等具有很大的影响。请按要求回答下列问题：
（1）已知：4NH₃(g)+6NO(g)=5N₂(g)+6H₂O(g) △H₁=-akJ/mol
4NH₃(g)+5O₂(g)=4NO(g)+6H₂O(g) △H₂=-bkJ/mol
H₂O(l)=H₂O(g) △H₃=+ckJ/mol
则NH₃(g)在氧气中燃烧生成氮气和液态水的热化学方程式为___。
（2）在合成工氨业中，氮气在催化剂Fe上的吸附分解反应活化能高、速率慢，因此氮气的反应速率决定了合成氨的反应速率。工业生产中，控制温度773K，压强3.0×10⁵pa，原料中n(N₂)：n(H₂)=1：2.8。请分析说明原料气中N₂过量的理由___。
（3）已知反应2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)，在恒温、恒容的密闭容器中按一定比例充入总物质的量一定的NO(g)和O₂(g)，平衡时NO₂的体积分数[φ(NO₂)]随的变化如图所示。NO的转化率最小的是___点（填“a”、“b”、“c”)；当=1.5时，达到平衡状态时NO₂的体积分数可能是___点（填“d”、“e”、“f”)。

（4）肌肉中的肌红蛋白(Mb)与O₂结合生成MbO₂，反应原理可表示为：Mb(aq)+O₂(g)MbO₂(aq)，该反应的平衡常数可表示为：K=。37℃达到平衡时，测得肌红蛋白的结合度(a)与氧气分压[p(O₂)]的关系如图所示[α=×100%]。研究表明正反应速率v_正=k_正•c(Mb)•p(O₂)，逆反应速率v_逆=k_逆•c(MbO₂)（其中k_正和k_逆分别表示正、逆反应的速率常数）．
①α(MbO₂)，先随p(O₂)增大而增大，后来几乎不变，原因是___。
②试写出平衡常数K与速率常数k_正、k_逆之间的关系式K=___(用含有k_正、k_逆的式子表示)
③试求出图中c点时，上述反应的平衡常数K=___kPa^-1。
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