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1.

(1) Ⅰ.页岩气中含有 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 等气体，是可供开采天然气资源。页岩气的有效利用需要处理其中所含的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。
$\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 在Cu/ZnO催化下发生反应可合成清洁能源甲醇： $\text{[math]}$ ，该反应实际上分两步进行。

断开(或形成)1mol化学键的能量变化数据如下表所示，利用下表中的数据可知，该反应每生成1mol甲醇，需要(填“吸收”或“放出”)kJ的热量。

化学键	H-H	C-O	C=O	O-H	C-H
$\text{[math]}$	436	326	803	464	414

(2) 可利用 $\text{[math]}$ 热分解制备 $\text{[math]}$ ，已知下列反应的热化学方程式：

① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

③ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

计算 $\text{[math]}$ 热分解反应④ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(3) $\text{[math]}$ 重整技术是实现“碳中和”的一种理想的 $\text{[math]}$ 利用技术，反应为： $\text{[math]}$ 。在pMPa时，将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 按物质的量之为1：1：充入密闭容器中，分别在无催化剂及 $\text{[math]}$ 催化下反应相同时间，测得 $\text{[math]}$ 的转化率与温度的关系如图所示：

在pMPa、900℃、 $\text{[math]}$ 催化条件下，将 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 按物质的量之比为 $\text{[math]}$ 充入密闭容器， $\text{[math]}$ 的平衡转化率为 $\text{[math]}$ ，此时平衡常数 $\text{[math]}$ (以分压表示，分压=总压×物质的量分数；写出含 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的计算表达式)。

(4) Ⅱ.回收利用工业废气中的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，实验原理示意图如下。

①装置b中 $\text{[math]}$ 参与反应的电极为极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”)

②反应后装置b中溶液pH变化(填“增大”、“减小”或“不变”)

③装置b中的总反应的离子方程式为。

【考点】

盖斯定律及其应用; 电极反应和电池反应方程式; 化学平衡转化过程中的变化曲线; 化学平衡的计算; 电解池工作原理及应用;

【答案】

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综合题未知困难

1.物质的类别和元素价态是学习和研究元素化合物性质和转化的重要认识视角，利用价、类之间的关系，可以寻求物质转化的途径。下图是中学常见的含N元素物质的部分转化关系图，请回答下列问题：

(1) 图中X的摩尔质量是，根据N元素的化合价分析，X在氧化还原反应中表现出的性质是。

(2) 工业上处理氮氧化物时，可用浓硝酸将NO氧化为NO₂ ，有关反应的化学方程式为；再利用NO₂CO₃溶液吸收NO₂ ，并通入空气使之全部转化为NaNO₃ ，有关反应的离子方程式为。

(3) SCR选择性催化还原技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NO_x排放。其工作原理如下图所示：

①已知尿素[CO(NH₂)₂]水溶液热分解为NH₃和CO₂ ，请写出SCR催化反应器中NH₃还原NO₂的化学方程式。

②尿素溶液的浓度会影响NO₂的转化，测定溶液中尿素浓度的方法如下：取ag尿素溶液，将所含氮元素完全转化为NH₃ ，所得NH₃用过量的V₁mL、c₁mol H₂SO₄溶液完全吸收，剩余H₂SO₄用V₂mL、c₂mol·L^-1 NaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数。(列出计算表达式即可)

综合题常考题普通

2.一种新型煤气化燃烧集成制氢发生的主要反应如下：

Ⅰ． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

Ⅱ． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

Ⅲ． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

Ⅳ． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

副反应：

Ⅴ． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

Ⅵ． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

回答下列问题：

(1) 已知反应Ⅰ、Ⅱ的平衡常数 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 随温度的变化如图1、图2所示。

①由反应Ⅴ和反应Ⅵ可知， $\text{[math]}$ ；反应Ⅰ的 $\text{[math]}$ (填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”)0。

②温度小于 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ ，原因是。

③为提高反应Ⅱ中 $\text{[math]}$ 的转化率，可采取的措施是(写一条)

④ $\text{[math]}$ 时，向密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，只发生反应Ⅱ，此时该反应的平衡常数 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的平衡转化率为。

(2) 从环境保护角度分析，该制氢工艺中设计反应Ⅲ的优点是。

(3) 起始时在气化炉中加入 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 及 $\text{[math]}$ ，在 $\text{[math]}$ 下，气体的组成与温度的关系如图3所示。

① $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 的量不断减少的原因是。

② $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 的物质的量分数快速减小，其原因是。

③制氢生产中控制温度为 $\text{[math]}$ 左右，不采用 $\text{[math]}$ 以上温度的原因是。

综合题常考题困难

3.工业废水中的氨氮(以 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 形式存在)，可通过微生物法或氧化法处理为 $\text{[math]}$ ，使水中氨氮达到国家规定的排放标准。

(1) 微生物法：酸性废水中的部分 $\text{[math]}$ 在硝化细菌的作用下被氧气氧化为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 再与 $\text{[math]}$ 作用生成 $\text{[math]}$ 。

① $\text{[math]}$ 转化为 $\text{[math]}$ 的离子方程式为。

②1mol $\text{[math]}$ 至多可处理 $\text{[math]}$ 的物质的量为。

(2) 次氯酸钠氧化法：向氨氮废水中加入NaClO，氨氮转化为 $\text{[math]}$ 而除去。

①NaClO氧化 $\text{[math]}$ 的离子方程式为。

②一定pH下，NaClO的投加量对污水中氨氮去除率的影响如图所示。当 $\text{[math]}$ 时，总氮的去除率随 $\text{[math]}$ 的增大不升反降的可能原因是。

(3) 活性炭-臭氧氧化法：碱性环境下活性炭-臭氧氧化氨氮的机理如图所示。*表示吸附在活性炭表面的物种，·OH为羟基自由基，其氧化性比 $\text{[math]}$ 更强。

①活性炭-臭氧氧化氨氮的机理可描述为。

②其它条件不变调节废水的pH，废水中氨氮去除率随pH的变化如图所示。随pH增大氨氮去除率先明显增大，后变化较小，可能的原因是。

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