2023年高考化學原理核心突破

年級：高三輔導科目：化學

教學目的針對高考最后一個大題進行練習總結(jié)

1.轉(zhuǎn)化率的影響因素分析

重點難點2.反應(yīng)機理的分析與表述

3.原因題的文字表達

教學內(nèi)容

1.含碳化合物的轉(zhuǎn)化利用是目前全球研究的熱點。

(1)利用CO2生產(chǎn)甲醇是資源化利用CO2的一種有效途徑。涉及的反應(yīng)如下:

反應(yīng)-1

I：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)A/7=-49kJ-mol

反應(yīng)II：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AW=+41kj.mop1

在恒壓條件下，起始n(CCh)：n(H2)=l：3時，平衡時CCh的轉(zhuǎn)化率和CH30H的選擇性隨溫度變化如圖-1所示。CH.QH

CH30H的物質(zhì)的量

的選擇性=反應(yīng)的C02的物質(zhì)的量X]0%。

%

/

w

±

X號

A

V

X

①己知鍵能總和：2E(C=O)+3E(H-H)=2798kJmo「。則3E(C-H)+E(C-O)+3E(H-O)=。

②溫度高于280℃時，曲線Y隨溫度的升高而升高的原因是。

(2)一種銅分子篩催化甲烷制取甲醇的反應(yīng)機理如圖-2所示。請結(jié)合Cu元素的化合價變化描述轉(zhuǎn)化I的反應(yīng)過程:

圖

1

(3)一種捕獲和轉(zhuǎn)化CO的原理如圖-3所示。在反應(yīng)I完成之后，以N2為載氣，以恒定組成的N2和CH4混合氣勻速通

入裝有CaCO3和催化劑的反應(yīng)器，測得流出氣體各組分的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間變化如圖-4所示。反應(yīng)過程中檢測到催

化劑上有積碳，積碳反應(yīng)為CH產(chǎn)C+2H2。

-

.

.E

O

U

1

U

V

如

炭

*

r

圖-3ltl-4

①t時刻，CO氣體流出速率為0的原因

②氫氣的流出速率保持為CH&流入速率的2倍的原因

2.氫氣不僅是一種清潔能源，更是一種重要的化工原料。

⑴圖1是一種將氫氣與氮氣利用電解原理制備NH3的裝置，圖中陶瓷在高溫時可以傳輸H+。其中Pd電極b為

.(填“陽極”或"陰極”)，陰極的電極反應(yīng)式為.

(2)氫氣與苯催化加成制備環(huán)己烷是化工生產(chǎn)中的重要工藝，一定條件下發(fā)生如下反應(yīng):

I.主反應(yīng):

II.副反應(yīng):

①有利于提高平衡體系中環(huán)己烷體積分數(shù)的措施有.

A.適當升溫B.適當降溫C.適當加壓D.適當減壓

②反應(yīng)I在管式反應(yīng)器中進行，實際投料往往在n(H2)：n(C6H6)=3：1的基礎(chǔ)上適當增大出用量，其目的是

③圖2是氨氣與苯反應(yīng)的機理，該過程可描述為；當H2中混有微量H2s或CO等雜質(zhì)時，會導致反應(yīng)I的產(chǎn)

率降低，推測其可能原因為.

金屬催化劑

7載體

圖2

2

④催化劑載體中的酸性中心能催化苯及環(huán)己烷的裂解。己知酸性中心可結(jié)合孤電子對，圖3中可作為酸性中心的原子

的標號是(填“a"、"b”或"c”)。

\z\

OOO

X/、卜

SiaAlb/

\/\/\/

000、O0、co

/Si\/Si\/Si\

ooxoOOO

催化劑載體表面結(jié)構(gòu)片段

圖3

3.氫氣是一種清潔能源，綠色環(huán)保制氫技術(shù)研究具有重要意義。

(l)“CuCl-HQ熱電循環(huán)制氫，，經(jīng)過溶解、電解、熱水解和熱分解4個步驟，其過程如圖所示。

①電解在質(zhì)子交換膜電解池中進行。陽極區(qū)為酸性CuCl,溶液，陰極區(qū)為鹽酸，電解過程中CuCl2轉(zhuǎn)化為Cu。：。電解

時陽極發(fā)生的主要電極反應(yīng)為(用電極反應(yīng)式表示)。

②電解后，經(jīng)熱水解和熱分解的物質(zhì)可循環(huán)使用。在熱水解和熱分解過程中，發(fā)生化合價變化的元素有(填元

素符號)。

(2)“Fe-HC0/HQ熱循環(huán)制氫和甲酸”的原理為：在密閉容器中，鐵粉與吸收COz制得的NaHCO.溶液反應(yīng)，生成H?、

HCOONa和Fe,O4；Fe3O4再經(jīng)生物柴油副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為Fe。

①實驗中發(fā)現(xiàn)，在3(X)℃時，密閉容器中NaHCOs溶液與鐵粉反應(yīng)，反應(yīng)初期有FeCO,生成并放出H?,該反應(yīng)的離子

方程式為。

②隨著反應(yīng)進行，F(xiàn)eCO、迅速轉(zhuǎn)化為活性FeQj,活性FeQ&*是HCO；轉(zhuǎn)化為HCOCX的催化劑，其可能反應(yīng)機理如

圖所示。根據(jù)元素電負性的變化規(guī)律。如圖所示的反應(yīng)步驟I可描述為。

3

③在其他條件相同時，測得Fe的轉(zhuǎn)化率、HCOCX的產(chǎn)率隨C(HCO：J變化如題圖所示。HCOO的產(chǎn)率隨c(HCO；)增

加而增大的可能原因是。

100

80

60

40

20

c(HC,OpmillL'1

(3)從物質(zhì)轉(zhuǎn)化與資源綜合利用角度分析，“Fe-HCOj-H2O熱循環(huán)制氫和甲酸”的優(yōu)點是。

4.溫室氣體的利用是當前環(huán)境和能源領(lǐng)域的研究熱點。

(1)CH4與CO2重整可以同時利用兩種溫室氣體，其工藝過程涉及如下反應(yīng)：

,

反應(yīng)①：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g);AHl=+247.4kJ-mor

反應(yīng)②：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)；AH2=+41.2kJ.mor'

反應(yīng)③：CH4(g)+^O2(g)CO(g)+2H,(g)；AH3=-35.6kJ-mol'

一定條件下，向體積為VL的密閉容器中通入CH4、CO2各l.Omol及少量。2,測得不同溫度下反應(yīng)平衡時各產(chǎn)物產(chǎn)

量如圖所示。

O

E

、

間

t

溫度/K

①圖中a代表產(chǎn)物。

②當溫度高于900K,H2O的產(chǎn)量隨溫度升高而下降的主要原因是

(2)CC>2電催化轉(zhuǎn)化合成氣：CO2電還原反應(yīng)機理如圖所示，由圖可知，催化劑選擇納米A%/納米A%指的是含55

個原子的Au納米顆粒)，理由是。該過程中，發(fā)生還原反應(yīng)的步驟為(填“「"II”或“HI”)。

4

注:*一催化劑一

>1.5-All|47

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器z

0.5-//AU、、、、、

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正0.0

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■*+CO+2H-i*+

-0.52COOH*+H—-co*+Hq2*+CO+H2O-

-1.0

反應(yīng)歷程

(3)Li-C0z電池能將二氧化碳(CO*高效轉(zhuǎn)化，研究表明，該電池反應(yīng)產(chǎn)物為碳酸鋰和單質(zhì)碳，且C02電還原后與鋰離

子結(jié)合形成碳酸鋰按以下4個步驟進行，寫出步驟III的離子方程式。

-

1.2CO,+2e~=C,O；II.C2O^=CO,+CO]

III.IV.CO；+2Li+=Li2cO3

(4)2021年9月，《科學》雜志發(fā)表論文，介紹人類首次以二氧化碳為原料，不依賴植物光合作用，直接經(jīng)過11步路

徑人工合成淀粉。前兩步，是先將二氧化碳還原為甲醛。

請寫出前兩步總反應(yīng)的化學方程式：

5.H2O2、02、03在水中可形成具有超強氧化能力的羥基自由基(-OH),能有效去除廢水中的H2Po2、CN丁苯酚等物

質(zhì)

(1汨2。2、在一定條件可處理廢水中H2P0一

①弱堿性條件下-0H將H2PO；氧化成P0：,該反應(yīng)的離子方程式為

②為比較不同投料方式下含H2P0：模擬廢水的處理效果，向兩份等體積廢水樣品中加入等量H2O2和。3,其中一份再

加入FeSO4。反應(yīng)相同時間，實驗結(jié)果如圖所示。

)0

80

-

L0

-6國總磷濃度

ao0

E4ffl次磷酸鹽濃度

及0

燙目次磷酸鹽氧化率

2

□磷元素沉淀率

0

HA+Ojgg+Fe2+

添加FeSCU后，次磷酸鹽氧化率、磷元素沉淀率均顯著提高，原因是

(2汨2。2、。2在一定條件下可處理廢水中的CN-。

5

①工業(yè)上通過電激發(fā)02處理廢水中的CN\反應(yīng)機理如圖所示，其過程可描述為

②已知Cu2+可催化過氧化氫氧化CN-。在含氟廢水總量、過氧化氫用量和溶液pH一定的情況下，反應(yīng)相同時間，測

得CM的氧化去除率隨c(Ci?+)的變化如圖所示。c(Cu2+)超過90mg-L」時，CN的氧化去除率有所下降，原因是

(3)比02在Fe3O4催化下可有效除去廢水中的苯酚等有機污染物。除去廢水中的苯酚的原理如圖所示。研究在不同初始

pH條件下，苯酚的去除率隨時間的變化，結(jié)果表明：在反應(yīng)開始時，初始pH=6的溶液中苯酚的去除率明顯低于初始

pH=3的溶液，但一段時間后兩者接近，原因是

6.鈾(U)可用作核燃料。核廢料中+6價的鈾［U(VI)］可以通過以下兩種方法處理。

⑴電化學還原法。U(VI)還原為U(IV)的電化學裝置如圖所示。

------------+--

陽離子交換膜

+4++

陰極上發(fā)生反應(yīng)：U0r+4H+2e-=U+2H2O,NO；+3H+2e=HNO2+H2O

6

陰極區(qū)溶液中發(fā)生反應(yīng)：、

2HNO2+U4+=UO]+2NOf+2H+2HNO2+N2H；=N2OT+N2f+3H2O+H+

①反應(yīng)2HNO2+N2H；=N2OT+N2f+3H2O+H+中，每生成0.1molN2轉(zhuǎn)移電子mol。

②陰極區(qū)溶液中加入N2H5NO3的目的是。

③以恒定電流進行電解，測得陰極區(qū)溶液中部分離子的物質(zhì)的量濃度隨時間變化如圖所示。

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色0.

50100150200

時間/min

i.0~lOOmin,電路中每轉(zhuǎn)移Imole:陰極區(qū)H+減少moL

ii.100?200min,c(H*)下降速率低于lOOmin前，原因是。

⑵吸附-沉淀法。氟磷灰石［CaMPO/Fz］可吸附溶液中的U(VI)并形成Ca(UO2)2(PO4)2沉淀。

①900C條件下，煨燒CaF2、Ca(0H)2和Ca2P2O7混合物，可制得吸附劑氟磷灰石。該反應(yīng)的化學方程式為。

②U(VI)的微粒越小，氨磷灰石吸附-沉淀的效果越好。溶液的pH會影響氟磷灰石表面所帶電荷。pH=2.5氨磷灰石表

面不帶電，pH<2.5氟磷灰石表面帶正電，pH>2.5氟磷灰石表面帶負電。U(VI)在不同pH的酸性溶液中的主要物種分

布分數(shù)(平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分數(shù))如圖甲所示。不同pH溶液中，吸附達到平衡時單位質(zhì)量氟磷灰

石吸附U(VI)的質(zhì)量如圖乙所示。

凝&

會400

歸6E0300

詞200

去100

段

比

彝3

(

>翅

□詳

pH=3時氟磷灰石的平衡吸附量高于pH=2和pH=4時的平衡吸附量，原因分別是

7.用化學方法降解水中有機物已成為污水處理領(lǐng)域的重要研究方向。

(1)酸性條件下，鐵炭混合物處理污水中硝基苯時的物質(zhì)轉(zhuǎn)化示意圖如圖1所示。

7

pH

圖2

①該物質(zhì)轉(zhuǎn)化示意圖可以描述為。

②其他條件一定，反應(yīng)相同時間，硝基苯的去除率與pH的關(guān)系如圖2所示。pH越大，硝基苯的去除率越低的原因是

NHz

2++3+

⑵向含F(xiàn)e2+和苯胺()的酸性溶液中加入雙氧水，會發(fā)生如下反應(yīng)：Fe+H+H2O2=Fe+HO+H2O

①HO?(羥基自由基)具有強氧化性，能將溶液中的苯胺氧化成C02和N2。寫出該反應(yīng)的離子方程式：。

②H2O2也具有氧化性，設(shè)計驗證苯胺是被H0?氧化而不是被H2O2氧化的實驗方案：。

(3)利用電化學裝置通過間接氧化法能氧化含苯胺的污水，其原理如圖3所示。其他條件一定，測得不同初始pH條件

下，溶液中苯胺的濃度與時間的關(guān)系如圖4所示。反應(yīng)相同時間，初始溶液pH=3時苯胺濃度大于pH=10時的原因是

。[已知氧化性：HC10(H+)>C10(0H)]

%0或0H-

HC10或CO

接電源正極

圖3

8.酸性廢水中的碎元素主要以亞種酸(H3Ase)3)形式存在。已知As2s3難溶于水，也不溶于稀硫酸、稀鹽酸等無機酸。

(1)工業(yè)上采用硫化法(通常用Na2S)去除廢水中的碑。

①向酸性廢水中加入NaS,產(chǎn)生的H2s與反應(yīng)生成As2s3的化學方程式為。

2H3ASO3

②沉淀后，若廢水中C(S2-)=1.0xl(y4mol.LT,則C(AS3+)=。［Ksp(As2s3)=4610-38］。

③為了防止As2s3與過量的S2-形成絡(luò)合離子而溶解，通常需添加適量的FeSO4溶液，形成FeS,與As2s3共沉淀。驗

證沉淀中含有FeS的實驗方法是o

(2)用硫代硫酸鈉(Na2s2O3)替代Na2s處理含神酸性廢水可避免H2s污染。

①Na2s2O3去除酸性廢水中EhAsCh的反應(yīng)機理如圖1所示,S2O；.經(jīng)過“途徑I”的除神過程可描述為(圖中“HS*

為自由基，表示孤單電子)。

8

圖1

②其他條件相同時，在紫外線照射下，將Na2s2O3分別加入到不含H3ASO3的酸性廢水和含H3ASO3的酸性廢水中，監(jiān)

測到反應(yīng)過程中部分物質(zhì)的濃度變化如圖2所示，發(fā)現(xiàn)均不釋放H2S,其原因是。

2

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051015202530

051015202530

時間/min時間/min

圖2

9.工業(yè)上常用CO2為原料合成甲酸或甲醇。

I.用CO2和水蒸氣為原料，在等離子體和雙金屬催化劑xZnOyZrO?的作用下制備CH3OH。研究表明，在等離子體的

協(xié)同下，雙金屬催化劑中的ZrO2更易形成氧空位，從而更有利于吸附或結(jié)合外界0原子，使得制備CH30H的反應(yīng)條

件更趨溫和。

(1)催化劑的制備

將一定比例的Zn(NO)-6H2O和ZQNOJDHQ溶于水，攪拌下將其滴入pH為8的氨水中，充分反應(yīng)后得到

xZn(OH)2-yZr(OH)4沉淀，將固體過濾、洗滌、干燥，于550℃焙燒6h,制得雙金屬催化劑xZnOjZQ。寫出生成

-rZn(OH)2-yZr(OH)4沉淀的離子方程式：。

(2)工藝參數(shù)的研究

控制水蒸氣流速為28.74mL-min-、溫度為150℃、反應(yīng)電流為4.17A,在使用單獨的等離子體(P)、等離子體與雙金

屬催化劑協(xié)同(P+C)兩種不同催化條件下，測得CO2流速對醉類產(chǎn)生的影響關(guān)系如圖所示。

9

20253035404550

CO?流速

①無論使用何種催化條件，CH.QH的產(chǎn)量均隨著CO2流速的增大而下降，其原因是o

②分析圖像可知，選用等離子體與雙金屬催化劑協(xié)同催化條件的優(yōu)勢是。

(3)反應(yīng)機理的分析

利用等離子體和雙金屬催化劑xZnO.yZrO?催化CO?和H2O反應(yīng)生成CH30H的過程中Zr的化合價發(fā)生變化，可能機

理如圖所示:

6H

人山、J4等離子體

6Hor(I

6H

rnrrn~\0)

①Zr的常見化合價有+2、+3和+4,上圖步驟(HI)中，元素Zr化合價發(fā)生的變化為。

②增大反應(yīng)電流，等離子體會釋放出數(shù)量更多、能量更大的高能粒子。隨著反應(yīng)電流的增加，CH3OH的產(chǎn)量增大，其

可能原因是。

II.工業(yè)上可以通過CO?電催化加氫合成甲酸。一種利用電催化反應(yīng)器合成甲酸的工作原理如圖所示。

10

C°2>覆蓋催化劑的Sn電極______平2和C°

⑷若控制原料H2的流速為22.4L.min，且保證CO2氣體略過量，通氣lOmin后，陰極收集到5.6LH?和CO的混合

氣體，陽極出口處收集到22.4LHZ則生成HCOOH的物質(zhì)的量為。(氣體體積均已折算成標準狀況下的體

積)

(5)電極表面積對CO2轉(zhuǎn)化率和HCOOH選擇性［染整，］的影響如圖所示?？刂破渌麠l件不變，隨著電極表面積的

增大，CO2轉(zhuǎn)化率增大且HCOOH選擇性下降的原因是o

0,50300035004000450050000.80

電極表面積/cm?

10.磷的化合物應(yīng)用廣泛。

(1)磷酸鐵(FePOj用于生產(chǎn)新型動力鋰電池的電極材料生產(chǎn)原理：向硫酸鐵溶液中先加入磷酸調(diào)節(jié)鐵磷比，再加氨

水調(diào)節(jié)溶液pH,析出磷酸鐵沉淀。一定條件下，探究pH對磷酸鐵沉淀的影響，結(jié)果如圖所示。

①在pH為1?2.5時，加入氨水生成沉淀的主要成分為磷酸鐵，生成磷酸鐵的化學方程式為。

②在pH為2.5?3.0時，隨pH增大，磷的沉淀率開始下降，其可能原因是o

(2)磷化硼(BP)是一種超硬耐磨涂層材料，它可用作金屬的表面保護層。磷化硼晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示(白球代表磷原子,

黑球代表硼原子)。

11

甲乙

①磷化硼(BP)晶體屬于晶體。

②磷化硼晶胞沿著體對角線方向的投影如圖乙所示(圖乙中表示原子的投影)，圖乙中B原子的投影位置為(用

序號表示)。

(3)磷化氫(PHJ是一種熏蒸劑，在貯糧中用于防治害蟲，一種制備PH,的流程如下:

過量―APH3

白磷濃NaOH溶液

“4)△次磷酸鈉

殛?次磷酸分解廠PL

~^(NaHPO)

22—?H3P

①白磷與過量濃NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式：

②計算62gP4理論上共生產(chǎn)PH,氣體在標準狀況下的體積

11.我國對世界鄭重承諾：2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和，而研發(fā)CO2的碳捕捉和碳利用技術(shù)則是關(guān)

鍵。

(1)大氣中的CO2主要來自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒，CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點之一。該重整

反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng)：

①CHMg)懈BC(s)+2H2(g)AHi=akJ.mol-'

1

②CO2(g)+H2(g)峰為CO(g)+H2O(g)AH2=bkJ?mol-

③2co(g)峰(CO2(g)+C(s)AH3=ckJ?mol-'

反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)|jg?2co(g)+2H2(g)的AH=____kJ-molL

(2)多晶Cu是目前唯一被實驗證實能高效催化CCh還原為燃類(如C2H4)的金屬。如圖1所示，電解裝置中分別以多晶

Cu和Pt為電極材料，用陰離子交換膜分隔開陰、陽極室，反應(yīng)前后KHCCh濃度基本保持不變，溫度控制在10C左

右。生成C2H4的電極反應(yīng)式為。

12

pH-KHCO酒液

ffl-l

(3)CC)2的電化學催化還原具有條件溫和、對環(huán)境友好的優(yōu)點.Cu對C02的電還原有一定的催化作用。在

0.1mol?L」CuSO4/H2s04溶液中，改變沉積時間，進行恒電位沉積制備納米Cu電極。圖2是根據(jù)不同沉積時間制備的

納米Cu電極的循環(huán)伏安曲線作出的CO2的還原峰電流(峰電流越大，表明納米Cu電極催化效果越好)與沉積時間的關(guān)

系圖，沉積時間超過50s,進一步延長沉積時間，納米Cu電極催化效果減弱的原因是—o

(4)常溫下，以NaOH溶液作CO?捕捉劑不僅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工產(chǎn)品Na2co3。用ILNa2cO3溶

液將2.33gBaSO4固體全都轉(zhuǎn)化為BaCCh，再過濾，所用的Na2c。3溶液的物質(zhì)的量濃度至少為___mokL'o

[已知：常溫下Ksp(BaS04)=lxl(yLKsp(BaC03)=lxl()T°；忽略溶液體積變化]

⑸章根強課題組通過溫和的自光刻技術(shù)制備出富含氧空位的Co(C03)o.5(OH)?0.11H20納米線(用Co"表示)，測試結(jié)果

表明，該Co"在可見光下具有優(yōu)異的光催化CO?還原活性。分析表明，該C02還原催化機理為典型的Co"/Coi反應(yīng)路

徑(如圖3)。首先，光敏劑([Ru(bpy)3p+)通過可見光照射被激發(fā)到激發(fā)態(tài)([Ru(bpy)3]2+)隨后([Ru(bpy)3p+*)被TEOA淬

滅得到([Ru(bpy)3「)還原物種，該還原物種將向Co"供激發(fā)電子將Co"還原為Col。(結(jié)合圖示，描述CO?還原

為CO的過程)

13

12.用化學方法進行環(huán)境修復已成為環(huán)境修復領(lǐng)域的重要研究方向。

(1)O3能將NO和NO2轉(zhuǎn)化成綠色硝化劑N2O5。已知下列熱化學方程式:

2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)AW=+106.2kJ-moP'

1

2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)AH=-114kJ-moP

2O3(g)=3O2(g)A/7=-284,2kJmol'

則反應(yīng)2NO(g)+2NO2(g)+2O,(g)=2N2O5(g)+。2(g)的兇=

(2)納米零價鐵(ZVI)因其高比表面積、優(yōu)異的吸附性、較強的還原性和反應(yīng)活性等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于污染物的去除。

①ZVI可通過FeCh-4HQ和NaBH”溶液反應(yīng)制得，同時生成H?、B(OH)；,制備過程中需要不斷通入高純氮氣，其

目的是,

②ZVI電化學腐蝕處理三氯乙烯進行水體修復，H+、。2、NO；等物種的存在會影響效果，水體修復的過程如圖所示。

有效腐蝕過程中，生成Imol乙烯所轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為mol,過程d對應(yīng)的電極反應(yīng)式為

(3)催化劑協(xié)同ZVI能將水體中的硝酸鹽(NO；)轉(zhuǎn)化為N?,其催化還原反應(yīng)的過程如圖所示。

?=>Nj

14

①硝酸鹽(N0；)轉(zhuǎn)化為N?的示意圖可以描述為。

②為有效降低水體中氮元素的含量，宜調(diào)整水體pH為4.2,當pH<4.2時，隨pH減小，N?生成率逐漸降低的原因是

________________O

(4)利用電化學裝置通過間接氧化法能氧化含苯胺的污水，其原理如圖甲所示。其他條件一定，測得不同初始pH條件

下，溶液中苯胺的濃度與時間的關(guān)系如圖乙所示。反應(yīng)相同時間，初始溶液pH=3時苯胺濃度大于pH=10時的原因是

[已知氧化性：HC1O(H+)>C1O(OH)]

HQ或QH，j

-------HOO^iCK)-----

I'?

接電源正極

甲乙

13.H2s是石油化工行業(yè)尾氣，是重要的氫源和硫源，工業(yè)上可以采取多種方式處理。

⑴電化學循環(huán)法將H2s轉(zhuǎn)化為H2s04和H2,其原理如圖1所示。

①電極a上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為o

②氧化過程中硫酸參與的反應(yīng)為H2S+H2SC)4=SO2T+S1+2H?0。不考慮物質(zhì)和能量的損失，每處理ImolHzS,理論

上可制得H2的物質(zhì)的量為O

(2)30℃時，T.F菌在酸性環(huán)境中處理天然氣中的H2s的過程如圖2所示。

15

①該脫硫的過程可描述為O

②30C時，T.F菌作用下，不同pH下Fe?+的氧化速率與pH的關(guān)系如圖3所示。工業(yè)上選擇pH在2.1進行反應(yīng)，其

氧化速率最快，可能的原因是

-qr

L8

e6

窩

照4

3

懈2

Z+

H3

0.91.21.51.82.12.42.73.0

圖3PH

(3)熱解H2s獲取氫源，原理是將H2s和CH4的混合氣體導入石英管反應(yīng)器熱解，發(fā)生如下反應(yīng)：

反應(yīng)I.2H2s(g).2H2(g)+S2(g);AH=+170kJ-mol'o

反應(yīng)H.CH4(g)+S2(g).CS2(g)+2H2(g)；AH=+64kJ-mol-'o

V(H,S)

投料按體積之比Jeu、=2：1,并用N2稀釋；常壓，不同溫度下反應(yīng)相同時間后，測得H2和CS2體積分數(shù)如下表:

溫度/℃9501000105011001150

H2體積分數(shù)(％)0.51.53.65.58.5

CS2體積分數(shù)(％)0.00.00.10.41.8

V(HS)—_V(H,S)

①在1000℃、常壓下，若保持通入的H2s體積分數(shù)［2］不變，提局投料比赤，H2s的

V(H2S)+V(CH4)+V(N2)

轉(zhuǎn)化率..(填“增大”“減小”或“不變”)。

②實驗測定，在950?1150℃范圍內(nèi)(其他條件不變)，S2(g)的體積分數(shù)隨溫度升高先增大而后減小，其原因可能是

14.鐵黃(FeOOH)是一種重要的化工產(chǎn)品。

(1)制備鐵黃：向一定濃度FeSO4溶液中加入氨水，產(chǎn)生白色沉淀，并很快變成灰綠色.當?shù)渭影彼羛H為6.0時，停

16

止滴加氨水，開始通氧氣，生成鐵黃.通入氧氣過程中，記錄溶液pH變化如題所示。

己知：25℃,pH=8.5時，F(xiàn)e?+恰好沉淀完全(c(Fe2+)=l05moi

①加氨水至pH為6.0時，溶液中殘留Fe?+濃度為mol.L1。

②0~L時段，溶液pH幾乎不變；、丑2時段，溶液pH明顯降低。請解釋原因：

⑵H?。?在催化劑a-FeOOH的表面上，分解產(chǎn)生QH。QH較HQ。和。2更易與煙氣中的NO發(fā)生反應(yīng)生成NO；。當

一定濃度Hg,溶液與煙氣以一定的流速經(jīng)過裝有催化劑a-FeOOH的反應(yīng)管，NO的脫除效率與溫度的關(guān)系如圖所示。

僅用相同濃度相同流速的H?。?溶液通過反應(yīng)管(無催化劑進行實驗測得：隨著溫度升高，凡。?熱分解速率加快，升溫

至8(rc以上，耳。2大量汽化。

100

%8o

/

郴

與6o

健

姿4o

O

N

2o

O

40

電源

①80~120℃時，隨著溫度升高NO的脫除效率顯著提高的原因是。

②溫度高于180℃,NO的脫除效率降低的原因是。

(3)a-FeOOH用于常壓電化學法合成氨.該電解裝置如圖所示。在陰極a-FeOOH參與反應(yīng)，電解前后a-FeOOH的質(zhì)量

不變。該電極的反應(yīng)過程可描述為。

15.鉛和缽是工業(yè)生產(chǎn)中的重要金屬，利用軟鎰礦(主要成分MnC>2)和方鉛礦(主要成分PbS,含少量FeS?)協(xié)同浸出制

取鉛、鎰氧化物是重要的化工方法。

已知：PbCl2(s)+2Cl(aq).PbCl；(aq)

(1)在攪拌條件下將方鉛礦、軟鐳礦和鹽酸混合溶液進行混合，反應(yīng)生成Mr?，、FeiPbC"s)和S。寫出該過程中浸出

Fe"的離子方程式o

(2)研究表明加入氯化鈉對體系中Pb、Mn、Fe元素的浸出率有影響，結(jié)果如圖1所示。隨著氯化鈉濃度的增大，鉛元

素的浸出率上升而鐵元素的浸出率下降的原因是