1、,陌生图像的分析与应用,专题六 大题题空逐空突破(六),1.2019江苏卷，20(3)CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应： 反应：CO2(g)H2(g)=CO(g)H2O(g) H41.2 kJmol1 反应：2CO2(g)6H2(g)=CH3OCH3(g)3H2O(g) H122.5 kJmol1 在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图3。,1,1,2,3,1,2,温度高于300 ，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是_ _。,反应的H0，反应的H0，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化
2、率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度,解析 反应为吸热反应，反应为放热反应，当升高温度时，反应平衡正向移动，CO2转化为CO的平衡转化率上升，反应平衡逆向移动，CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度。,3,1,2,220 时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有_。,解析 反应是气体分子数不变的反应，反应是气体分子数减小的反应，所以可以通过加压使反应平衡正向移动，或者加入有利于反应进行的催化剂。,增大压强、使用对反
3、应催化活性更高的催化剂,3,2.2018江苏，20(4)在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。 NH3与NO2生成N2的反应中，当生成1 mol N2时，转移的电子数为_mol。,1,2,解析 NH3中N的化合价为3，NO2中N的化合价为4，N2中N的化合价为0，每生成1 mol N2，有8/7的N由3价变为0价，被氧化的N的物质的量为8/7 mol，因此每生成1 mol N2转移的电子数为24/7 mol。,3,将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见图1)。,1,2,反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示
4、，在50250 范围内随着温度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是_ _；当反应温度高于380 时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是_。,随温度升高增大，与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度 升高引起的NOx去除反应速率增大,催化剂活性下降；NH3与O2反应生成了NO,3,迅速上升段是催化剂活性,解析 温度升高，反应速率增大，同时催化剂的活性增大也会提高反应效率。一段时间后催化剂活性增大幅度变小，主要是温度升高使反应速率增大。当温度超过一定值时，催化剂的活性下降，同时氨气与氧气反应生成NO而使反应速率减小。,1,2,3,3.2015江苏，20(2
5、)烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为 NO(g)O3(g)=NO2(g)O2(g) H200.9 kJmol1 NO(g) O2(g)=NO2(g) H58.2 kJmol1 SO2(g)O3(g)=SO3(g)O2(g) H241.6 kJmol1 (1)反应3NO(g)O3(g)=3NO2(g)的H_kJmol1。,1,2,317.3,解析 对所给的三个热化学方程式由上到下依次标记为、，由反应和可知O2是中间产物，2消去O2，可得目标反应的H200.9 kJmol1
6、 (58.2 kJmol1)2317.3 kJmol1。,3,(2)室温下，固定进入反应器的NO、SO2的物质的量，改变加入O3的物质的量，反应一段时间后体系中n(NO)、n(NO2)和n(SO2)随反应前n(O3)n(NO)的变化见下图：,当n(O3)n(NO)1时，反应后NO2的物质的量减少，其原因是_。,O3将NO2氧化为更高价氮氧化物(或生成了N2O5),1,2,3,解析 由图可知，当n(O3)n(NO)1时，n(NO)没有变化，而n(NO2)减少，说明NO2被O3氧化了，生成了更高价态的氧化物N2O5；,1,2,3,增加n(O3)，O3氧化SO2的反应几乎不受影响，其可能原因是_。,
7、SO2与O3的反应速率慢,解析 SO2具有较强的还原性，O3具有较强的氧化性，而增加n(O3)，O3氧化SO2的反应几乎不受影响，其原因可能是SO2与O3的反应速度很慢，SO2的量变化不明显。,1,2,3,(3)当用CaSO3水悬浮液吸收经O3预处理的烟气时，清液(pH约为8)中 将NO2转化为 ，其离子方程式为_。,1,2,3,(4)CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液，达到平衡后溶液中c( )_用c( )、Ksp(CaSO3)和Ksp(CaSO4)表示；CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液能提高NO2的吸收速率，其主要原因_ _。,的反应速率,1,2,3,1,2,3,题组一 选择反
8、应最佳条件 1.(2018湖北八市3月联考)汽车尾气是雾霾形成的原因之一。研究氮氧化物的处理方法可有效减少雾霾的形成，可采用氧化还原法脱硝：,2,1,2,3,4,根据右图判断提高脱硝效率的最佳条件是_ _；氨氮比一定时，在400 时，脱硝效率最大，其可能的原因是_ _。,在氨氮物质,的量之比为1，温度在400 时，脱硝效率最大,在400 时催化剂的活性最好，催化效率最高，,同时400 温度较高，反应速率快,5,6,7,2.下图是在一定时间内，使用不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氮率，由图可知工业使用的最佳催化剂为_、相应温度为_；使用Mn作催化剂时，脱氮率ba段呈现如图变化的可能原因是
9、_ _。,1,2,3,4,Mn,200 左右,ba段，开始温度较低，催化剂活性较低，脱氮反应速率较慢，反应还没达到化学平衡，随着温度升高反应速率变大，一定时间参与反应的氮氧化物变多，导致脱氮率逐渐升高,5,6,7,题组二 解释曲线发生某种现象的原因 3.采用一种新型的催化剂(主要成分是CuMn的合金)，利用CO和H2制备二甲醚，反应为4H2(g)2CO(g) CH3OCH3(g)H2O(g)。有研究者在压强为5.00 MPa的条件下，将H2和CO反应直接制备二甲醚，结果如下图所示，其中CO的转化率随温度升高而降低的原因是_。,1,2,3,4,该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，导致CO转
10、化率降低,5,6,7,4.汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，某研究小组在实验室以耐高温试剂AgZSW5催化，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如下图所示。,1,2,3,4,(2)若不使用CO，温度超过775 K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为_ _。 (3)用平衡移动原理解释为什么加入CO后NO转化为N2的转化率增大：_ _。,该反应放热，,加入的CO会与NO的分解产物O2发生反应，促进NO分解平衡向生成N2的方向移动，导致NO转化率升高,升高温度，反应向逆反应方向进行,870 K(860880 K范围内均可),5,6,7,题组三 图像信息的阅读与分析在综合大题中的应用 5.
11、(2019南通、扬州、泰州、宿迁四市高三一模)消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。水体中过量氨氮(以NH3表示)会导致水体富营养化。 (1)用次氯酸钠除去氨氮的原理如图1所示。写出该图示的总反应化学方程式：_。该反应需控制温度，温度过高时氨氮去除率降低的原因是_。,1,2,3,4,2NH33NaClO=N23NaCl3H2O,温度过高，HClO发生分解，氨氮去除率随之降低,5,6,7,解析 在整个转化关系图中，“进入”的物质是NaClO、NH3和H2O，“流出”的物质有N2、NaCl和H2O，根据Cl和N得失电子守恒配平反应。从图中转化知，实际氧化NH3的是NaClO水解
12、生成的HClO，而温度过高会导致HClO发生分解，因而氨氮去除率低。,1,2,3,4,5,6,7,(2)取一定量的含氨氮废水，改变加入次氯酸钠用量，反应一段时间后，溶液中氨氮去除率、总氮(溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素的总量)去除率以及剩余次氯酸钠的含量随m(NaClO)m(NH3)的变化情况如图2所示。点B剩余NaClO含量低于点A的原因是_。 当m(NaClO)m(NH3) 7.6时，水体中总氮去除率反而下降，可能的原因是_。,增加NaClO的量，反应速率加快，相同时间内NaClO消耗多,1,2,3,4,5,6,7,解析 图示信息指的是一定量废水、相同的反应时间的变化图，实际唯一的变
13、量是m(NaClO)，所以在前一阶段，加入的NaClO少、浓度低、反应慢，残留的NaClO反而会比较多。在后一阶段，加入NaClO多、浓度大，又会将氨氮氧化成 而残留于水体中，导致总氮去除率降低。,1,2,3,4,5,6,7,6.(2019泰州高三期末)将甘油(C3H8O3)转化成高附加值产品是当前热点研究方向，甘油和水蒸气经催化重整可制得氢气，反应主要过程如下： 反应：C3H8O3(l)3H2O(g) 3CO2(g)7H2(g) H 反应：2C3H8O3(l)3O2(g) 6CO2(g)8H2(g) Ha kJmol1 反应：2H2(g)O2(g) 2H2O(g) Hb kJmol1 (1)
14、反应制备H2时的副产物很多，主要有CH4、C2H4等，生产过程中必须采取措施抑制副产物产生，目的是_ _。,1,2,3,4,提高氢气的产率(或使甘油和水分子中氢原子尽可能转化为氢气)(答案合理即可),解析 CH4、C2H4均含有H元素，如果能提高H2的产率，则会减少这些副产物的产生。,5,6,7,为了有效提高反应氢气的产率，研究人员还采用CaO吸附增强制氢的方法。如图1所示，请分析加入CaO提高氢气产率的原因：_ _。,1,2,3,4,解析 反应中生成CO2，加入CaO，将生成的CO2吸收，可以促使反应平衡正向移动，从而提高H2的产率。,CaO消耗CO2，降低CO2的浓度，,促使平衡正向移动，
15、提高H2产率,5,6,7,(2)高效的催化剂是这种制氢方法能大规模应用的重要因素。图2为三种不同催化剂在一段时间内与甘油转化率的关系，则Ni/SiC催化剂的优点是_。,1,2,3,4,催化剂效率高，稳定性高(或催化剂寿命长)(答案合理即可),5,6,7,7.(2019南通、扬州、泰州、徐州、淮安、宿迁、连云港七市高三三模)利用MgCO3、Ca(OH)2和CaCO3等可沉淀去除废水中F。 (1)以MgCl2溶液、尿素CO(NH2)2为原料可制得MgCO3，写出该反应的化学方程式：_。,1,2,3,4,MgCl2CO(NH2)22H2O=MgCO32NH4Cl,解析 MgCl2溶液与尿素CO(NH
16、2)2反应生成MgCO3，相当于复分解反应，则另一产物为NH4Cl。,5,6,7,(2)取三份相同的含F的酸性废水，分别加入足量的MgCO3、Ca(OH)2和CaCO3。相同时间后溶液的pH及F残留量如图1所示。实际废水处理过程中常选用MgCO3的理由是_。,1,2,3,4,相同条件下，使用MgCO3处理后的废水中F残留量最低，溶液接近中性,解析 由图1知，加入MgCO3对应的溶液中的F含量较小，并且酸性废水被中和成接近中性。,5,6,7,(3)改变碳酸镁添加量，处理后废水中F含量及溶液pH的变化如图2所示。添加量超过2.4 gL1后，F含量略有升高的原因是_ _。,1,2,3,4,碳酸镁的加入量增大后，导致溶液pH,解析 由图2知，MgCO3添加量超过2.4 gL1后，pH升高，F也增多，原因是MgF2转化为难溶性的Mg(OH)2，同时释放出F。,增大，使部分MgF2转化成Mg(OH)2,5,6,7,
