专题06 化工、环境与原理大综合专题-备战2020年高考化学三轮冲刺之聚焦热点专题

专题05 化工、环境与原理大综合专题 1．(14分) 氮的氧化物是造成大气污染的主要物质，研究氮氧化物间的相互转化及脱除具有重要意义。 I．氮氧化物间的相互转化 （1）已知2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应历程分两步： 第一步 2NO(g) N2O2(g) (快速平衡) 第二步 N2O2(g) +O2(g) 2NO2(g) (慢反应) ①用O2表示的速率方程为v(O2)= k1·c2(NO)·c(O2)；NO2表示的速率方程为v(NO2)=k2·c2(NO)·c(O2)，k1与k2分别表示速率常数(与温度有关)，则 =________。 ②下列关于反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的说法正确的是_________(填序号)。 A．增大压强，反应速率常数一定增大 B．第一步反应的活化能小于第二步反应的活化能 C．反应的总活化能等于第一步和第二步反应的活化能之和 （2）容积均为1L的甲、乙两个容器，其中甲为绝热容器，乙为恒温容器．相同温度下，分别充入0.2mol的NO2，发生反应：2NO2(g) N2O4(g) ∆H<0，甲中NO2的相关量随时间变化如图所示。 ①0~3s内，甲容器中NO2的反应速率增大的原因是______________________。 ②甲达平衡时，温度若为T℃，此温度下的平衡常数K=____________________。 ③平衡时，K甲_____K乙，P甲_____P乙(填“>”、“<” 或“=”)。 （3）以NH3为还原剂在脱硝装置中消除烟气中的氮氧化物。 主反应：4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)= 4N2(g)+6H2O(g) ΔH1 副反应：4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)  ΔH2=－1267.1kJ/mol 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ΔH3=－907.3 kJ/mol ①△H1=____________。 ②将烟气按一定的流速通过脱硝装置，测得出口NO的浓度与温度的关系如图1，试分析脱硝的适宜温度是______(填序号)。 a.<850℃ b.900~1000℃ c.>1050 ℃ （4）以连二亚硫酸盐(S2O42－)为还原剂脱除烟气中的NO，并通过电解再生，装置如图2。阴极的电极反应式为____________，电解槽中的隔膜为_________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。 2．(15分)工业上，常采用氧化还原方法处理尾气中的CO、NO。 方法1：氧化法。沥青混凝土可作为反应：2CO(g)＋O2(g) 2CO2(g)的催化剂。图甲表示在相同的恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时间段下，使用同质量的不同沥青混凝土(α型、β型)催化时，CO的转化率与温度的关系。 （1）在a、b、c、d四点中，未达到平衡状态的是____。 （2）已知c点时容器中O2浓度为0.04mol·L-1，则50℃时，在α型沥青混凝土中CO转化反应的平衡常数K＝________________(用含x的代数式表示)。 （3）下列关于图甲的说法正确的是________________。 A．CO转化反应的平衡常数K(a)＜K(c) B．在均未达到平衡状态时，同温下β型沥青混凝土中CO转化速率比α型要大 C．b点时CO与O2分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高 D．e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性 方法2：还原法。某含钴催化剂可以催化消除柴油车尾气中的碳烟(C)和NOx。不同温度下，将模拟尾气(成分如表所示)以相同的流速通过该催化剂，测得所有产物(CO2、N2、N2O)与NO的相关数据结果如图乙所示。 模拟尾气 气体(10 mol) 碳烟 NO O2 He 物质的量(mol) 0.025 0.5 9.475 n （4）375℃时，测得排出的气体中含0.45molO2和0.052molCO2，则Y的化学式为____。 （5）实验过程中采用NO模拟NOx，而不采用NO2的原因是________________。 （6）工业上常用高浓度的 K2CO3溶液吸收CO2，得溶液X，再利用电解法使K2CO3溶液再生，其装置示意图如图： ①在阳极区发生的反应包括____和H++HCO3- ==CO2↑+H2O ②简述CO32-在阴极区再生的原理：____。 3.(15分)碳、氮是中学化学重要的非金属元素，在生产、生活中有广泛的应用。 （1）治理汽车尾气中NO和CO的一种方法是：在汽车的排气管道上安装一个催化转化装置，使NO与CO反应，产物都是空气中的主要成分。写出该反应的热化学方程式_________________________