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2023届高考化学备考一轮复习—化学反应原理综合题
1.(2022·贵州铜仁·统考二模)汽车尾气已成为城市空气的主要污染源之一,在汽车尾气处理系统中安装催化转化器,可减少CO和NOx的排放。
已知: i. CO(g)+NO2(g) CO2(g)+NO(g) ΔH1= -15.9 kJ·mol-1
ii.2CO(g)+ 2NO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH2= -623 kJ·mol-1
iii. 4CO(g)+ 2NO2(g) 4CO2(g)+N2(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)ΔH3= ___________kJ·mol-1
(2)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了反应ii的反应历程,该反应经历了I、II、III三个过渡态。下图显示的是反应路径中每一阶段内各驻点的能量相对于此阶段内反应物能量的能量之差。以下说法正确的是___________ (填字母序号)。
a. N2O比更容易与CO发生反应
b.整个反应分为三个基元反应阶段,其中第一个反应阶段活化能最大
c.其他条件不变,增大压强或使用催化剂均可以增大反应速率,提高反应物的转化率
(3)一定温度下,将1 molCO、2 molNO充入2L固定容积的容器中发生反应ii,反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示。
①该反应化学平衡常数的表达式K=___________;
②前2 min内的平均反应速率v(NO)= ___________;
③8 min时,若改变反应条件,导致N2的物质的量发生如图所示的变化,则改变的条件可能是_____。
(4)实验室模拟反应iii在相同的密闭容器中加入2 molCO和1 mol NO2,经过相同时间,测得NO2的转化率[α(NO2)]随温度的变化如图所示。1050K前NO2的转化率随温度升高而增大,原因是_________ ; 在1050K时,NO2的体积分数为___________ 。
2.(2022·上海黄浦·格致中学校考模拟预测)为了防止或减少机动车尾气和燃煤产生的烟气对空气的污染,人们采取了很多措施。
Ⅰ.汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+ 2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)+Q (Q>0)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)和时间(t)的变化曲线如图所示。
完成下列填空:
(1)T1和T2的大小关系为_______。在T2温度下,0~2s内氮气的平均反应速率v(N2)=_______
(2)若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是_______。
a. b. c. d.
Ⅱ.煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) +867kJ,2NO2(g)N2O4(g) +113.8 kJ
(3)CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式为_______。
Ⅲ.NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图所示:
(4)由图可知SCR技术中的氧化剂为_______。用Fe作催化剂时,在氨气足量的情况下,当c(NO2)/c(NO)=1:1时,脱氮率最佳,该反应的化学方程式_______。
(5)利用以上反应原理,采用NH3作还原剂,烟气以一定的流速通过催化剂,通过测量逸出气体中氮氧化物含量,可确定烟气脱氮率。所测烟气脱氮率与温度的关系如图所示,说明该正反应为_______反应。(选填“吸热”或“放热”)。理由是_______。
3.(2022·天津·统考二模)除去废水中Cr(Ⅵ)的方法有多种。请按要求回答下列问题。
(1)金属除Cr(Ⅵ)法:其他条件相同时,用等量的Zn粉、Zn-Cu粉分别处理酸性含Cr(Ⅵ)废水。Cr(Ⅵ)的残留率随时间的变化如下图所示,图1中b方法选用的金属粉处理效果更快的原因是_______。
(2)与熟石灰除Cr(Ⅵ)法:向酸性废水中加入,再加入熟石灰,使沉淀(常温下;设时沉淀完全)。
①实验中的作用是_______。
②Cr(Ⅲ)在水溶液中的存在形态分布如图所示。当pH>12时,Cr(Ⅲ)去除率下降的原因可用离子方程式表示为_______。
③为使沉淀完全,调控溶液的pH最小值为_______。
(3)离子交换法除铬(Ⅵ):Cr(Ⅵ)去除率与pH关系如图所示。已知:强碱性树脂(ROH)与废水中的、离子能发生交换均生成(s)。其反应可表示为(以发生交换为例)。
①写出发生交换反应的平衡常数表达式,_______。
②当pH>4时,Cr(Ⅵ)去除率下降的原因是_______。
(4)电解除铬(Ⅵ)法:一般采用在直流电作用下