江蘇省蘇州市2023-2024學(xué)年高二化學(xué)上學(xué)期期中試題含解析

Page19Page19江蘇省蘇州市2023~2024學(xué)年高二上學(xué)期期中調(diào)研化學(xué)試題注意事項：1.本試卷分為選擇題和非選擇題兩部分，試卷滿分100分。考試時間75分鐘。2.將選擇題答案填涂在答題卡的對應(yīng)位置上，非選擇題的答案寫在答題卡的指定欄目內(nèi)?？赡苡玫降南鄬υ淤|(zhì)量：H1Li7C12N14O16Na23S32一、單項選擇題：共13小題，每題3分，共39分。每題只有一個選項最符合題意。1.燃料電池能有效提高能源利用率，具有廣泛的應(yīng)用前景。下列物質(zhì)均可用作燃料電池的燃料，其中最環(huán)保的是A.甲醇 B.天然氣 C.液化石油氣 D.氫氣【答案】D【解析】【詳解】A．甲醇燃燒會產(chǎn)生CO2和水，CO2會導(dǎo)致溫室效應(yīng)；

B．天然氣主要成分是CH4，燃燒會產(chǎn)生CO2和水，CO2會導(dǎo)致溫室效應(yīng)；

C．液化石油氣主要成分是是各種液體烴，完全燃燒會產(chǎn)生CO2和水，CO2會導(dǎo)致溫室效應(yīng)；

D．氫氣燃燒會產(chǎn)生水，不是污染物，故其中最環(huán)保的是氫氣，選項D正確。2.下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的說法中正確的A.用鐵片與硫酸反應(yīng)制取氫氣時，用質(zhì)量分數(shù)為98%的濃硫酸可增大產(chǎn)生氫氣的速率B.用鋅片與硫酸反應(yīng)制取氫氣時，加入數(shù)滴硫酸銅溶液，可以加快制取氫氣的反應(yīng)速率C.等質(zhì)量的鋅粉和鋅片與相同體積相同物質(zhì)的量濃度的鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)速率相等D.合成氨是一個放熱反應(yīng)，所以升高溫度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小【答案】B【解析】【詳解】A．鐵在質(zhì)量分數(shù)為98%的濃硫酸中發(fā)生鈍化，致密的鈍化膜阻礙反應(yīng)的繼續(xù)進行，則用鐵片與硫酸反應(yīng)制取氫氣時，用質(zhì)量分數(shù)為98%的濃硫酸不可能增大產(chǎn)生氫氣的速率，故A錯誤；B．用鋅片與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時，加入數(shù)滴硫酸銅溶液，鋅與硫酸銅溶液反應(yīng)生成的銅與鋅在稀硫酸中構(gòu)成原電池，原電池反應(yīng)可以加快制取氫氣的反應(yīng)速率，故B正確；C．鋅粉的表面積大于鋅片，與稀硫酸反應(yīng)時接觸面積大于鋅片，反應(yīng)速率快于鋅片，故C錯誤；D．升高溫度，合成氨反應(yīng)的正反應(yīng)速率增大、逆反應(yīng)速率也增大，故D錯誤；故選B。3.下列有關(guān)原電池的說法不正確的是A.圖甲所示裝置中，鹽橋中的向盛有溶液的燒杯中移動B.圖乙所示裝置中，正極的電極反應(yīng)式為C.圖丙所示裝置中，使用一段時間后，鋅筒會變薄D.圖丁所示裝置中，使用一段時間后，電解質(zhì)溶液的酸性減弱，導(dǎo)電能力下降【答案】A【解析】【詳解】A．甲裝置構(gòu)成原電池，鋅作負極，銅作正極；陽離子鉀離子移向正極，即裝有硫酸銅溶液的燒杯，A錯誤；B．氧化銀得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即，B正確；C．鋅筒作負極被消耗，故使用一段時間后，鋅筒會變薄，C正確；D．鉛蓄電池總反應(yīng)為，消耗了硫酸同時生成水和難溶的硫酸鉛，故電解質(zhì)溶液的酸性減弱，導(dǎo)電能力下降，D正確；故選A。4.接觸法制備硫酸中的關(guān)鍵步驟是在催化作用下與空氣中在接觸室發(fā)生可逆反應(yīng)，其熱化學(xué)方程式為。下列4個數(shù)據(jù)是在不同條件下測得的該反應(yīng)的速率，其中反應(yīng)最快的是A. B.C. D.【答案】C【解析】【分析】根據(jù)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比進行換算為同一物質(zhì)相同單位進行比較，據(jù)此解題?！驹斀狻緼．當時，；

B．；C．當=0.6時，；D．當=0.24時，；故可知C項表示反應(yīng)速率最快，故答案為：C。5.接觸法制備硫酸中的關(guān)鍵步驟是在催化作用下與空氣中在接觸室發(fā)生可逆反應(yīng)，其熱化學(xué)方程式為。在一定溫度下，向恒壓密閉容器中充入和，反應(yīng)一段時間后，可以作為該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的標志的是A.與之比不變B.與之比不變C.混合氣體的總壓強保持不變D.單位時間內(nèi)生成的同時，生成【答案】B【解析】【詳解】A．向恒壓密閉容器中充入和，與之比始終是2:1，與之比不變，反應(yīng)不一定平衡，故不選A；B．反應(yīng)正向進行，與之比減小，與之比不變，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故選B；C．向恒壓密閉容器，壓強是恒量，混合氣體的總壓強保持不變，反應(yīng)不一定平衡，故不選C；D．單位時間內(nèi)生成的同時，生成，不能判斷正逆反應(yīng)速率是否相等，反應(yīng)不一定平衡，故不選D；選B。6.接觸法制備硫酸中的關(guān)鍵步驟是在催化作用下與空氣中在接觸室發(fā)生可逆反應(yīng)，其熱化學(xué)方程式為。該反應(yīng)的反應(yīng)過程中能量變化如圖所示(圖中表示正反應(yīng)的活化能，表示逆反應(yīng)的活化能)。下列有關(guān)敘述正確的是A.催化劑能改變該反應(yīng)的焓變B.催化劑能降低正、逆反應(yīng)的活化能C.逆反應(yīng)的活化能小于正反應(yīng)的活化能D.與足量在催化作用下反應(yīng)，放出熱量198kJ【答案】B【解析】【詳解】A．催化劑能降低反應(yīng)的活化能，但不能改變該反應(yīng)的焓變，故A錯誤；B．由圖可知，催化劑能降低正、逆反應(yīng)的活化能，故B正確；C．由圖可知，該反應(yīng)為逆反應(yīng)的活化能大于正反應(yīng)的活化能的放熱反應(yīng)，故C錯誤；D．該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)不可能完全反應(yīng)，所以2mol二氧化硫與足量氧氣在五氧化二釩催化作用下反應(yīng)，放出熱量小于198kJ，故D錯誤；故選B。7.接觸法制備硫酸中的關(guān)鍵步驟是在催化作用下與空氣中在接觸室發(fā)生可逆反應(yīng)，其熱化學(xué)方程式為。反應(yīng)在一定條件下達到平衡，下列有關(guān)說法正確的是A.其他條件不變，增大壓強，平衡正向移動，反應(yīng)的平衡常數(shù)增大B.其他條件不變，提高的值可增大的轉(zhuǎn)化率C.升高溫度，能提高的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率D.反應(yīng)中斷裂舊共價鍵的鍵能之和比反應(yīng)中形成新共價鍵的鍵能之和小【答案】D【解析】【詳解】A．該反應(yīng)正反應(yīng)是一個氣體體積減小的方向，故其他條件不變，增大壓強，平衡正向移動，但化學(xué)平衡常數(shù)僅僅是溫度的函數(shù)，故溫度不變反應(yīng)的平衡常數(shù)不變，A錯誤；B．其他條件不變，提高的值即增大SO2的用量，平衡正向移動，O2是轉(zhuǎn)化率增大，而SO2的轉(zhuǎn)化率減小，B錯誤；C．該反應(yīng)正反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，能提高SO2的反應(yīng)速率，但SO2的轉(zhuǎn)化率減小，C錯誤；D．該反應(yīng)正反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)，故反應(yīng)中斷裂舊共價鍵的鍵能之和即吸收的總能量比反應(yīng)中形成新共價鍵的鍵能之和即放出的總能量小，D正確；故答案為：D。8.下列有關(guān)金屬腐蝕的說法不正確的是A.鍍層破損的白鐵皮(鍍鋅)比馬口鐵(鍍錫)更易被腐蝕B.海水中鋼鐵水閘與外加直流電源的負極相連可減緩其腐蝕C.用氯化鐵溶液腐蝕銅板制作印刷電路板D.鋁片經(jīng)過濃硫酸處理后表面生成致密的氧化膜可保護鋁【答案】A【解析】【詳解】A．鍍層破損的白鐵皮(鍍鋅)中鋅做負極鐵做正極被保護，破損的馬口鐵(鍍錫)鐵做負極更易被腐蝕，A錯誤；B．海水中鋼鐵水閘與外加直流電源的負極相連做陰極被保護，B正確；C．氯化鐵溶液可以和銅反應(yīng)，故可以用氯化鐵溶液腐蝕銅板制作印刷電路板，C正確；D．致密氧化膜阻止反應(yīng)進一步發(fā)生，可保護鋁，D正確；故選A。9.微生物燃料電池可用于凈化含鉻廢水，其工作原理如圖所示，該電池工作時，下列說法不正確是A.M極是電池的負極B.在電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C.N電極附近溶液的pH增大D.若參加反應(yīng)，則有從交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移【答案】D【解析】【分析】由圖可知，M電極為原電池的負極，微生物和水分子作用下甲醇在負極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和氫離子，電極反應(yīng)式為CH3OH—6e—+H2O=CO2↑+6H+，電極N為正極，還原菌作用下氧氣、重鉻酸根離子酸性條件下在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水、氫氧化鉻，電極反應(yīng)式為O2+4e—+4H+＝2H2O、Cr2O+6e—+8H+＝2Cr(OH)3+H2O，原電池工作時負極區(qū)氫離子通過陽離子交換膜進入正極區(qū)。【詳解】A．由分析可知，M電極為原電池的負極，故A正確；B．由分析可知，M電極為原電池的負極，微生物和水分子作用下甲醇在負極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和氫離子，故B正確；C．由分析可知，電極N為正極，還原菌作用下氧氣、重鉻酸根離子酸性條件下在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水、氫氧化鉻，電極反應(yīng)式為O2+4e—+4H+＝2H2O、Cr2O+6e—+8H+＝2Cr(OH)3+H2O，原電池工作時放電消耗氫離子，溶液中氫離子濃度減小，所以N電極附近溶液的pH增大，故C正確；D．由分析可知，電極N為正極，還原菌作用下氧氣、重鉻酸根離子酸性條件下在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成水、氫氧化鉻，電極反應(yīng)式為O2+4e—+4H+＝2H2O、Cr2O+6e—+8H+＝2Cr(OH)3+H2O，則若有0.1mol重鉻酸根離子參加反應(yīng)，從交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移氫離子的物質(zhì)的量大于0.8mol，故D錯誤；故選D。10.治理汽車尾氣中NO和CO污染的一種方法的反應(yīng)原理為，某一溫度下，其化學(xué)平衡常數(shù)。下列說法正確的是A.反應(yīng)達到平衡時，CO、NO的轉(zhuǎn)化率相等B.化學(xué)平衡常數(shù)的表達式為C.此溫度下，因K值較大，故化學(xué)反應(yīng)速率較快D.加入催化劑，反應(yīng)物的活化分子百分數(shù)增大，有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率增大【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)變化量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比可知，反應(yīng)達到平衡時，CO、NO的轉(zhuǎn)化量相等，但CO、NO的轉(zhuǎn)化率是否相等，取決于CO、NO的起始量是否相等，A錯誤；B．根據(jù)平衡常數(shù)的定義可知，化學(xué)平衡常數(shù)的表達式為，B錯誤；C．平衡常數(shù)K是衡量反應(yīng)進行的程度，而反應(yīng)速率是衡量反應(yīng)進行的快慢，故此溫度下，因K值較大，不能得出化學(xué)反應(yīng)速率較快，C錯誤；D．加入催化劑，能夠降低反應(yīng)所需要的活化能，是部分普通分子轉(zhuǎn)化為活化分子，故反應(yīng)物的活化分子百分數(shù)增大，有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率增大，D正確；故答案為：D。11.臭氧催化氧化是降解水體中有機污染物的常用方法。某科研小組研究降解有機物的路徑：取四份廢水，保持其他條件相同，第一份直接加入；第二份直接通入；第三份在加入一定量的同時通入；第四份在加入一定量與叔丁醇的同時通入，分別測的四份廢水中有機物的殘留率隨時間的變化結(jié)果如圖所示。已知：①除直接降解有機物外，在溶液中能產(chǎn)生羥基自由基，也能降解水中有機物。②叔丁醇能迅速結(jié)合而將除去。下列說法不正確的是A.幾乎不能直接降解有機物B.對降解有催化作用C.溶液中產(chǎn)生的降解是該降解過程的主要途徑D.直接降解是該降解過程的主要途徑【答案】C【解析】【分析】第一份和第二份式樣曲線對比可以判斷臭氧和二氧化錳分別對有機物殘留率的影響；對比第二份和第三份可知，加入二氧化錳后有機物殘留率明顯降低，因此MnO2對O3降解有催化作用；已知條件臭氧降解過程中產(chǎn)生了·OH，·OH參與降解，對比第三份和第四份圖像可知，第四份加入的叔丁醇能迅速結(jié)合而將除去，但有機物殘留率仍和第三份相當，即直接降解是該降解過程的主要途徑，溶液中產(chǎn)生的降解不是該降解過程的主要途徑，據(jù)此回答。【詳解】A．由圖知，只加入二氧化錳時廢水中有機物的殘留率隨時間改變基本沒有降低，即幾乎不能直接降解有機物，A正確；B．由圖對比第二份和第三份可知，加入二氧化錳后有機物殘留率明顯降低，因此MnO2對O3降解有催化作用，B正確；C．對比第三份和第四份圖像可知，第四份加入的叔丁醇能迅速結(jié)合而將除去，但有機物殘留率仍和第三份相當，即溶液中產(chǎn)生的降解不是該降解過程的主要途徑，C錯誤；D．對比第三份和第四份圖像可知，第四份加入的叔丁醇能迅速結(jié)合而將除去，但有機物殘留率仍和第三份相當，即直接降解是該降解過程的主要途徑，D正確；故選C。12.在催化下，與制備乙醛的反應(yīng)機理如圖所示，下列說法正確的是A.增加的量，的平衡轉(zhuǎn)化率增大B.過程①~⑥中鐵元素化合價均發(fā)生變化C.X為，是反應(yīng)的產(chǎn)物之一D.每消耗可制備乙醛【答案】C【解析】【詳解】A．由分析可知，F(xiàn)e+是反應(yīng)的催化劑，催化劑能加快反應(yīng)速率，但化學(xué)平衡不移動，則增加的量，乙烷的轉(zhuǎn)化率不變，故A錯誤；B．由圖可知，反應(yīng)③、④中，鐵元素化合價沒有發(fā)生變化，故B錯誤；C．由分析可知，乙烷與一氧化二氮制備乙醛時，會發(fā)生副反應(yīng)生成乙醇，所以X為是反應(yīng)的產(chǎn)物之一的乙醇，故C正確；D．分析可知，乙烷與一氧化二氮制備乙醛時，會發(fā)生副反應(yīng)生成乙醇，由得失電子數(shù)目守恒可知，消耗1mol一氧化二氮時，反應(yīng)生成乙醛的物質(zhì)的量小于0.5mol，故D錯誤；故選C?！痉治觥坑蓤D可知，F(xiàn)e+是反應(yīng)的催化劑，主反應(yīng)為乙烷與一氧化二氮反應(yīng)生成乙醛、氮氣和水，副反應(yīng)為乙烷與一氧化二氮反應(yīng)生成乙醇和氮氣。13.催化加氫制甲醇過程中的主要反應(yīng)有：反應(yīng)I：反應(yīng)II：壓強分別為、時，將的混合氣體置于恒容密閉容器中反應(yīng)，不同溫度下平衡時體系中轉(zhuǎn)化率和(或CO)選擇性如圖所示，(或CO)的選擇性可表示為，下列說法正確的是A.曲線①代表的是CO選擇性B.反應(yīng)C.D.其他條件不變，增大壓強，CO選擇性變小【答案】D【解析】【分析】由方程式可知，反應(yīng)Ⅰ為氣體體積減小的放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，甲醇的選擇性減小，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率減小，反應(yīng)Ⅱ為氣體體積不變的吸熱反應(yīng)，壓強一定時升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，一氧化碳的選擇性增大，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，則曲線①代表的是甲醇的選擇性，曲線②、③代表二氧化碳的轉(zhuǎn)化率；溫度一定時增大壓強，反應(yīng)Ⅰ的平衡向正反應(yīng)方向移動，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大、二氧化碳和氫氣的濃度減小，反應(yīng)Ⅱ的平衡不移動，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率不變，二氧化碳和氫氣的濃度減小導(dǎo)致反應(yīng)Ⅱ的平衡向逆反應(yīng)方向移動，一氧化碳的選擇性減小?！驹斀狻緼．由分析可知，曲線①代表的是甲醇的選擇性，故A錯誤；B．由蓋斯定律可知，反應(yīng)Ⅰ—Ⅱ得到反應(yīng)，則反應(yīng)ΔH=(—49.4kJ/mol)—(+41.2kJ/mol)=—90.6kJ/mol，故B錯誤；C．由分析可知，曲線②、③代表二氧化碳的轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)Ⅰ為氣體體積減小的放熱反應(yīng)，溫度一定時增大壓強，反應(yīng)Ⅰ的平衡向正反應(yīng)方向移動，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，反應(yīng)Ⅱ為氣體體積不變的吸熱反應(yīng)，平衡不移動，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率不變，由圖可知，溫度一定時，p1條件下二氧化碳的轉(zhuǎn)化率大于p2，則壓強p1大于p2，故C錯誤；D．由分析可知，溫度一定時增大壓強，反應(yīng)Ⅰ的平衡向正反應(yīng)方向移動，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大、二氧化碳和氫氣的濃度減小，反應(yīng)Ⅱ的平衡不移動，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率不變，二氧化碳和氫氣的濃度減小導(dǎo)致反應(yīng)Ⅱ的平衡向逆反應(yīng)方向移動，一氧化碳的選擇性減小，故D正確；故選D。二、非選擇題：共4題，共61分。14.合成氨技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的重要途徑。Ⅰ.催化合成氨（1）鐵觸媒催化合成氨的反應(yīng)進程如圖所示(圖中“*”表示吸附在催化劑表面的物質(zhì))。①催化反應(yīng)往往經(jīng)過物質(zhì)在催化劑表面的“吸附”過程和脫離催化劑表面的“脫附”過程，“脫附”過程是___________(填“吸熱”或“放熱”)過程。②上圖中決速步驟的反應(yīng)方程式為___________。③相同質(zhì)量的同種催化劑，在載體上的分散度越高，催化效果越好，原因是___________。（2）實驗室模擬合成氨。恒溫下，向一個4L的密閉容器中充入和，反應(yīng)過程中對的物質(zhì)的量進行檢測，得到的數(shù)據(jù)如下表所示：時間/min510152025300.320.560.720.800.800.80①計算此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)___________。②若維持容器容積不變，溫度不變，往原平衡體系中加入、和各，再次達到平衡前___________(填“>”、“<”或“=”)。Ⅱ.電化學(xué)合成氨電解法合成氨反應(yīng)裝置如圖所示：（3）①寫出a極電極反應(yīng)式___________。②電解裝置中質(zhì)子交換膜的作用為___________。③若b極產(chǎn)生的在一定條件下的體積為336L，a極中通入相同條件下的總體積為672L，則的轉(zhuǎn)化率為___________%(保留兩位有效數(shù)字)。【答案】（1）①.吸熱②.N*+3H*=NH*+2H*③.分散度越高，總表面積越大，吸附的反應(yīng)物越多（2）①.0.1②.<（3）①.N2+6e—+6H+=2NH3②.為質(zhì)子的遷移和輸送提供通道，并且阻礙陰、陽兩極產(chǎn)物接觸③.33【解析】【小問1詳解】①物質(zhì)脫離催化劑表面時，需要消耗一定的能量，所以脫附過程是吸熱過程，故答案為：吸熱；②活化能越大，反應(yīng)速率越慢，反應(yīng)的決速步驟取決于慢反應(yīng)，由圖可知，N*和3H*轉(zhuǎn)化為NH*和2H*的活化能最大，則決速步驟的反應(yīng)方程式為N*+3H*=NH*+2H*，故答案為：N*+3H*=NH*+2H*；③相同質(zhì)量的同種催化劑，在載體上的分散度越高說明催化劑的總表面積越大，吸附的反應(yīng)物越多，催化效果越好，故答案為：分散度越高，總表面積越大，吸附的反應(yīng)物越多；【小問2詳解】①由表格數(shù)據(jù)可知，20min反應(yīng)達到平衡時，氨氣的物質(zhì)的量為0.80mol，由方程式可知，平衡時氮氣、氫氣的物質(zhì)的量為2mol-0.80mol×=1.6mol、5.2mol-0.80mol×=4.0mol，則反應(yīng)的平衡常數(shù)K==0.1，故答案為：0.1；②若維持容器容積不變，溫度不變，往原平衡體系中加入氫氣、氮氣和氨氣各4mol，反應(yīng)的濃度熵Qc=≈0.13＞0.1，則反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，故答案為：<；【小問3詳解】由圖可知，a極為電解池的陰極，氫離子作用下氮氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氨氣，電極反應(yīng)式為N2+6e-+6H+=2NH3，b電極為陽極，水分子在陽極失去電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氧氣和氫離子，電極反應(yīng)式為H2O-4e-=O2+4H+。①由分析可知，a極為電解池的陰極，氫離子作用下氮氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氨氣，電極反應(yīng)式為N2+6e-+6H+=2NH3，故答案為：N2+6e-+6H+=2NH3；②由分析可知，a極放電生成氨氣，b極放電生成氧氣，電解裝置中質(zhì)子交換膜只允許氫離子通過，不允許氧氣和氨氣通過，可以阻礙氨氣和氧氣接觸，從而防止制得的氨氣中混有雜質(zhì)，故答案為：為質(zhì)子的遷移和輸送提供通道，并且阻礙陰、陽兩極產(chǎn)物接觸；③由得失電子數(shù)目守恒可知，陽極生成336L氧氣時，陰極消耗氮氣的物質(zhì)的量為×=10mol，則氮氣的轉(zhuǎn)化率為×100%≈33%，故答案為：33。15.納米鐵粉可用于處理水中污染物。某科研小組研究了在不同環(huán)境下納米鐵粉與反應(yīng)的情況。（1）足量的納米鐵粉與酸性廢水中反應(yīng)，若反應(yīng)無氣體產(chǎn)生，其離子方程式為___________；研究發(fā)現(xiàn)，一定量納米鐵粉處理廢水時，若pH偏低將會導(dǎo)致的去除率下降，其原因是___________。（2）相同條件下，將活性炭載納米鐵粉和納米鐵粉分別加入含廢水中，反應(yīng)相同時間，采用活性炭載納米鐵粉去除的效率更高，原因是___________。（3）用催化劑協(xié)同納米鐵粉去除水體中的催化還原反應(yīng)過程如圖-1所示，去除率及生成率隨水體初始pH變化的曲線如圖-2所示。為有效降低水體中氮元素的含量，宜調(diào)整水體pH為4.2，當時，隨pH減小，生成率逐漸降低的原因是___________。【答案】（1）①.②.pH低于4.0，納米鐵粉易與反應(yīng)放出氫氣，被還原的數(shù)目減少（2）活性炭載納米鐵粉能形成鐵碳原電池，加快反應(yīng)速率（3）pH減小，H+濃度增大，會生成更多的H，使被還原的中間產(chǎn)物NH更多的與H反應(yīng)生成，減少N2的生成【解析】【小問1詳解】依題意知，反應(yīng)無氣體產(chǎn)生，則轉(zhuǎn)化為；若pH偏低，則鐵與H+易反應(yīng)生成H2而降低了的去除率。故答案為：，pH低于4.0，納米鐵粉易與反應(yīng)放出氫氣，被還原的數(shù)目減少?！拘?詳解】活性炭載納米鐵粉和納米鐵粉相比較，前者有活性炭，與鐵粉能形成鐵碳原電池，可加快反應(yīng)速率。故答案為：活性炭載納米鐵粉能形成鐵碳原電池，加快反應(yīng)速率?！拘?詳解】pH減小，H+濃度增大，會生成更多的H，使被還原的中間產(chǎn)物NH更多的與H反應(yīng)生成NH3甚至為。故答案為：pH減小，H+濃度增大，會生成更多的H，使被還原的中間產(chǎn)物NH更多的與H反應(yīng)生成，減少N2的生成。16.工業(yè)上，以煤炭為原料，通入一定比例的空氣和水蒸氣，經(jīng)過系列反應(yīng)可以得到滿足不同需求的原料氣。（1）在C和的反應(yīng)體系中：反應(yīng)1：反應(yīng)2：反應(yīng)3：則___________。（2）水煤氣反應(yīng)：。工業(yè)生產(chǎn)水煤氣時，通常交替通入合適量的空氣和水蒸氣與煤炭反應(yīng)，其原因是___________。（3）一氧化碳變換反應(yīng)：。已知：平衡體系中各組分平衡壓強，即組分的物質(zhì)的量分數(shù)×總壓，如CO的平衡壓強：。①一定溫度下，反應(yīng)后測得各組分的平衡壓強：、、和，則反應(yīng)的平衡常數(shù)K的數(shù)值為___________。②維持與題①相同的溫度和總壓，提高水蒸氣的比例，使CO的平衡轉(zhuǎn)化率提高到90%，則原料氣中水蒸氣和CO的物質(zhì)的量之比為___________。③以固體催化劑M催化變換反應(yīng)，若水蒸氣首先被催化劑的活性表面吸附而解離，生成中間體MO，能量變化如圖所示。用化學(xué)方程式表示該催化反應(yīng)的歷程(反應(yīng)機理)：___________?！敬鸢浮浚?）（2）水蒸氣與煤炭反應(yīng)吸熱，氧氣與煤炭反應(yīng)放熱，交替通入空氣和水蒸氣有利于維持體系熱量平衡，保持較高溫度，有利于加快反應(yīng)速率；（3）①.9.0②.9∶5③.M+H2O=MO+H2、MO+CO=M+CO2【解析】【小問1詳解】由已知方程式：(2×反應(yīng)1-反應(yīng)2)可得反應(yīng)3，結(jié)合蓋斯定律得：；【小問2詳解】由于水蒸氣與煤炭反應(yīng)吸熱，會引起體系溫度的下降，從而導(dǎo)致反應(yīng)速率變慢，不利于反應(yīng)的進行，通入空氣，利用煤炭與O2反應(yīng)放熱從而維持體系溫度平衡，維持反應(yīng)速率，故答案為：水蒸氣與煤炭反應(yīng)吸熱，氧氣與煤炭反應(yīng)放熱，交替通入空氣和水蒸氣有利于維持體系熱量平衡，保持較高溫度，有利于加快反應(yīng)速率；【小問3詳解】①該反應(yīng)平衡常數(shù)；②假設(shè)原料氣中水蒸氣為xmol，CO為1mol，由題意列三段式如下：則平衡常數(shù)，解得x=1.8，故水蒸氣與CO物質(zhì)的量之比為1.8∶1=9∶5；③水分子首先被催化劑吸附，根據(jù)元素守恒推測第一步產(chǎn)生H2，第二步吸附CO產(chǎn)生CO2，對應(yīng)反應(yīng)歷程依次為：M+H2O=MO+H2、MO+CO=M+CO2。17.CO2的資源化利用是實現(xiàn)碳中和的重要途徑。Ⅰ．熱化學(xué)法處理CO2CO2加氫制CH3OH的反應(yīng)為：（1）該反應(yīng)能自發(fā)進行的主要原因是___________。（2）該反應(yīng)的正反應(yīng)速率可表示為，逆反應(yīng)速率可表示為，其中、為速率常數(shù)。下圖中能夠代表的曲線為___________(填“”“”“”或“”)；若該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)，那么發(fā)生該反應(yīng)的溫度___________(填“>”、“<”或“=”)。（3）實際合成反應(yīng)時，也會有CH3COCH3等生成。在恒壓條件下，H2、CO2的體積比為反應(yīng)時，在催化劑作用下反應(yīng)相同時間所測得的CH3OH選擇性(CH3OH選擇性)和產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示：①合成CH3OH最適宜的溫度為___________；②在210℃~230℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高，CH3OH的產(chǎn)率迅速升高的原因是___________。Ⅱ．電化學(xué)法處理CO2的資源化利用是實現(xiàn)碳中和的重要途徑一種有機多孔電極材料(銅粉沉積在一種有機物的骨架上)電催化還原CO2的資源化利用是實現(xiàn)碳中和的重要