資源簡介

2025屆高三化學(xué)一輪專題復(fù)習(xí)講義（28）
專題七 化學(xué)熱點
7-2 化學(xué)反應(yīng)原理綜合題（1課時）
【復(fù)習(xí)目標(biāo)】
理解最核心、最基礎(chǔ)的概念和原理的內(nèi)涵，能從模型的角度認(rèn)識這些概念和原理，并說出它們建立的過程和關(guān)鍵證據(jù)，反思它們建立的思路與方法，深化對化學(xué)基本原理、基本觀念的理解與認(rèn)識，促進(jìn)對科學(xué)本質(zhì)的理解。
【重點突破】
通過對研究案例的研究過程的分析和研討，幫助學(xué)生發(fā)展提出問題的意識和能力，擴(kuò)展分析問題和解決問題的角度和思路。
【真題再現(xiàn)】
例1．（2023·江蘇高考）空氣中CO2含量的控制和CO2資源利用具有重要意義。
（1）燃煤煙氣中CO2的捕集可通過如下所示的物質(zhì)轉(zhuǎn)化實現(xiàn)。
“吸收”后所得的KHCO3溶液與石灰乳反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______；載人航天器內(nèi)，常用LiOH固體而很少用KOH固體吸收空氣中的CO2，其原因是______。
（2）合成尿素[CO(NH2)2]是利用CO2的途徑之一。尿素合成主要通過下列反應(yīng)實現(xiàn)
反應(yīng)Ⅰ：2NH3(g)+CO2(g)===NH2COONH4(l)
反應(yīng)Ⅱ：NH2COONH4(l) === CO(NH2)2(l)+H2O (l)
①密閉體系中反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)(K)與溫度的關(guān)系如圖甲所示，反應(yīng)Ⅰ的△H___0（填“=”或“>”或“<”）。
②反應(yīng)體系中除發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、反應(yīng)Ⅱ外，還發(fā)生尿素水解、尿素縮合生成縮二脲[(NH2CO)2NH]和尿素轉(zhuǎn)化為氰酸銨(NH4OCN)等副反應(yīng)。尿素生產(chǎn)中實際投入NH3和CO2的物質(zhì)的量之比為n(NH3)∶n(CO2)=4∶1，其實際投料比值遠(yuǎn)大于理論值的原因是__________。
（3）催化電解吸收CO2的KOH溶液可將CO2轉(zhuǎn)化為有機(jī)物。在相同條件下，恒定通過電解池的電量，電解得到的部分還原產(chǎn)物的法拉第效率（FE%）隨電解電壓的變化如圖乙所示。
FE%=×100%
其中，QX=nF，n表示電解生成還原產(chǎn)物X所轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，F(xiàn)表示法拉第常數(shù)。
①當(dāng)電解電壓為U3V時，電解過程中含碳還原產(chǎn)物的（FE%）為0，陰極主要還原產(chǎn)物為_____（填化學(xué)式）。
②當(dāng)電解電壓為U2V時，陰極由HCO生成CH4的電極反應(yīng)式為________。
③當(dāng)電解電壓為U3V時，電解生成的C2H4和HCOO-的物質(zhì)的量之比為_____（寫出計算過程）。
解析：（1）由圖可知“吸收”后所得的KHCO3溶液與石灰乳反應(yīng)生成碳酸鈣用于煅燒產(chǎn)生二氧化碳，產(chǎn)物KOH可回收利用，故方程式為KHCO3+Ca(OH)2===CaCO3+KOH+H2O。載人航天器內(nèi)，常用LiOH固體而很少用KOH固體吸收空氣中的CO2的原因為相同質(zhì)量的LiOH固體可吸收更多二氧化碳。（2）由圖可知升高溫度反應(yīng)Ⅰ的lgK減小，說明溫度升高平衡逆向移動，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，其△H <0。實際投料比值遠(yuǎn)大于理論值的原因是適當(dāng)抑制副反應(yīng)的發(fā)生，尿素中氮碳比小于副產(chǎn)物中縮二脲的氮碳比，氨氣與二氧化碳的投料比越大，二氧化碳轉(zhuǎn)化率越高。（3）當(dāng)電解電壓為U1V時，電解過程中含碳還原產(chǎn)物的FE%為0，說明二氧化碳為得電子，為氫離子得電子變成氫氣。當(dāng)電解電壓為U2V時，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒可知堿性條件下陰極由HCO生成CH4的電極反應(yīng)式為HCO+8e-+6H2O===CH4↑+9OH-或 10HCO+8e-===CH4↑+9CO+3H2O。當(dāng)電解電壓為U3V時，電解過程中還原產(chǎn)物C2H4的FE%為24%，還原產(chǎn)物HCOO-的FE%為8%，每生成1molC2H4轉(zhuǎn)移12mole-，每生成1molHCOO-轉(zhuǎn)移2mole-，故電解生成的C2H4和HCOO-的物質(zhì)的量之比為∶=1∶2。
答案：（1）KHCO3+Ca(OH)2===CaCO3+KOH+H2O 相同質(zhì)量的LiOH固體可吸收更多二氧化碳
（2）<0 適當(dāng)抑制副反應(yīng)的發(fā)生，尿素中氮碳比小于副產(chǎn)物中縮二脲的氮碳比，氨氣與二氧化碳的投料比越大，二氧化碳轉(zhuǎn)化率越高
（3）H2 HCO+8e-+6H2O===CH4↑+9OH-或 10HCO+8e-===CH4↑+9CO+3H2O。 每生成1molC2H4轉(zhuǎn)移12mole-，每生成1molHCOO-轉(zhuǎn)移2mole-，故電解生成的C2H4和HCOO-的物質(zhì)的量之比為∶=1∶2
例2．（2022·江蘇高考）CO2/ HCOOH循環(huán)在氫能的貯存/釋放、燃料電池等方面具有重要應(yīng)用。
（1）CO2催化加氫。在密閉容器中，向含有催化劑的KHCO3溶液（CO2與KOH溶液反應(yīng)制得）中通入H2生成HCOO-，其離子方程式為 ；其他條件不變，HCO轉(zhuǎn)化為HCOO-的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖-1所示。反應(yīng)溫度在40℃~80℃范圍內(nèi)，HCO催化加氫的轉(zhuǎn)化率迅速上升，其主要原因是 。
（2）HCOOH燃料電池。研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖-2所示，兩電極區(qū)間用允許K+、H+通過的半透膜隔開。
①電池負(fù)極電極反應(yīng)式為_______________________；放電過程中需補充的物質(zhì)A為______（填化學(xué)式）。
②圖-2所示的 HCOOH燃料電池放電的本質(zhì)是通過HCOOH與O2的反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，其反應(yīng)的離子方程式為 。
（3）HCOOH催化釋氫。在催化劑作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反應(yīng)，機(jī)理如圖-3所示。
①HCOOD催化釋氫反應(yīng)除生成CO2外，還生成__________（填化學(xué)式）。
②研究發(fā)現(xiàn)：其他條件不變時，以 HCOOK溶液代替 HCOOH催化釋氫的效果更佳，其具體優(yōu)點是 。
答案：（1）HCO+H2HCOOˉ+H2O
溫度升高反應(yīng)速率增大，溫度升高催化劑的活性增強
（2）HCOOˉ+2OHˉ－2eˉ=== HCO+H2O H2SO4
2HCOOH+O2+2OHˉ === 2 HCO+2H2O或2HCOOˉ+O2=== 2 HCO；
（3）①HD ②提高釋放氫氣的速率，提高釋放出氫氣的純度
例3．（2021·江蘇高考）甲烷是重要的資源，通過下列過程可實現(xiàn)由甲烷到氫氣的轉(zhuǎn)化。
（1）500℃時，CH4與H2O重整主要發(fā)生下列反應(yīng)：
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)
已知CaO(s)+CO2(g)===CaCO3(s) ΔH=-178.8kJ·mol-1。向重整反應(yīng)體系中加入適量多孔CaO，其優(yōu)點 。
（2）CH4與CO2重整的主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
反應(yīng)I：CH4(g)+CO2(g) ===2CO(g)+2H2(g) ΔH=246.5kJ·mol-1
反應(yīng)II：H2(g)+CO2(g) ===CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ·mol-1
反應(yīng)III：2CO(g) ===CO2(g)+C(s) ΔH=-172.5kJ·mol-1
①在CH4與CO2重整體系中通入適量H2O(g)，可減少C(s)的生成，反應(yīng)3CH4(g)+CO2(g)+2H2O(g) ===4CO(g)+8H2(g)的ΔH=___。
②1.01×105Pa下，將n起始(CO2)︰n起始(CH4)=1︰1的混合氣體置于密閉容器中，不同溫度下重整體系中CH4和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖1所示。800℃下CO2平衡轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)大于600℃下CO2平衡轉(zhuǎn)化率，其原因是 。
（3）利用銅—鈰氧化物(xCuO·yCeO2，Ce是活潑金屬)催化氧化可除去H2中少量CO，催化氧化過程中Cu、Ce的化合價均發(fā)生變化，可能機(jī)理如圖2所示。將n(CO)︰n(O2)︰n(H2)︰n(N2)=1︰1︰49︰49的混合氣體以一定流速通過裝有xCuO·yCeO2催化劑的反應(yīng)器，CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖3所示。
①Ce基態(tài)原子核外電子排布式為[Xe]4f15d16s2，圖2所示機(jī)理的步驟(i)中，元素Cu、Ce化合價發(fā)生的變化為___。
②當(dāng)催化氧化溫度超過150℃時，催化劑的催化活性下降，其可能原因是___。
解析：（1）已知CaO(s)+CO2(g) ===CaCO3(s) ΔH=－178.8kJ·mol-1，因此向重整反應(yīng)體系中加入適量多孔CaO的優(yōu)點是吸收CO2，使平衡正向移動，提高H2的產(chǎn)率，同時提供熱量。（2）①反應(yīng)I：CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)ΔH=246.5kJ·mol-1反應(yīng)II：H2(g)+CO2(g) ===CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ·mol-1依據(jù)蓋斯定律可知I×3－II×2即得到反應(yīng)3CH4(g)+CO2(g)+2H2O(g) ===4CO(g)+8H2(g)的ΔH=657.1kJ·mol-1。②由于反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的ΔH＞0，高溫下反應(yīng)的平衡常數(shù)大（反應(yīng)正向進(jìn)行程度大），CO2的消耗量大，反應(yīng)Ⅲ的ΔH＜0，高溫下反應(yīng)的平衡常數(shù)小（反應(yīng)正向進(jìn)行程度?。?，CO2的生成量小，所以800℃下CO2平衡轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)大于600℃下CO2平衡轉(zhuǎn)化率。（3）①圖2所示機(jī)理的步驟(i)中CO結(jié)合氧元素轉(zhuǎn)化為二氧化碳，根據(jù)Cu、Ce兩種元素的核外電子排布式可判斷元素Cu、Ce化合價發(fā)生的變化為銅的化合價由+2變?yōu)?1價，鈰的化合價由+4價變?yōu)?3價。②由于高溫下，Cu(+2價)或Cu(+1價)被H2還原為金屬Cu，所以當(dāng)催化氧化溫度超過150℃時，催化劑的催化活性下降。
答案：（1）吸收CO2，提高H2的產(chǎn)率，提供熱量
（2） ①657.1kJ·mol-1 ②反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的ΔH＞0，高溫下反應(yīng)的平衡常數(shù)大（反應(yīng)正向進(jìn)行程度大），CO2的消耗量大，反應(yīng)Ⅲ的ΔH＜0，高溫下反應(yīng)的平衡常數(shù)?。ǚ磻?yīng)正向進(jìn)行程度小），CO2的生成量小
（3） ①銅的化合價由+2變?yōu)?1價，鈰的化合價由+4價變?yōu)?3價 ②高溫下，Cu(+2價)或Cu(+1價)被H2還原為金屬Cu
【知能整合】
1．從化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的角度綜合分析，選擇與優(yōu)化化工生產(chǎn)條件是高考命題的重要素材。
（1）化工生產(chǎn)適宜條件選擇的一般原則
條件 原則
從化學(xué)反應(yīng)速率分析 既不能過快，又不能過慢
從化學(xué)平衡移動分析 既要注意外界條件對反應(yīng)速率和平衡影響的一致性，又要注意二者影響的矛盾性
從原料的利用率分析 增加易得廉價原料，提高難得高價原料的利用率，從而降低生產(chǎn)成本
從實際生產(chǎn)能力分析 如設(shè)備承受高溫、高壓能力等
從催化劑的使用活性分析 注意催化劑的活性溫度對溫度的限制
（2）平衡類問題需要考慮的幾個方面
①原料的來源、除雜，尤其考慮雜質(zhì)對平衡的影響。
②原料的循環(huán)利用。
③產(chǎn)物的污染處理。
④產(chǎn)物的酸堿性對反應(yīng)的影響。
⑤氣體產(chǎn)物的壓強對平衡造成的影響。
⑥改變外界條件對多平衡體系的影響。
2．新情境下陌生電極反應(yīng)式的書寫方法：
（1）先區(qū)分原電池還是電解池再定電極；
（2）書寫電極反應(yīng)式，要考慮介質(zhì)與放電生成的離子能否大量；
（3）也可以根據(jù)題目所給的總方程式，與其中一電極式相減即得另一電極反應(yīng)式。
【體系再構(gòu)】
【鞏固練習(xí)】
基礎(chǔ)訓(xùn)練
1．（2023·鹽城三模）碳酸二甲酯()簡稱為DMC，是一種環(huán)保性能優(yōu)異、用途廣泛的化工原料。工業(yè)上用CO2與H2催化合成甲醇，由甲醇制備DMC。
（1）合成甲醇相關(guān)的熱化學(xué)方程式如下：
反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－49.2 kJ·mol-1
反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41.2 kJ·mol-1
①反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH＝________ kJ·mol-1。
②將物質(zhì)的量之比為1∶3的CO2與H2通入恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，隨著壓強的增大，CO的選擇性________（填“增大”或“減小”）
從平衡移動的角度分析，其可能的原因是__________________________ 。
③向合成甲醇的體系中加入少量Al2O3，單位時間內(nèi)甲醇的選擇性提高，其原因是__________________________。
（2）工業(yè)上以CH3OH作反應(yīng)物和溶劑，電解碳酸1,2 丙二酯()、四乙基碘化銨（TEAI，提供I）和CH3OH混合液制備DMC。為探究反應(yīng)機(jī)理，設(shè)計如下三個對比實驗：
實驗I：10 mL CH3OH＋0.117 mol·L-1碳酸1,2 丙二酯，蒸餾，沒有DMC生成。
實驗II：10 mL CH3OH＋0.117 mol·L-1碳酸1,2 丙二酯＋0.1 mol·L-1TEAI，蒸餾，DMC產(chǎn)率7.5%。
實驗III：10 mL CH3OH＋0.117 mol·L-1碳酸1,2 丙二酯＋0.1 mol·L-1TEAI，Cu為陰極、石墨為陽極，通電，DMC產(chǎn)率82.3%。
電催化酯交換法合成碳酸二甲酯的機(jī)理如圖：
注：代表微粒帶負(fù)電荷。
①陰極電極反應(yīng)式為__________________________________________。
②I在反應(yīng)過程中的機(jī)理可描述為_____________________________________。
【鞏固練習(xí)】答案
1．（1）①－90.4　
②減小　反應(yīng)Ⅰ的正反應(yīng)方向是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增大壓強，平衡正向移動，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大，CH3OH的選擇性提高，CO的選擇性降低；反應(yīng)Ⅱ是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，受反應(yīng)Ⅰ的影響，平衡逆向移動，CH3OH的選擇性提高，CO的選擇性降低　
③Al2O3能降低反應(yīng)Ⅰ的活化能，進(jìn)而提高甲醇的選擇性
（2）①2CH3OH＋2e－===2CH3O－＋H2↑
②O的電負(fù)性大于C，在碳酸1,2 丙二酯的分子中，酯基碳原子帶有部分正電荷，受到體系中I進(jìn)攻，碳氧雙鍵斷裂，酯基氧所帶的負(fù)電荷離去，恢復(fù)碳氧雙鍵；CH3O進(jìn)攻酯基中的碳原子，I離去，恢復(fù)碳氧雙鍵
拓展訓(xùn)練
2．CH4與CO2重整生成H2和CO的過程中主要發(fā)生下列反應(yīng)
CH4(g)＋CO2(g)===2H2(g)＋2CO(g)　ΔH＝＋247.1 kJ·mol-1
H2(g)＋CO2(g)===H2O(g)＋CO(g)　ΔH＝＋41.2 kJ·mol-1
在恒壓、反應(yīng)物起始物質(zhì)的量比n(CH4)∶n(CO2)＝1∶1條件下，CH4和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖所示。
下列有關(guān)說法正確的是
A．升高溫度、增大壓強均有利于提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率
B．曲線A表示CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化
C．相同條件下，改用高效催化劑能使曲線A和曲線B相重疊
D．恒壓、800 K、n(CH4)∶n(CO2)＝1∶1條件下，反應(yīng)至CH4轉(zhuǎn)化率達(dá)到X點的值，改變除溫度外的特定條件繼續(xù)反應(yīng)，CH4轉(zhuǎn)化率能達(dá)到Y(jié)點的值
3．（2023·揚州考前調(diào)研）煙氣中的NOx是大氣的主要污染物之一，NOx的吸收處理是當(dāng)前研究的熱點。
（1）還原吸收法
方法1：直接使用尿素[CO(NH2)2]溶液吸收煙氣中的NOx。
方法2：先用合適的氧化劑將NOx中的NO氧化為NO2，再用CO(NH2)2溶液去還原吸收。
還原吸收等量的NOx，消耗尿素較多的是________（填“方法1”或“方法2”）。工業(yè)上選擇方法2處理NOx的原因是_____________________________________。
（2）水吸收法
NO2和N2O4均能被水吸收，不同初始壓強下，NO2和N2O4的混合氣體被水吸收前和吸收達(dá)到平衡后，氣體中NO2和N2O4的體積分?jǐn)?shù)如圖所示?；旌蠚怏w中與水反應(yīng)的主要成分是________。達(dá)到平衡后，氣體中的NO2和N2O4的體積分?jǐn)?shù)之和遠(yuǎn)小于100%，原因是____________________________________。
（3）配合物吸收法
鈷氨配合物吸收NO的主要原理如下。
已知：[Co(NH3)6]2＋對NO的配合能力很強，而[Co(NH3)6]3＋對NO的配合能力極低。
①與NO反應(yīng)的[Co(NH3)6]2＋和與O2反應(yīng)的[Co(NH3)6]2＋的物質(zhì)的量之比為________。
②鈷氨溶液經(jīng)過多次循環(huán)吸收NO后，其吸收NO的能力會降低，為了恢復(fù)鈷氨溶液吸收NO的能力，需采取的方法是_________________________。
（4）NO與O2在某催化劑表面反應(yīng)生成NO2的過程中，O2在催化劑表面能形成被吸附的O（用O-Site表示），接下來的機(jī)理可能有兩種：
機(jī)理1：NO(g)＋O SiteNO2－Site
機(jī)理2：NO－Site＋O－SiteSite＋NO2－Site
上述兩個反應(yīng)均為基元反應(yīng)。保持溫度和NO的濃度不變，測得NO與O2在該催化劑作用下反應(yīng)的初始速率與O2濃度的關(guān)系如圖所示。能合理解釋圖中曲線變化的機(jī)理為______________________（填“機(jī)理1”或“機(jī)理2”）；判斷的依據(jù)是__________________________________________________。
【拓展訓(xùn)練】答案：
2．D
3．（1）方法2 　NO2在水中溶解度好，與尿素溶液反應(yīng)速率快；NO2的氧化性強于NO
（2）N2O4　NO2和N2O4與水反應(yīng)后生成了NO
（3）①1∶2　②將[Co(NH3)6]3＋還原為[Co(NH3)6]2＋
（4）機(jī)理2　機(jī)理2認(rèn)為反應(yīng)速率與O吸附量和NO吸附量有關(guān)；O2濃度較小時，增加c(O2)，O吸附量增大，反應(yīng)速率加快；O
【課后作業(yè)】
1．肼(N2H4)在不同條件下分解產(chǎn)物不同，200 ℃時在Cu表面分解的機(jī)理如圖1。
已知200 ℃時：
反應(yīng)Ⅰ：3N2H4(g)===N2(g)＋4NH3(g)　ΔHl＝－32.9 kJ·mol-1
反應(yīng)Ⅱ： N2H4(g)＋H2(g)===2NH3(g)　ΔH2＝－41.8 kJ·mol-1，下列說法不正確的是
A．圖1所示過程①、②都是放熱反應(yīng)
B．反應(yīng)Ⅱ的能量過程示意圖如圖2所示
C．?dāng)嚅_3 mol N2H4(g)中的化學(xué)鍵吸收的能量小于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)中的化學(xué)鍵釋放的能量
D．200 ℃時，肼分解生成氮氣和氫氣的熱化學(xué)方程式為：
N2H4(g)===N2(g)＋2H2 (g)　ΔH＝50.7 kJ·mol-1
2．我國科研人員提出了以Ni/Al2O3為催化劑，由CO2和H2轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品CH4的反應(yīng)歷程，其示意圖如下：
下列說法不正確的是
A．總反應(yīng)方程式為：CO2＋4H2===CH4＋2H2O
B．催化劑可有效提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率
C．反應(yīng)歷程中，H—H鍵與C==O鍵斷裂吸收能量
D．反應(yīng)過程中，催化劑參與反應(yīng)，改變反應(yīng)路徑，降低反應(yīng)的活化能
3．在恒壓、NO和O2的起始濃度一定的條件下，催化反應(yīng)相同時間，測得不同溫度下NO轉(zhuǎn)化為NO2的轉(zhuǎn)化率如圖中實線所示（圖中虛線表示相同條件下NO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化）。下列說法正確的是
A．反應(yīng)2NO(g)+O2(g) ===2NO2(g)的ΔH>0
B．圖中X點所示條件下，延長反應(yīng)時間不能提高NO轉(zhuǎn)化率
C．圖中Y點所示條件下，增加O2的濃度不能提高NO轉(zhuǎn)化率
D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10 4 mol·L 1，NO平衡轉(zhuǎn)化率為50%，則平衡常數(shù)K >2000
4．N2O、NO和NO2等氮氧化物是空氣污染物，含有氮氧化物的尾氣需處理后才能排放。
（1）N2O的處理。N2O是硝酸生產(chǎn)中氨催化氧化的副產(chǎn)物，用特種催化劑能使N2O分解。NH3與O2在加熱和催化劑作用下生成N2O的化學(xué)方程式為 。
（2）NO和NO2的處理。已除去N2O的硝酸尾氣可用NaOH溶液吸收，主要反應(yīng)為NO+NO2+2OH =2NO+H2O 2NO2+2OH =NO+NO+H2O
①下列措施能提高尾氣中NO和NO2去除率的有 （填字母）。
A．加快通入尾氣的速率
B．采用氣、液逆流的方式吸收尾氣
C．吸收尾氣過程中定期補加適量NaOH溶液
②吸收后的溶液經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾，得到NaNO2晶體，該晶體中含有的主要雜質(zhì)是 （填化學(xué)式）；吸收后排放的尾氣中含量較高的氮氧化物是 （填化學(xué)式）。
（3）NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾氣，可提高尾氣中NO的去除率。其他條件相同，NO轉(zhuǎn)化為NO的轉(zhuǎn)化率隨NaClO溶液初始pH（用稀鹽酸調(diào)節(jié)）的變化如圖所示。
①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl 和NO，其離子方程式為 。
②NaClO溶液的初始pH越小，NO轉(zhuǎn)化率越高。其原因是 。
5．煤的燃燒排放的SO2、CO嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量。減少污染物的排放、研究SO2、CO等大氣污染氣體的綜合利用具有重要意義。
Ⅰ. 燃煤脫硫技術(shù)是減少CO和SO2排放的常用方法之一。燃煤脫硫時常發(fā)生如下兩個反應(yīng)：
①CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)　ΔH1=+218.4 kJ·mol-l
②CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)CaS(s)+3CO2(g)　ΔH2=-394.0 kJ·mol-l
（1）某溫度下在一體積恒定的密閉容器中若只發(fā)生反應(yīng)①，下列不能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是　　 (填字母）。
A．容器內(nèi)氣體總壓強不再變化
B．單位時間內(nèi)生成1 mol SO2的同時消耗1 mol CO
C．混合氣體的密度不再變化
D．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化
（2）某科研小組研究起始一氧化碳物質(zhì)的量、溫度(T)對反應(yīng)②的影響，實驗結(jié)果如左圖所示。
①比較在a、b、c三點所處的平衡狀態(tài)中，反應(yīng)物SO2的轉(zhuǎn)化率最高的是　　。
②圖像中T2　　　?。ㄌ睢?”、“<”、“=”或“無法確定”）T1，判斷的理由是　 　。
Ⅱ. 氧化鋅吸收法也能減少SO2的排放。配制ZnO懸濁液（含少量MgO、CaO），在吸收塔中封閉循環(huán)脫硫，發(fā)生的主要反應(yīng)為ZnO+SO2ZnSO3(s)，測得pH、吸收效率η隨時間t的變化如右圖所示。為提高SO2的吸收效率η， 可采取的措施為　?。ㄌ钭帜福?。
A．增大懸濁液中ZnO的量
B．適當(dāng)提高單位時間內(nèi)煙氣的循環(huán)次數(shù)
C．調(diào)節(jié)溶液的pH至6.0以下
6．脫硫脫氮技術(shù)是環(huán)境科學(xué)研究的熱點。
（1）某實驗小組模擬O3氧化并結(jié)合(NH4)2SO3溶液吸收法，同時脫除SO2和NO的過程示意圖如圖。
已知氣體反應(yīng)器中主要發(fā)生如下反應(yīng)（K為25 ℃下平衡常數(shù)、E為活化能）：
Ⅰ. 2O3(g)===3O2(g)　ΔH1＝－286.6 kJ·mol-1、K1＝1.6×1057、E1＝24.6 kJ·mol-1
Ⅱ. NO(g)＋O3(g)===NO2(g)＋O2(g)　ΔH2＝－200.9 kJ·mol-1、K2＝6.2×1034、E2＝3.17 kJ·mol-1
III. SO2(g)＋O3(g)===SO3(g)＋O2(g)　ΔH3＝－241.6 kJ·mol-1、K3＝1.1×1041、E3＝58.17 kJ·mol-1
①其他條件不變時，溫度高于150 ℃，在相同時間內(nèi)SO2和NO的轉(zhuǎn)化率均隨溫度升高而降低，原因是 。
②其他條件不變，SO2和NO初始的物質(zhì)的量濃度相等時，經(jīng)檢測裝置1分析，在相同時間內(nèi)SO2和NO的轉(zhuǎn)化率隨O3的濃度的變化關(guān)系如圖1所示。NO的轉(zhuǎn)化率始終高于SO2的原因是______________________________。
③從檢測裝置1中排出的氣體經(jīng)如圖2所示的(NH4)2SO3溶液吸收器吸收，NO2被還原成NO。該噴淋吸收塔裝置的優(yōu)點是____________________________ 。
④其他條件不變，SO2和NO初始的物質(zhì)的量濃度相等時，經(jīng)檢測裝置2分析，在相同時間內(nèi)，O3與NO的物質(zhì)的量之比對SO2和NO脫除率的影響如圖3所示。O3的濃度很低時，SO2的脫除率超過97%，其原因是__________________________。
（2）科研人員研究發(fā)現(xiàn)厭氧氨氧化生物酶體系可以促進(jìn)H＋和電子的轉(zhuǎn)移（如a、b和c)，能將廢水中的NO轉(zhuǎn)化為N2進(jìn)入大氣層，其反應(yīng)過程如圖4所示。
①請結(jié)合反應(yīng)方程式，描述上述轉(zhuǎn)化的具體過程： 。
②若廢水中存在一定濃度的O2時，則上述轉(zhuǎn)化無法發(fā)生，其可能原因是______。
【課后作業(yè)】答案
1．A 2．B 3．D
4．（1）2NH3+2O2N2O+3H2O
（2）①BC ②NaNO3 NO
（3）①3HClO+2NO+H2O===3Cl +2NO+5H+
②溶液pH越小，溶液中HClO的濃度越大，氧化NO的能力越強
5．I（1）B
（2）①c
②＞ 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，CO2體積分?jǐn)?shù)降低，故T2＞T1
II AB
6．（1）
①高于150℃，溫度升高，反應(yīng)Ⅰ的速率增大，c(O2)減小，反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ的速率減小，導(dǎo)致SO2和NO的轉(zhuǎn)化率均降低
②反應(yīng)Ⅱ的活化能小于反應(yīng)Ⅲ，反應(yīng)Ⅱ的速率大于反應(yīng)Ⅲ，因此NO的轉(zhuǎn)化率高于SO2
③增大氣液接觸面積，提高吸收效率
④(NH4)2SO3溶液直接與SO2反應(yīng)是脫除SO2的主要原因
（2）
①反應(yīng)Ⅲ：N2H4－4e－===N2↑＋4H＋，此反應(yīng)產(chǎn)生4個H＋和4個電子，通過生物酶轉(zhuǎn)移，參與反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ，反應(yīng)Ⅰ：NO＋2H＋＋e－===H2O＋NO↑，反應(yīng)消耗2個H＋和1個電子，反應(yīng)Ⅱ：NO＋NH＋2H＋＋3e－===N2H4＋H2O，消耗2個H＋和3個電子（總反應(yīng)為NO＋NH===N2↑＋2H2O）
②O2氧化NO（或NO）使反應(yīng)終止，厭氧氨氧化酶在有氧條件下失去活性
半透膜
圖—2

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