精品解析：原理综合题

1. 二氧化碳的排放受到环境和能源领域的关注，其综合利用是研究的重要课题。 Ⅰ．第19届亚洲运动会使用废碳再生的绿色零碳甲醇作为主火炬塔燃料，利用焦炉气中的与从工业尾气中捕集的合成，实现循环内零碳排放。 （1）已知：反应I： kJ/mol 反应Ⅱ： kJ/mol 合成甲醇反应： _______kJ/mol。 （2）催化加氢制甲醇可能的反应历程如下图。首先在Zn-Ga-O表面解离成2个，随后参与到的还原过程。 注：□表示氧原子空位，*表示吸附在催化剂上的微粒。 理论上，反应历程中消耗的与生成的甲醇的物质的量之比为_______。 （3）该催化条件下，主要的副反应为：。实际工业生产中，需要在260℃、压强恒为4.0 MPa的反应釜中进行上述反应。为确保反应的连续性，需向反应釜中以进气流量0.04 mol/min、持续通入原料，同时控制出气流量。 ①需控制出气流量小于进气流量的原因为_______。 ②已知出气流量为0.03 mol/min，单位时间的转化率为60%，则流出气体中的百分含量为_______。 Ⅱ．高炉气中捕集制储氢物质HCOOH的综合利用示意图如下图所示： 已知：T温度下，， （4）T温度下，当吸收池中溶液的时，此时该溶液中_______。 （5）电解池中电催化还原为HCOOH。 ①铂电极反应方程式为_______。 ②铂电极上的副反应除析氢外，没有其它放电过程。若生成HCOOH的电解效率。当电路中转移3 mol 时，阴极室溶液的质量增加_______g。定义： 2. 由于油价飙升、能源多样化和能源供应安全需求，以及全球环境问题，使天然气成为一种全球性的能源，也使氢气被视为未来的能源媒介。国际上最为有效的制氢工艺是甲烷水蒸气重整反应，涉及的主要反应如下： 反应I：CH4(g)+ H2O(g) CO(g) +3H2(g) △H1=+206 kJ·mol-1 反应II：CH4(g)+ 2H2O(g) CO2(g)+4H2(g) △H2=+165 kJ·mol-1 反应III：CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H3 回答下列问题： （1）△H3=_______。已知(R、C为常数)，反应I、II、III的平衡常数与温度T的变化关系如图甲所示，其中表示反应II的是曲线_______(填标号)。 （2）不同压强下，将甲烷和水蒸气按照物质的量之比为1：3的比例投料，测得平衡状态下某物质随温度的变化如图乙所示。图中纵坐标可以表示_______(填“CH4转化率”或“CO2物质的量分数”)，压强p1、p2、p3由大到小的顺序是_______。 （3）一定条件下，向恒容容器中以物质的量之比为1：3的比例投入甲烷和水蒸气，达到平衡时，甲烷和水蒸气的转化率分别是80%和40%，则H2的物质的量分数x(H2)=_______，反应III以物质的量分数表示的平衡常数Kx=_______。 (可用分数表示) （4）一种高性能甲烷燃料电池的工作原理如图丙所示，使用特定催化剂只发生反应I，以熔融碳酸盐(MCO3)为电解质，燃料电池负极的电极反应式为 _______。 3. 消除氮氧化物有多种方法。 （1）催化还原法 催化还原法的原理如图1所示。 ①若烟气中，发生如图1中所示的脱氮反应，反应过程中转移电子时放出的热量为，则该脱氮反应的热化学方程式为_______。 ②如图2所示是一定时间内，在不同温度下分别使用催化剂和时的脱氮率，由此可知工业上使用的最佳催化剂和相应最佳温度分别为_______；使用作催化剂时，脱氮率段呈现如图2所示变化的原因可能是_______。 （2）电解吸收法 用6%的稀硝酸吸收生成亚硝酸，再将吸收液导入电解槽中电解，使之转化为硝酸。电解装置如图3所示。 ①图3中b应连接电源的_______(填“正极”或“负极”)。 ②使用石墨颗粒电极的目的是_______。 ③阳极的电极反应式为_______。 4. CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题。 (1)由CO2转化为羧酸是CO2资源化利用的重要方法。在催化作用下CO2和CH4合成CH3COOH的化学方程式为_______在合成CH3 COOH的反应中，下列有关说法正确的是_______。 (填字母) A.利用催化剂可以使反应的平衡常数增大 B. CH4→CH3COOH过程中，有C-H键发生断裂 C.有22. 4LCH4参与反应时转移4mol电子 D.该反应为放热反应 (2)CO2和H2合成甲醇也是CO2资源化利用的重要方法。测得平衡时甲醇产率与反应温度、压强的关系如图所示。 ①若H2(g)和CH3OH(l)燃烧热分别为285.8kJ●mol-1和726.5kJ●mol-1，则由CO2和H2生成液态甲醇和液态水的热化学方程式为