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(14分)新型洁净能源能够解决环境污染、能源短缺等问题,真正把“绿水青山就是金山...

14分)新型洁净能源能够解决环境污染、能源短缺等问题,真正把绿水青山就是金山银山落实到我国的各个角落。氢气作为清洁高效、可持续零碳能源被广泛研究,而水煤气变换反应(WGSR)是一个重要的制氢手段。

1WGSR 的氧化还原机理和羧基机理如图所示。则热化学方程式CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)  ΔH中,对ΔH表述错误的是________(填字母)。

A.氧化还原机理途径:ΔHH1H2H5aH7

B.羧基机理途径:ΔHH1H4H5dH7

C.氧化还原机理途径:ΔHH1H3H5aH7

D.羧基机理途径:ΔHH1H4H5cH7

EΔHH1+H7

2)水煤气变换反应在不同条件时CO的转化率不同,下图为压力、温度、不同温度时钾的化合物对CO的转化率的影响关系图,请认真观察图中信息,结合自己所学知识及生产实际,写出水煤气变换反应的条件:温度选择________;钾的化合物中_______催化效果最明显;压力选择______Mpa,选用此压力的原因为________

3)如图是Au12CuAu12PtAu12Ni三种催化剂在合金团簇上WGSR最佳反应路径的基元反应能量图,反应能垒(活化能)最_______(填)的步骤,为整个反应的速控步骤;三种催化剂催化反应的速控步骤__________(填相同不相同);三种催化剂中,___________在合金团簇上的WGSR各基元反应能垒较小,对 WGSR 表现出较好的催化活性。

4)已知某密闭容器中存在下列平衡:CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)CO的平衡物质的量浓度c(CO)与温度T的关系如图所示。若T1T2T3时的平衡常数分别为K1K2K3,则K1K2K3由小到大的关系为____________

 

CD(2分) 600(1分) KHCO3(1分) 25(1分) 在23~25 MPa,随着压力的升高,CO 转化率先快速增加,但在压力达到 25 MPa之后,CO 转化率的增加减缓(2分) 高(1分) 不相同(1分) Au12Cu(2分) K3<K2<K1(3分) 【解析】 (1)根据盖斯定律可知①ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH5a+ΔH7;②ΔH=ΔH1+ΔH3+ΔH5b+ΔH7;③ΔH=ΔH1+ΔH4+ΔH5d+ΔH7;④ΔH=ΔH1+ΔH4+ΔH5c+ΔH6,E项可由(①+③)÷2得出。 (2)根据温度对CO转化率的影响图可知,600℃,CO转化率最高,故温度选择600 ℃;根据不同温度时钾的化合物对CO转化率的影响图可知,相同温度时KHCO3对CO转化率高,故选KHCO3;根据压力对CO转化率的影响图可知,在23~25 MPa,随着压力的升高,CO 转化率先快速增加,但在压力达到 25 MPa之后,CO 转化率的增加减缓,综合各种因素,25 MPa时比较经济实惠,故选择25 MPa。 (3)反应能垒(活化能)最高的步骤,是反应最慢的步骤,也是整个反应的速控步骤;由反应途径图可知,三种催化剂催化的反应能垒最高的步骤不一致,有前有后,速控步骤不相同;由反应途径图可知,Au12Cu在合金团簇上的 WGSR各基元反应能垒较小,对 WGSR 表现出较好的催化活性。 (4)由题图可知,温度越高平衡时c(CO)越大,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,即ΔH<0,该反应正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,化学平衡常数减小,故K3
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15分).目前我国锅炉烟气脱硝技术有新发现,科学家对O3氧化烟气脱硝同时制硝酸进行了实验研究,其生产硝酸的机理如下:

回答下列问题:

1NO3分子内存在两个过氧键,且氧均满足8电子稳定结构,请写出NO3N的化合价______NO3极不稳定,常温下即可爆炸分解,试从电子成键角度解释NO3不稳定的原因:__________________

2N2O5O3作用也能生成NO3与氧气,根据反应前后同种元素,价态相同,不参与氧化还原反应的原则,请分析反应N2O5+O32NO3+O2中,N2O5的作用是__________________(填氧化剂”“还原剂既是氧化剂,又是还原剂)。

3)请写出在有水存在时,O3NO以物质的量之比为32完全反应的总化学方程式___________

.下图为某学习兴趣小组对Cu与稀硝酸反应的改进实验装置图:

4)按如图组装好仪器,检查气密性后,装药品,实验时,先关闭a,打开b,将装置B下移,使之与稀硝酸接触产生气体,当________________(填实验现象),立刻将之上提,并关闭b,这样操作的目的为________________________________

5)将铜丝下移,使之与稀硝酸接触,A中现象是________________,稍后将铜丝上拉,使之与稀硝酸分离;打开a,挤压E,使少量空气进入A中,A中现象是______________

6)打开b,交替挤压EF,至装置内氮氧化物气体被氢氧化钠溶液充分吸收,写出NO2气体与氢氧化钠溶液充分反应的离子方程式:______________________________

 

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14分)氟化钙为无色结晶体或白色粉末,难溶于水,主要用于冶金、化工、建材三大行业,目前我国利用氟硅酸(H2SiF6)生产氟化钙有多种方案,氨法碳酸钙法是制备氟化钙的常见方案,其工艺流程如图所示。请回答下列问题:

1)萤石含有较多的氟化钙,在炼钢过程中,要加入少量的萤石,推测萤石的主要作用是________(填字母)。

A.还原剂       B.助熔剂      C.升温剂      D.增碳剂

2)请写出氨化釜中反应的化学方程式:_______________________________

3)反应釜中产生两种气体,溶于水后一种显酸性,一种显碱性,请写出反应釜中反应的离子方程式:__________________________________

4)从经济效益和环境效益上分析,本工艺为了节约资源,经过必要的处理可循环利用的物质是________

5)本工艺用CaCO3作原料的优点为___________________________________(任写两条);查文献可知3Ca(OH)2+H2SiF63CaF2+SiO2+4H2O,请叙述此方法制备CaF2的最大难点是______________

6)以1 t 18%氟硅酸为原料,利用上述氨法碳酸钙法制备CaF2,最后洗涤、干燥、称量得到0.25 t 纯净的CaF2,请计算CaF2的产率为__________%(保留整数)。

 

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XYZ是位于不同周期的主族元素、原子序数依次增大且均小于18Z为金属元素,XYZ的最外层电子数之和为8XYZ组成的物质可发生反应:ZX2+2YX3Z(YX2)2+2X2。下列有关说法正确的是

A.1 mol ZX2发生上述反应转移电子的物质的量为4 mol

B.YX3Y2X4Y元素的化合价相同

C.上述反应中的离子化合物的所有元素原子的最外层都满足8电子稳定结构

D.Y元素在同周期和同主族元素的最高价含氧酸中酸性最强

 

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过渡金属硫化物作为一种新兴的具有电化学性能的电极材料,在不同的领域引起了研究者的兴趣,含有过渡金属离子废液的回收再利用有了广阔的前景,下面为S2−与溶液中金属离子的沉淀溶解平衡关系图,若向含有等浓度Cu2+Cd2+Zn2+Co2+Fe2+的废液中加入含硫的沉淀剂,则下列说法错误的是

A.由图可知溶液中金属离子沉淀先后顺序为Cu2+Cd2+Zn2+Co2+Fe2+

B.控制S2−浓度可以实现铜离子与其他金属离子的分离

C.Na2SZnS来源广、价格便宜,故常作为沉铜的沉淀剂

D.ZnS中加入Cu2+的离子方程式为:S2−+Cu2+CuS↓

 

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在环境和能源备受关注的今天,开发清洁、可再生新能源已成为世界各国政府的国家战略,科学家发现产电细菌后,微生物燃料电池(MFC)为可再生能源的开发和难降解废物的处理提供了一条新途径。微生物燃料电池(MFC)示意图如下所示(假设有机物为乙酸盐)。下列说法错误的是

A.A室菌为厌氧菌,B室菌为好氧菌

B.A室的电极反应式为CH3COO−8e+2H2O2CO2 +8H+

C.微生物燃料电池(MFC)电流的流向为b→a

D.电池总反应式为CH3COO+2O2+H+2CO2 +2H2O

 

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试题属性
  • 题型:综合题
  • 难度:中等

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