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催化剂是化工技术的核心,绝大多数的化工生产需采用催化工艺。 I.(1)催化剂的选...

催化剂是化工技术的核心,绝大多数的化工生产需采用催化工艺。

I.(1)催化剂的选择性指在能发生多种反应的反应系统中,同一催化剂促进不同反应的程度的比较,实质上是反应系统中目的反应与副反应之间反应速度竞争的表现。如图所示为一定条件下1mol CH3OHO2发生反应时,生成COCO2HCHO的能量变化图[反应物O2g)和生成物H2Og)略去]。在有催化剂作用下,CH3OHO2反应主要生成____(选填“COCO2HCHO”)。

22007年诺贝尔化学奖授予善于做表面文章的德国科学家哈德·埃特尔,他的成就之一是证实了气体在固体催化剂表面进行的反应,开创了表面化学的方法论。埃特尔研究的氮气和氢气分子在固体催化剂表面发生的部分变化过程如图所示:

①下列说法不正确的是____

A 升高温度可以提高一段时间内NH3的生产效率

B 图示中的②一③以及后面几个过程均是放热过程

C 此图示中存在H-H键断裂和N-N键断裂,以及N-H键的形成过程

②合成氨工业中,原料气(N2H2及少量CONH3的混合气)在进入合成塔前常用CuNH32Ac(醋酸二氨合亚铜,Ac代表醋酸根)溶液来吸收原料气中的CO,其反应是:

生产中必须除去原料气中CO的原因是 ___CuNH32Ac溶液吸收原料气中的CO的生产适宜条件应是___

Ⅱ.氮循环是指氮在自然界中的循环转化过程,是生物圈内基本的物质循环之一,存在较多蓝、绿藻类的酸性水体中存在如有图所示的氮循环,请回答相关问题。

3 NH4+硝化过程的方程式是2NH4++3O2 2HNO3+2H2O+2H+,恒温时在亚硝酸菌的作用下发生该反应,能说明体系达到平衡状态的是____(填标号)。

A 溶液的pH不再改变

B NH4+的消耗速率和H+的生成速率相等

C 溶液中NH4+NH3H2OHNO3NO2-的总物质的量保持不变

实验测得在其它条件一定时,NH4+硝化反应的速率随温度变化曲线如下图A所示,温度高于35℃时反应速率迅速下降的原因可能是 ___

4)亚硝酸盐含量过高对人和动植物都会造成直接或间接的危害,因此要对亚硝酸盐含量过高的废水进行处理。处理亚硝酸盐的方法之一是用次氯酸钠将亚硝酸盐氧化为硝酸盐,反应方程式是ClO-+ NO2-=NO3-+Cl-。在25℃和35℃下,分别向NO2-初始浓度为5×10-3 mol/L的溶液中按不同的投料比加人次氯酸钠固体(忽略溶液体积的变化),平衡时NO2-的去除率和温度、投料比的关系如上图B所示,abcd四点ClO-的转化率由小到大的顺序是____35℃时该反应的平衡常数K=____(保留三位有效数字)。

 

HCHO C 防止CO使催化剂中毒 低温、高压 A 温度过高使亚硝酸菌变性 d、c、b、a 2.67 【解析】 (1)根据图象可知转化为甲醛时活化能最低,所以使用催化剂时主要产物为HCHO。 答案为:HCHO。 (2)①A.N2中键能较大,常温不易反应,升高温度可促使N2中化学键断裂,加快反应进程,提高生产效率,A正确; B.图示中②→③及后面的几个过程均为形成新的化学键N-H,而形成新的化学键要放出热量,B正确; C.此图中①→②是N-N键断裂,②以后为N-H键的形成,没有出现H-H键断裂的图示,C错误; 答案选C。 ② 生产中必须除去原料气中的CO的原因是防止合成塔中的催化剂中毒,据题可知溶液吸收CO的正反应为气体体积减少的放热反应,在低温、高压的条件下有利于CO的吸收。 答案为:防止CO使催化剂中毒;低温、高压。 (3)A.由2NH4++3O2 2HNO3+2H2O+2H+可知,当pH不变也就是H+不变则说明反应达到平衡,A正确; B.由反应可知NH4+的消耗速率和H+的生成速率描述的都是正反应,无法判断反应是否达到平衡,B错误; C.在氮的循环中,氮元素的物质的量始终保持不变,C错误; 由图A可知35℃时反应速率迅速下降是因为反应中有亚硝酸菌参与,而温度过高会使细菌亚硝酸菌中的蛋白质发生变性,从而导致速率变慢。 答案为:A;温度过高使亚硝酸菌变性。 (4)由图像可知,a、b两点温度相同,都是25℃,由a点到b点,投料比不断增大,可以理解为不断增加n(ClO-),NO2-的去除率不断增大,而ClO-的转化率不断减小,所以ClO-的转化率:a>b,同理可得:c>d,而c、d两点,投料比相同,由b到c升高温度,而NO2-的去除率不断减小,说明正反应是放热反应,则ClO-的转化率b>c,所以a、b、c、d四点ClO-的转化率由小到大的顺序是:d、c、b、a;NO2-初始浓度为5×10-3 mol/L,35℃当投料比为2的时候,NO2-的去除率为80%,平衡时NO2-的转化量为5×10-3 mol/L×80%=4×10-3 mol/L,用三段式进行计算: 平衡常数K===2.67 。 答案为: d、c、b、a;2.67。  
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氢氧化锂(LiOH)是重要的初加T锂产品之一,可用于继续生产氟化锂、锰酸锂等,用天然锂辉石(主要成分LiAISi2O3,含有Fe III)等杂质)生产LiOH的一种工艺流程如图所示:

已知溶液1中含有Li+K+A13+Na+Fe3+SO42-等离子,请回答相关问题。

l)将LiAlSi2O6改写为氧化物的形式:____

2)高温烧结的目的是____。操作1 __

3)净化过滤过程中溶液的pH不能过低也不能过高,原因是____

4)流程中的某种物质可循环利用,该物质的化学式是____

5)工业生产中通过电解LiCI溶液的方法也可制得LiOH,其原理如图所示,电极a应连接电源的____(选填正极负极),电极b发生的反应是 ___,阳离子交换膜的作用是___

 

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无水四氯化锡(SnC14)是一种用途广泛的化工中间体,常用作媒染剂和有机合成的氯化催化剂。熔融的金属锡(熔点231℃)在300℃左右能直接与Cl2作用生成无水四氯化锡,实验室装置如图所示:

已知信息如下:①将金属锡熔融,通人干燥氯气进行反应,生成四氯化锡。②无水四氯化锡是无色易流动的液体,熔点为一33℃,沸点为114.1℃。二氯化锡是无色晶体,熔点为246℃,沸点为652℃。③无水四氯化锡在空气中极易水解,水解产物之一是SnO2xH2O,并产生白烟。请回答下列问题:

l)开始实验前一定要____E中冷水的作用是 ___

2)装置F中盛放的最佳试剂为 ___,作用是____

3)实验时应先打开A处分液漏斗旋塞和整套装置的阀门,待观察到____这一现象时,再点燃D处酒精灯。

4)若撤去装置C,则D中还可能发生反应的化学方程式为  __

5 Cl2和锡作用即可生成SnC14,也会生成SnCl2,为减少SnCl2的生成,可采取的措施是 _______ .

6)得到的产物中常含有杂质SnCl2SnCl2是常用的还原剂。某实验小组用碘氧化法滴定分析产品中杂质SnCl2的质量分数。准确称取a克该样品于锥形瓶,用适量浓盐酸溶解,淀粉溶液作指示剂,c molL-l碘标准溶液滴定至终点,消耗标准液20. 00mL,已知滴定原理是:SnCl2+2HCl+I2=SnC14+2HI,则产品中杂质SnCl2的质量分数为____(用含ac的代数式表示);即使此法测定的操作均正确,但测得的SnCl2含量仍低于实际含量,其原因可能是________(用离子方程式表示)。

 

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已知常温下HF酸性强于HCN,分别向1Ll mol/LHFHCN溶液中加NaOH固体调节pH(忽略温度和溶液体积变化),溶液中X表示F或者CN)随pH变化情况如图所示,下列说法不正确的是

A.直线I对应的是

B.Ia点到b点的过程中水的电离程度逐渐增大

C.c点溶液中:

D.b点溶液和d点溶液相比:cb(Na+)<cd(Na+)

 

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某种新型热激活电池的结构如图所示,电极a的材料是氧化石墨烯(CP)和铂纳米粒子,电极b的材料是聚苯胺(PANI),电解质溶液中含有Fe3+Fe2+。加热使电池工作时电极b发生的反应是PANI-2e-=PANIO(氧化态聚苯胺,绝缘体)+2H+,电池冷却时Fe2+在电极b表面与PANIO反应可使电池再生。下列说法不正确的是

A.电池工作时电极a为正极,且发生的反应是:Fe3++e-—Fe2+

B.电池工作时,若在电极b周围滴加几滴紫色石蕊试液,电极b周围慢慢变红

C.电池冷却时,若该装置正负极间接有电流表或检流计,指针会发生偏转

D.电池冷却过程中发生的反应是:2Fe2++PANIO+2H+=2Fe3++ PANI

 

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下表中实验操作或现象以及所得结论都正确且两者具有推导关系的是

 

操作或现象

所得结论

A

向纯碱中滴加足量浓盐酸,将产生的气体通入苯酚钠溶液,溶液变浑浊

酸性:盐酸>碳酸>苯酚

B

取酸性KMnO4溶液少量,加入足量H2O2溶液,溶液紫红色逐渐褪去且产生大量气泡

氧化性:KMnO4>H2O2

C

95%的酒精代替75%的酒精杀灭新型冠状病毒

高浓度酒精能让蛋白质变性更快

D

向装有适量淀粉水解液试管中加入新制的银氨溶液,然后水浴加热一段时间,试管内壁无任何现象

淀粉未水解

 

 

A.A B.B C.C D.D

 

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