天然气是一种绿色、优质能源，但其中含有的腐蚀管道设备，开采天然气后须及时除去。已知：i．氢硫酸和碳酸的电离常数如下表。Ka1Ka2H2S1.3×10-77.1×10-15H2CO34.4×10-74.7×10-11ii．(无色)(黄色)(x=2～6)Ⅰ．醇胺法脱硫：醇胺对脱除选择性很高，二乙醇胺脱硫原理如下：（1）上述反应能够发生是因为二乙醇胺分子中含有性基团。（2）依据平衡移动原理推测脱硫后使二乙醇胺再生的方法有、(2种即可)。Ⅱ．热碱法脱硫：用热碱液(溶液)吸收天然气中的，可将其转化为可溶性的NaHS。（3）反应的化学方程式是。Ⅲ．利用如图电解装置，可从吸收后的热碱液中提取单质硫。（4）电解一段时间后，阳极区溶液变黄，结合电极反应式解释原因：。（5）取①中阳极区的黄色溶液，加入硫酸可得到单质硫，产率高达91.6%。推断黄色溶液中含硫微粒除外，还有。（6）电解时出气口1出的气体为(填化学式，下同)。一段时间后，阴极区得到的溶液可继续用于吸收。该溶液中溶质一定含有(填化学式)。

天然气是一种绿色、优质能源，但其中含有的 $\text{[math]}$ 腐蚀管道设备，开采天然气后须及时除去 $\text{[math]}$ 。

已知：i．氢硫酸和碳酸的电离常数如下表。

	K_a1	K_a2
H₂S	1.3×10^-7	7.1×10^-15
H₂CO₃	4.4×10^-7	4.7×10^-11

ii． $\text{[math]}$ (无色) $\text{[math]}$ (黄色)(x=2～6)

Ⅰ．醇胺法脱硫：醇胺对脱除 $\text{[math]}$ 选择性很高，二乙醇胺脱硫原理如下： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

（1）上述反应能够发生是因为二乙醇胺分子中含有性基团。

（2）依据平衡移动原理推测脱硫后使二乙醇胺再生的方法有、(2种即可)。

Ⅱ．热碱法脱硫：用热碱液( $\text{[math]}$ 溶液)吸收天然气中的 $\text{[math]}$ ，可将其转化为可溶性的NaHS。

（3）反应的化学方程式是。

Ⅲ．利用如图电解装置，可从吸收 $\text{[math]}$ 后的热碱液中提取单质硫。

（4）电解一段时间后，阳极区溶液变黄，结合电极反应式解释原因：。

（5）取①中阳极区的黄色溶液，加入硫酸可得到单质硫，产率高达91.6%。推断黄色溶液中含硫微粒除 $\text{[math]}$ 外，还有。

（6）电解时出气口1出的气体为(填化学式，下同)。一段时间后，阴极区得到的溶液可继续用于吸收 $\text{[math]}$ 。该溶液中溶质一定含有(填化学式)。

【考点】

电解池工作原理及应用;

【答案】

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综合题困难

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换一批

1. 利用电解原理，可将氨转化为高纯H₂ ，装置如图，工作时，b极连接电源的极，a极的电极反应式是。

填空题容易

利用“萨巴蒂尔反应”空间站的水气整合系统将CO₂转化为CH₄和水蒸气，配合O₂生成系统可实现O₂的再生。回答下列问题：

Ⅰ．萨巴蒂尔反应为CO₂(g)+4H₂(g) $\text{[math]}$ CH₄(g)+2H₂O(g) △H₁

（1）常温常压下，已知：①H₂和CH₄的燃烧热(△H)分别为-285.5kJ/mol和-890.0kJ/mol；②H₂O(1) $\text{[math]}$ H₂O(g) △H₂=+44.0kJ/mol。则△H₁=kJ/mol。

（2）在某一恒容密闭容器中充入CO₂、H₂ ，其分压分别为15kPa、30kPa，加入催化剂并加热使其发生萨巴蒂尔反应。研究表明CH，的反应速率v(CH₄)=1.2×10^-6.p(CO₂)p⁴(H₂)(kPa·s^-1)，某时刻测得H₂O(g)的分压为10kPa，则该时刻v(H₂)=kPa．s^-1.反应达平衡后，继续向该容器中充入与起始等量的CO₂、H₂ ，重新达平衡后H₂的转化率将(填“增大”“减小”或“不变”)。

Ⅱ．某研究团队经实验证明，CO₂在一定条件下与H₂O发生氧再生反应：CO₂(g)+2H₂O(g)=CH(g)+2O₂(g)△H₂=+802.3kJ/mol

（3）恒压条件时，按c(CO₂)：c(H₂O)=1：2投料，进行氧再生反应，测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图。

350℃时，A点的平衡常数为K=(填计算结果)。为提高CO₂的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施为。

（4）氧再生反应可以通过酸性条件下半导体光催化转化实现；反应机理如图甲所示：

①光催化CO₂转化为CH₄的阴极的电极反应式为，反应一段时间后，阴极附近溶液的pH将(填“增大”“减小”或“不变”)。

②催化剂的催化效率和CH₄的生成速率随温度的变化关系如图乙所示。300℃到400℃之间，CH₄生成速率加快的原因是。

综合题困难

2. 我国力争2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。其中的关键技术是运用催化转化法实现二氧化碳的综合利用。 $\text{[math]}$ 催化加氢制乙醇是促进碳中和实现的重要途径，其中涉及的反应如下：

反应I： $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$

反应II： $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$

反应III： $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$

回答下列问题：

(1) $\text{[math]}$ 催化加氢制乙醇反应的 $\text{[math]}$ kJ/mol；该反应能在(填“高温”或“低温”或“任何温度”)自发进行。

(2) 在2L恒容密闭容器中分别投入2mol $\text{[math]}$ 和6mol $\text{[math]}$ ，进行反应I。

①下列描述能说明该反应达到平衡状态的是(填标号)。

A．容器内混合气体的密度保持不变

B．容器内压强保持不变

C．容器内混合气体的平均摩尔质量不再改变

D． $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的物质的量之比保持不变

E． $\text{[math]}$

②容器中乙醇的物质的量与时间的关系如图所示，若容器a中改变条件时，反应情况会由曲线a变为曲线b，则改变的条件是；容器a中0~10min内，用氢气表示的平均反应速率 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(3) 在总压为pMPa的条件下，按 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 投料比为1∶1、1∶2、1∶3向密闭容器中投入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 进行反应I， $\text{[math]}$ 的平衡转化率与温度、投料比 $\text{[math]}$ 的关系如图所示： $\text{[math]}$

①从平衡角度分析，随温度升高，不同投料比时 $\text{[math]}$ 的平衡转化率趋于相近的原因是。

②A点时，该反应的平衡常数 $\text{[math]}$ (列出代数式即可；压力平衡常数 $\text{[math]}$ 是以气体分压来表示反应的平衡常数)。

(4) 利用电解的方法，也可以实现 $\text{[math]}$ 到乙醇的转变，则碱性电解质溶液中，阴极反应式为；标准状况下，2.24L $\text{[math]}$ 参与反应时，转移的电子数为(设 $\text{[math]}$ 为阿伏加德罗常数的值)。

综合题普通

3. 电化学还原 $\text{[math]}$ 将其转化为其它化学产品，是一种综合利用 $\text{[math]}$ 的好方法。

已知：选择性(S)和法拉第效率(FE)的定义：

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ×100％； $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ×100％

(1) 碱性电化学还原 $\text{[math]}$ 前，先在中性电解液中通电一段时间， $\text{[math]}$ 及电流稳定后，再通 $\text{[math]}$ 。在阴极区若 $\text{[math]}$ 每得到 $\text{[math]}$ 电子，同时有 $\text{[math]}$ 也会得到等物质的量的电子，且阴极区电解液的 $\text{[math]}$ 几乎保持不变(忽略溶液体积变化)。

①补全阴极产生 $\text{[math]}$ 的电极反应

$\text{[math]}$ ___________＋___________ $\text{[math]}$ ___________。

②阴极附近发生反应(用离子方程式表示)，生成的 $\text{[math]}$ 难以放电，降低了 $\text{[math]}$ 。结合上述信息， $\text{[math]}$ 的理论最大值为。

③结合化学用语分析阳极区产生 $\text{[math]}$ 的原因是。

(2) 控制 $\text{[math]}$ 、电解液中存在 $\text{[math]}$ 时，电化学还原 $\text{[math]}$ 过程中 $\text{[math]}$ (其他含碳产物未标出)和 $\text{[math]}$ 的法拉第效率变化如图3所示。

①结合图3的变化规律，推测 $\text{[math]}$ 可能的作用是。

② $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ (已折合为标准状况，下同)的 $\text{[math]}$ 被完全吸收并还原为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，分离 $\text{[math]}$ 后，将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 混合气体通入如图4所示装置(反应完全)，出口处收集到气体 $\text{[math]}$ 。则 $\text{[math]}$ 为。