2021届高考化学热点精编： 化学原理综合 （解析版）

化学原理综合 1．（2020·北京东城·高三一模）液相催化还原法去除水体中 是一项很有前景的技术。某科研小组研究该方法中使用的固体催化剂Pd-Cu/TiO2的制备和催化条件，结果如下。 Ⅰ．制备Pd-Cu/TiO2的反应过程如下图所示，光照使TiO2发生电荷分离，将金属Pd沉积在TiO2表面。再用类似方法沉积Cu，得到在TiO2纳米颗粒表面紧密接触的Pd-Cu纳米簇。 （1）该过程中，乙醇发生__________（填“氧化”或“还原”）反应。 （2）请在②中补全光照条件下形成Pd-Cu纳米簇的反应过程示意图_______。 Ⅱ．Pd-Cu/TiO2分步催化还原机理如图a所示。其他条件相同，不同pH时，反应1小时后 转化率和不同产物在总还原产物中所占的物质的量的百分比如图b所示。 （3）该液相催化还原法中所用的还原剂是__________。 （4）i的离子方程式是__________。 （5）研究表明，OH–在Pd表面与 竞争吸附，会降低Pd吸附 的能力，但对Pd吸附H的能力影响不大。 ①随pH增大，N2和氨态氮在还原产物中的百分比均减小，原因是____________，导致反应ⅱ的化学反应速率降低。 ②随pH减小，还原产物中 的变化趋势是__________，说明Pd表面吸附的 和H的个数比变大，对反应__________（用离子方程式表示）更有利。 （6）使用Pd-Cu/TiO2，通过调节溶液pH，可将 尽可能多地转化为N2，具体方法是__________。 【答案】（1）氧化 （2） （3） H2 （4） Cu＋NO3- = NO2-＋CuO 或 H2＋NO3- NO2-＋ H2O（5）①Pd表面单位面积吸附的 数目减小 ②增大 2NO2-＋6H = N2＋4H2O＋2OH- （6）先调节溶液的pH到12，待NO3-几乎完全转化为NO2-后，调节pH到4 【解析】（1）根据制备Pd-Cu/TiO2的反应过程示意图中①，Pb2+得电子发生还原反应，则乙醇发生氧化反应。 （2）根据①的示意图，②中铜离子应得电子生成铜，乙醇与其发生反应，则光照条件下形成Pd-Cu纳米簇的反应过程②示意图为。 （3）根据图a可知，氢气生成氨态氮，氢元素的化合价升高，失去电子，作该液相催化还原法中还原剂。 （4）i中铜与硝酸根离子反应生成亚硝