某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环，其中涉及反应：回答问题：

1. 某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环，其中涉及反应： $\text{[math]}$

回答问题：

(1) 已知：电解液态水制备 $\text{[math]}$ ，电解反应的 $\text{[math]}$ 。由此计算 $\text{[math]}$ 的燃烧热(焓) $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(2) 已知： $\text{[math]}$ 的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。

①若反应为基元反应，且反应的 $\text{[math]}$ 与活化能(Ea)的关系为 $\text{[math]}$ 。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2)。

②某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，反应平衡后测得容器中 $\text{[math]}$ 。则 $\text{[math]}$ 的转化率为，反应温度t约为℃。

(3) 在相同条件下， $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 还会发生不利于氧循环的副反应： $\text{[math]}$ ，在反应器中按 $\text{[math]}$ 通入反应物，在不同温度、不同催化剂条件下，反应进行到2min时，测得反应器中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 浓度( $\text{[math]}$ )如下表所示。

催化剂	t=350℃		t=400℃
催化剂	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
催化剂Ⅰ	10.8	12722	345.2	42780
催化剂Ⅱ	9.2	10775	34	38932

在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应， $\text{[math]}$ 生成 $\text{[math]}$ 的平均反应速率为 $\text{[math]}$ ；若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件，原因是。

【考点】

燃烧热; 化学平衡常数; 化学平衡转化过程中的变化曲线; 化学反应速率与化学平衡的综合应用; 化学平衡的计算;

【答案】

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综合题困难

1. 工业生产中产生的烟气中常含有氮氧化物 $\text{[math]}$ ，为了防止污染大气，排放前需要经过适当处理脱除 $\text{[math]}$ 。

(1) 在一定条件下，可用CO还原NO，其原理为： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

已知：标准摩尔生成焓指标准状态下由最稳定的单质合成1 mol该物质的焓变。一些物质的燃烧热或标准摩尔生成焓如下表所示。

物质	C(s)	CO(g)	NO(g)
燃烧热 $\text{[math]}$ (kJ/mol)	-393.5
标准摩尔生成焓 $\text{[math]}$ (kJ/mol)	0	-110.5	+90.5

① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

②下列措施能够同时提高上述反应的速率和NO平衡转化率的是(填标号)。

A．使用催化剂 B．及时分离生成的 $\text{[math]}$ C．升高温度 D．提高CO的浓度

③一定温度下，在体积恒为2L的密闭容器中通入CO与NO各2 mol，初始压强为20 kPa．仅发生上述反应，达到平衡后， $\text{[math]}$ ，则此温度下该反应的压强平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。再向容器中通入2 mol $\text{[math]}$ 和1 mol $\text{[math]}$ ，达到新的平衡时，混合气体中NO的体积分数相比原平衡(选填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2) CO也可以还原 $\text{[math]}$ ，反应原理为： $\text{[math]}$ 。

研究发现，该反应分两步进行：

第一步： $\text{[math]}$ (慢反应)

第二步： $\text{[math]}$ (快反应)

已知：此条件下，该反应的化学反应速率 $\text{[math]}$ (k为速率常数，只与温度有关)。下列分析正确的是_________(填标号)。

A. 增大 $\text{[math]}$ 浓度，该反应速率增大 B. 增大CO浓度，该反应速率几乎不变 C. $\text{[math]}$ 是该反应的催化剂 D. 第一步反应的活化能小于第二步反应

(3) 工业烟气中的 $\text{[math]}$ 常常无法完全脱除，可用下图所示装置来测定工业烟气中 $\text{[math]}$ 的脱除率，其原理如下：

测定开始前，电解质溶液中 $\text{[math]}$ 。测定时，将含 $\text{[math]}$ 的烟气中通入电解质溶液中使 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应 $\text{[math]}$ 被还原为NO，烟气中其他成分均不参与反应)。此时电解池自动开始工作，直到 $\text{[math]}$ 重新变为n，电解自动结束。

①装置工作时，阴极反应的电极反应式为：， $\text{[math]}$ 被 $\text{[math]}$ 还原的离子方程式为。

②将某工业烟气分为等体积的两份，其中一份直接通入该装置，另一份脱除部分 $\text{[math]}$ 后再通入该装置，两次电解过程中转移的电子量分别为a mol、b mol，则本次 $\text{[math]}$ 脱除率为。

综合题普通

2. 钼和钒在炼钢、有机化工、高科技等领域有广泛应用。一种从炼油工业的废催化剂（主要成分为V₂O₅、MoO₃、Al₂O₃、硫化物和碳氢化合物）中回收钼、钒的工艺流程如图：

(1) “气体”除CO₂、H₂O外，还含有的主要成分是。

(2) “破碎”的目的是；缎烧中V₂O₅转化的化学方程式是。

(3) 加人物质X的目的是调节溶液pH除铝，X的化学式是。

(4) “沉钒”过程中控制pH为8.35，其他条件一定时，钒的沉淀率与加铵系数K_NH4Cl、温度的关系分别如图1、图2，则应选择的加铵系数是；温度超过80℃时，钒的沉淀率下降的原因是。

(5) 钼酸铵[（NH₄）₂MoO₄]在高温下通入H₂可制得单质钼，该过程的化学方程式是。

综合题困难