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2019年高考化學(xué) 考點(diǎn)39 催化劑的考查必刷題.doc

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2019年高考化學(xué) 考點(diǎn)39 催化劑的考查必刷題.doc

考點(diǎn)三十九 催化劑的考查1下列關(guān)于催化劑的說法不正確的是A催化劑在適宜的溫度范圍時(shí)的催化效果更好B使用催化劑,可以增大活化分子百分?jǐn)?shù),加快反應(yīng)速率C催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變是因?yàn)榇呋瘎┎粎⒓踊瘜W(xué)反應(yīng)D鋅與鹽酸反應(yīng)時(shí),加入幾滴硫酸銅溶液可加快反應(yīng)速率,但硫酸銅不作催化劑【答案】C【解析】在化學(xué)反應(yīng)中催化劑參與反應(yīng),增大活化分子百分?jǐn)?shù),加快反應(yīng)速率,只不過質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變,所以C錯(cuò)誤;D中是發(fā)生了置換反應(yīng),銅與鋅構(gòu)成了原電池,加快反應(yīng)速率。2關(guān)于催化劑的理解中不正確的是A 由催化劑反應(yīng)前后質(zhì)量不變知催化劑不參加化學(xué)反應(yīng)B 催化劑具有高度的選擇性(即催化的專一性)C 酶是生物體內(nèi)的一類催化劑D 催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后的化學(xué)性質(zhì)、質(zhì)量不變【答案】A32010年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予理查德赫克等三位科學(xué)家,以表彰他們在“鈀催化交叉偶聯(lián)”方面的研究。下面關(guān)于催化劑的說法正確的是A 催化劑只改變反應(yīng)的正反應(yīng)速率B 催化劑通過升高反應(yīng)的活化能來加快反應(yīng)速率C 催化劑能夠改變反應(yīng)的反應(yīng)熱D 催化劑不能改變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率【答案】D【解析】A催化劑能同等程度地改變正逆反應(yīng)速率,故A錯(cuò)誤;B催化劑在化學(xué)反應(yīng)中降低反應(yīng)的活化能,故B錯(cuò)誤;C反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始末狀態(tài)有關(guān),與催化劑不能改變反應(yīng)熱,故C錯(cuò)誤;D催化劑不能改變反應(yīng)的平衡狀態(tài),則不能改變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,故D錯(cuò)誤。4下列關(guān)于催化劑的說法不正確的是A溫度越高,催化劑的催化效果越好B汽車排氣管上的“催化轉(zhuǎn)化器”能減少有害氣體排放C催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率,但反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變D催化劑可以降低反應(yīng)所需要的活化能,但不能改變反應(yīng)熱 【答案】A【解析】適宜的溫度下,催化劑的催化效果越好,故A錯(cuò)誤。5下列關(guān)于催化劑的說法不正確的是( )A溫度越高,催化劑的催化效果越好B汽車排氣管上的“催化轉(zhuǎn)化器”能減少有害氣體排放C催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率,但廈應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變D鋅與鹽酸反應(yīng)時(shí),加入幾滴硫酸銅溶液可加快反應(yīng)速率,但硫酸銅不作催化劑【答案】A6下列關(guān)于催化劑的說法正確的是A 使用催化劑可以增大正反應(yīng)速率,減小逆反應(yīng)速率B 使用催化劑可以使化學(xué)平衡正向移動(dòng)C 使用催化劑可以降低反應(yīng)的活化能D 使用催化劑可以改變反應(yīng)的平衡常數(shù)【答案】C【解析】A、使用催化劑可以增大正反應(yīng)速率,同時(shí)也增大逆反應(yīng)速率,A錯(cuò)誤;B、使用催化劑能同等程度改變正逆反應(yīng)速率,因此不能使化學(xué)平衡移動(dòng),B錯(cuò)誤;C、使用催化劑可以降低反應(yīng)的活化能,從而加快反應(yīng)速率,C正確;D、使用催化劑不能改變平衡狀態(tài),因此不可以改變反應(yīng)的平衡常數(shù),D錯(cuò)誤,答案選C。7下列關(guān)于催化劑的說法不正確的是 ()A 溫度越高,催化劑的催化效果越好B 汽車排氣管上的“催化轉(zhuǎn)化器”能減少有害氣體排放C 催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率,但反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變D 鋅與鹽酸反應(yīng)時(shí),加入幾滴硫酸銅溶液可加快化學(xué)反應(yīng)速率,但硫酸銅不作催化劑【答案】A【解析】某些催化劑會(huì)因溫度過高而失去活性,即失去催化作用,故催化劑不是溫度越高催化效果越好。82017年11月1日,中國環(huán)境網(wǎng)報(bào)道,近日,從中科院大連化物所獲悉,該所催化基礎(chǔ)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王集杰博士、李燦院士等人開發(fā)了一種雙金屬固溶體氧化物催化劑,實(shí)現(xiàn)了二氧化碳(CO2)高選擇性高穩(wěn)定性加氫合成甲醇。傳統(tǒng)用于合成氣制甲醇的Cu基催化劑應(yīng)用于二氧化碳加氫制甲醇時(shí),突出問題是甲醇選擇性低(5060%).研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的一種不同于傳統(tǒng)金屬催化劑的雙金屬固溶體氧化物催化劑ZnO-ZrO2,在二氧化碳單程轉(zhuǎn)化率超過10%時(shí),甲醇選擇性仍保持在90%左右,是目前同類研究中綜合水平最好的結(jié)果。據(jù)此判斷下列說法不正確的是( )A 一種催化劑并非對所有的化學(xué)反應(yīng)都有催化作用,某些化學(xué)反應(yīng)并非只有唯一的催化劑B 使用傳統(tǒng)Cu基催化劑不改變二氧化碳加氫制甲醇的化學(xué)反應(yīng)速率,因此甲醇選擇性低C 使用雙金屬固溶體氧化物催化劑ZnO-ZrO2和Cu基催化劑,前者所得產(chǎn)物甲醇的純度高D 二氧化碳加氫制甲醇等燃料及化學(xué)品可實(shí)現(xiàn)全球二氧化碳減排和碳資源可持續(xù)利用【答案】B9美國科學(xué)家理查德赫克(Richard F, Heck)和日本科學(xué)家根岸英一(Ei-ichi Negishi) 、鈴木章(Akira Suzuki)因在有機(jī)合成領(lǐng)域中鈀催化交叉偶聯(lián)反應(yīng)方面的卓越研究獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。這一成果廣泛應(yīng)用于制藥、電子工業(yè)和先進(jìn)材料等領(lǐng)域,為化學(xué)家們提供“精致工具”,大大提升合成復(fù)雜化學(xué)物質(zhì)的可能性。下列有關(guān)催化劑的表述錯(cuò)誤的是A催化劑是改變化學(xué)反應(yīng)速率最有效的手段之一B催化劑自身的組成、化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后不發(fā)生變化 C同一反應(yīng)可以有不同的催化劑,同一催化劑也可用于不同的反應(yīng)D上圖中b表示使用催化劑的情況,a表示無催化劑的情況【答案】D10已知:2N2(g)+6H2O(g)4NH3(g)+3O2(g) H=+Q kJmol,下圖為該反應(yīng)在不同初始濃度的N2和不同催化劑I、作用下(其他條 件相同),體積為2L的密閉容器中n(NH3)隨反應(yīng)時(shí)間的變化曲線,下列說法正確的是A 06h內(nèi),催化劑I的催化效果比催化劑的好B a點(diǎn)時(shí),催化劑I、作用下N2的轉(zhuǎn)化率相等C 05h內(nèi),在催化劑I的作用下,O2的反應(yīng)速率為0.12mol/(Lh)D 012h內(nèi),催化劑作用下反應(yīng)吸收的熱量比催化劑I的多【答案】D【解析】A. 催化劑I和催化劑的條件下,N2的初始濃度不同,催化劑I和催化劑的催化效果沒法比較,A錯(cuò)誤;B. N2的初始濃度不同,a點(diǎn)時(shí)生成NH3的物質(zhì)的量相等,因此N2的轉(zhuǎn)化率不相等,B錯(cuò)誤;C. 由圖像可知05h內(nèi),在催化劑I的作用下,生成NH3的物質(zhì)的量為0.8 mol,根據(jù)方程式可知生成O2的物質(zhì)的量為0.6mol,所以O(shè)2的反應(yīng)速率為:=0.06 mol/(Lh),C錯(cuò)誤;D. 012h內(nèi),催化劑作用下生成NH3的物質(zhì)的量比催化劑I的多,因此催化劑作用下反應(yīng)吸收的熱量比催化劑I的多,D正確。11某化學(xué)反應(yīng)的能量變化如右圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是A該反應(yīng)的反應(yīng)熱HE1E2Ba、b分別對應(yīng)有催化劑和無催化劑的能量變化C催化劑能降低反應(yīng)的活化能D催化劑能改變反應(yīng)的焓變【答案】C12碳酸二甲酯(DMC)是一種無毒、環(huán)保性能優(yōu)異、用途廣泛的化工原料在催化劑作用下,可由甲醇和CO2直接合成碳酸二甲酯:CO2+2CH3OHCO(OCH3)2 + H2O 。某研究小組在其他條件不變的情況下,通過研究催化劑用量分別對轉(zhuǎn)化數(shù)(TON ) 的影響來評價(jià)催化劑的催化效果計(jì)算公式為TON轉(zhuǎn)化的甲醇的物質(zhì)的量催化劑的物質(zhì)的量根據(jù)該研究小組的實(shí)驗(yàn)及催化劑用量TON的影響圖,判斷下列說法不正確的是A由甲醇和CO2直接合成碳酸二甲酯,可以利用價(jià)廉易得的甲醇把影響環(huán)境的溫室氣體CO2轉(zhuǎn)化為資源,在資源循環(huán)利用和環(huán)境保護(hù)方面都具有重要意義B在反應(yīng)體系中添加合適的吸水劑,將提高該反應(yīng)的TONC當(dāng)催化劑用量為1.210-5mol時(shí),該反應(yīng)的TON 達(dá)到最高點(diǎn)D當(dāng)催化劑用量高于1.210-5mol時(shí),隨著催化劑用量的增加,甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率逐漸降低【答案】D13如圖為某烯烴在催化劑作用下發(fā)生加成反應(yīng)的能量變化圖,下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A催化劑能降低該反應(yīng)的活化能B催化劑能改變該反應(yīng)的焓變C該反應(yīng)為放熱反應(yīng)D由圖可知,在催化劑作用下,該反應(yīng)不是一步完成的【答案】B【解析】B催化劑能改變該反應(yīng)的活化能,正催化劑主要是降低了反應(yīng)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)所需要的活化能,但不能改變反應(yīng)的焓變,錯(cuò)誤; 14一定條件下,用 Fe2O3、 NiO 或 Cr2O3作催化劑對燃煤煙氣進(jìn)行回收,使 SO2轉(zhuǎn)化生成為 S。催化劑不同,相同其他條件(濃度、溫度、壓強(qiáng))情況下, 相同時(shí)間內(nèi) SO2 的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如下圖:下列說法不正確的是( )A 不考慮催化劑價(jià)格因素,選擇 Fe2O3 作催化劑可以節(jié)約能源B 相同其他條件下,選擇 Cr2O3 作催化劑, SO2 的平衡轉(zhuǎn)化率最小C a 點(diǎn)后 SO2 的轉(zhuǎn)化率減小的原因可能是溫度升高催化劑活性降低了D 選擇 Fe2O3 作催化劑,最適宜溫度為 340380溫度范圍【答案】B15已知CoxNi(1x)Fe2O4(其中Co、Ni均為+2價(jià))可用作H2O2分解的催化劑,具有較高的活性,通常由兩種不同方法制得。右圖為二種方法制得的催化劑,在10時(shí)催化分解6%的H2O2溶液的相對初始速率隨x變化的曲線圖。下列說法錯(cuò)誤的是A該催化劑中鐵元素的化合價(jià)為+3價(jià)BCo、Ni、Fe均為B族元素C由圖中信息可知,Co2+、Ni2+兩種離子中催化效果較好的是Co2+D由圖中信息可知,微波水熱法制取的催化劑活性更高【答案】B【解析】A、CoxNi(1x)Fe2O4(其中Co、Ni均為+2價(jià)),所以根據(jù)物質(zhì)的元素的化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算,鐵的化合價(jià)為+3,正確,不選A;B、三種元素在族,錯(cuò)誤,選B;C、x數(shù)值越大,催化效果越好,說明Co2+越多效果越好,所以正確,不選C;D、從圖分析,微波水熱法速率大,效果好,正確,不選D。16已知H2O2在催化劑作用下分解速率加快,進(jìn)程的變化示意圖。下列說法正確的是( )A 加入催化劑,可提高H2O2的平衡轉(zhuǎn)化率B a表示的催化劑效率高于b表示的催化劑效率C 改變催化劑既能改變反應(yīng)熱也能改變活化能D 該反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行【答案】D17三效催化劑是最為常見的汽車尾氣催化劑,其催化劑表面物質(zhì)轉(zhuǎn)化的關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是A 在轉(zhuǎn)化過程中,氮元素均被還原B 依據(jù)圖示判斷催化劑不參與儲(chǔ)存和還原過程C 還原過程中生成0.1mol N2,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.5 molD 三效催化劑能有效實(shí)現(xiàn)汽車尾氣中CO、CxHy、NOx三種成分的凈化【答案】D18常溫常壓時(shí)烯烴與氫氣混合不反應(yīng),高溫時(shí)反應(yīng)很慢,但在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┐嬖跁r(shí)可氫氣反應(yīng)生成烷,一般認(rèn)為加氫反應(yīng)是在催化劑表面進(jìn)行。反應(yīng)過程的示意圖如下: 下列說法中正確的是A 乙烯和H2生成乙烷的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B 加入催化劑,可減小反應(yīng)的熱效應(yīng)C 催化劑能改變平衡轉(zhuǎn)化率,不能改變化學(xué)平衡常數(shù)D 催化加氫過程中金屬氫化物的一個(gè)氫原子和雙鍵碳原子先結(jié)合,得到中間體【答案】D【解析】A、根據(jù)圖示,得到:反應(yīng)物的能量高于產(chǎn)物的能量,所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng),故A錯(cuò)誤;B、催化劑只會(huì)加快反應(yīng)速率,不會(huì)引起反應(yīng)熱的變化,反應(yīng)的熱效應(yīng)不變,故B錯(cuò)誤;C、催化劑只會(huì)加快反應(yīng)速率,不能改變平衡轉(zhuǎn)化率,不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù),故C錯(cuò)誤;D、根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的歷程:化加氫過程中金屬氫化物的一個(gè)氫原子和雙鍵碳原子先結(jié)合,得到中間體,故D正確;故選D。19將CO2轉(zhuǎn)化為 CH4,既可以減少溫室氣體的排放,又能得到清潔能源。已知:CO2(g)2H2O(g)CH4(g)2O2(g) H= +802 kJmol-1右圖為在恒溫、光照和不同催化劑(、)作用下,體積為1 L的密閉容器中n (CH4)隨光照時(shí)間的變化曲線。下列說法正確的是A016h內(nèi),v(H2O)=1.5mol/(Lh)B025h內(nèi),催化劑的催化效果比催化劑的效果好C在兩種不同催化劑下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)不相等D反應(yīng)開始后的15h內(nèi),第種催化劑的作用下,得到的CH4最多【答案】A20諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主德國科學(xué)家格哈德埃特爾對一氧化碳在鉑表面氧化過程的研究,催生了汽車尾氣凈化裝置。凈化裝置中催化轉(zhuǎn)化器可將CO、NO、NO2等轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。下列有關(guān)說法不正確的是A 催化轉(zhuǎn)化器中的鉑催化劑可加快CO的氧化B 鉑表面做成蜂窩狀更有利于提高催化效果C 使用鉑催化劑,可以提高CO、NO、NO2的平衡轉(zhuǎn)化率D 在鉑催化下,NO、NO2可被CO還原成N2【答案】C【解析】A、在鉑催化劑的作用下,NO、NO2將CO氧化為CO2,選項(xiàng)A正確;B、將鉑表面做成蜂窩狀,增大了反應(yīng)物的接觸面積,有利于提高催化效果,選項(xiàng)B正確;C、催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率而不能改變化學(xué)反應(yīng)限度(即不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)),選項(xiàng)C不正確;D、NO、NO2變成N2,氮元素的化合價(jià)降低,被還原,選項(xiàng)D正確;答案選C。21人工光合作用能夠借助太陽能,用CO2和H2O制備化學(xué)原料。下圖是通過人工光合作用制備HCOOH的原理示意圖,下列說法不正確的是A該過程是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程B催化劑a表面發(fā)生氧化反應(yīng),有O2產(chǎn)生C催化劑a附近酸性減弱,催化劑b附近酸性增強(qiáng)D催化劑b表面的反應(yīng)是CO2 +2H+2e一=HCOOH【答案】C22稀薄燃燒是指汽油在較大空/燃比(空氣與燃油氣的體積比)條件下的燃燒。隨著全球能源危機(jī)的加劇,稀薄燃燒技術(shù)的研究受到了人們的重視,但稀薄燃燒時(shí),常用的汽車尾氣凈化裝置不能有效地將NOx轉(zhuǎn)化為N2。不同空/燃比時(shí)汽車尾氣中主要污染物的含量變化如圖所示。(1)稀薄燃燒技術(shù)除能節(jié)約能源外,還具有的優(yōu)點(diǎn)是_(填一項(xiàng))。排放到大氣中的NOx會(huì)導(dǎo)致酸雨、_等環(huán)境問題(填一項(xiàng))。(2)某?;瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在技術(shù)人員的指導(dǎo)下,按下列流程探究不同催化劑對NH3還原NO反應(yīng)的催化性能。若控制其他實(shí)驗(yàn)條件均相同,在催化反應(yīng)器中裝載不同的催化劑,將經(jīng)催化反應(yīng)后的混合氣體通入滴有酚酞的稀硫酸溶液(溶液的體積、濃度均相同)。為比較不同催化劑的催化性能,需要測量并記錄的數(shù)據(jù)是_。(3)若某一催化劑能同時(shí)催化NH3等還原性氣體與NOx的反應(yīng)。將該催化劑分別用于催化還原含等物質(zhì)的量NOx的兩種氣體:純NO氣體,汽車尾氣。消耗NH3的物質(zhì)的量較多的可能是_(填字母),原因是_。ABC都有可能【答案】(1)減少CO和碳?xì)浠衔锏奈廴竟饣瘜W(xué)煙霧(2)溶液顯色所需要的時(shí)間(3)A汽車尾氣中含有一定量的CO和碳?xì)浠衔铮傧腘H3(或B汽車尾氣中含有一定量的NO2,多消耗NH3或C汽車尾氣中同時(shí)含有CO、碳?xì)浠衔锏冗€原性氣體和NO2等氧化性氣體,二者相對含量的不同可導(dǎo)致消耗NH3的增多或減少)23碳酸二甲酯(DMC)是一種近年來受到廣泛關(guān)注的環(huán)保型綠色化工產(chǎn)品。在催化劑作用下,可由甲醇和CO2直接合成DMC:CO22CH3OHCO(OCH3)2H2O,但甲醇轉(zhuǎn)化率通常不會(huì)超過1%是制約該反應(yīng)走向工業(yè)化的主要原因。某研究小組在其他條件不變的情況下,通過研究溫度、反應(yīng)時(shí)間、催化劑用量分別對轉(zhuǎn)化數(shù)(TON)的影響來評價(jià)催化劑的催化效果。計(jì)算公式為TON轉(zhuǎn)化的甲醇的物質(zhì)的量/催化劑的物質(zhì)的量。(1)已知25 時(shí),甲醇和DMC的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為H1和H2,則上述反應(yīng)在25 時(shí)的焓變H3_。(2)根據(jù)反應(yīng)溫度對TON的影響圖(圖1)判斷該反應(yīng)的焓變H_0(填“”、“”或“”),理由是_。(3)根據(jù)反應(yīng)時(shí)間對TON的影響圖(圖2),已知溶液總體積 10 mL,反應(yīng)起始時(shí)甲醇0.25 mol,催化劑0.6105 mol,計(jì)算該溫度下,47 h內(nèi)DMC的平均反應(yīng)速率:_;計(jì)算10 h時(shí),甲醇的轉(zhuǎn)化率: _。(4)根據(jù)該研究小組的實(shí)驗(yàn)及催化劑用量TON的影響圖(圖3),判斷下列說法正確的是_。a由甲醇和CO2直接合成DMC,可以利用價(jià)廉易得的甲醇把影響環(huán)境的溫室氣體CO2轉(zhuǎn)化為資源,在資源循環(huán)利用和環(huán)境保護(hù)方面都具有重要意義b在反應(yīng)體系中添加合適的脫水劑,將提高該反應(yīng)的TONc當(dāng)催化劑用量低于1.2105 mol時(shí),隨著催化劑用量的增加,甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率顯著提高d當(dāng)催化劑用量高于1.2105 mol時(shí),隨著催化劑用量的增加,DMC的產(chǎn)率反而急劇下降【答案】(1)2H1H2 (3分)(2)(1分)經(jīng)過相同的反應(yīng)時(shí)間,溫度較低時(shí),反應(yīng)未達(dá)到平衡;溫度較高時(shí),反應(yīng)已達(dá)到平衡,隨著溫度升高,TON減小,即平衡向左移動(dòng),說明該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以H<0;(3)1103 molL1h1(3分)8.4102%(3分);(4)a、b(3分)。110-3mol/(Lh). 在10 h時(shí),甲醇的TON是35,甲醇的轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量n(CH3OH) = 350.610-5mol=2.110-4mol,所以甲醇的轉(zhuǎn)化率是:2.110-4mol0.25mol=8.410-4=8.4102%;(4) a由甲醇和CO2直接合成DMC,可以利用價(jià)廉易得的甲醇把影響環(huán)境的溫室氣體CO2轉(zhuǎn)化為資源,在資源循環(huán)利用和環(huán)境保護(hù)方面都具有重要意義,正確;b在反應(yīng)體系中添加合適的脫水劑,即減小生成物的濃度,平衡正向移動(dòng),因此將提高該反應(yīng)的TON,正確;c當(dāng)催化劑用量低于1.2105 mol時(shí),隨著催化劑用量的增加,催化劑的催化效果增大,錯(cuò)誤;d當(dāng)催化劑用量高于1.2105 mol時(shí),隨著催化劑用量的增加,催化劑的催化效果急劇下降,錯(cuò)誤。只有在催化劑用量等于1.2105 mol時(shí),催化效果最好。24(1)生產(chǎn)水煤氣過程中有以下反應(yīng):C(s)CO2(g)2CO(g)H1;CO(g)H2O(g) H2(g)CO2(g)H2;C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)H3;上述反應(yīng)H3與H1、H2之間的關(guān)系為_。(2)將CH4轉(zhuǎn)化成CO,工業(yè)上常采用催化轉(zhuǎn)化技術(shù),其反應(yīng)原理為2CH4(g)3O2(g) 2CO(g)4H2O(g)H1 038 kJmol1。工業(yè)上要選擇合適的催化劑,分別對X、Y、Z三種催化劑進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)(其他條件相同):X在750 時(shí)催化效率最高,能使正反應(yīng)速率加快約3105倍;Y在600 時(shí)催化效率最高,能使正反應(yīng)速率加快約3105倍;Z在440 時(shí)催化效率最高,能使逆反應(yīng)速率加快約1106倍;根據(jù)上述信息,你認(rèn)為在生產(chǎn)中應(yīng)該選擇的適宜催化劑是_(填“X”或“Y”或“Z”),選擇的理由是_;(3)請畫出(2)中反應(yīng)在有催化劑與無催化劑兩種情況下反應(yīng)過程中體系能量變化示意圖,并進(jìn)行必要標(biāo)注?!敬鸢浮浚?)H3H1H2(2)Z催化效率最高其活性溫度低,節(jié)能(或催化活性高、速度快、反應(yīng)溫度低)(3)【解析】(1)C(s)CO2(g) 2CO(g)H1CO(g)H2O(g) H2(g)CO2(g)H2兩式相加C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)H3H1H2。(2)選擇催化劑,應(yīng)看溫度和催化效率,Z的催化效率最高時(shí),溫度低,且速率快,所以Z合適。(3)畫圖時(shí),應(yīng)注意在有催化劑時(shí),反應(yīng)物、生成物的總能量不變,H不變,活化能減少。25NOx會(huì)引起光化學(xué)煙霧等環(huán)境問題,在催化劑存在條件下,以NH3或尿素將尾氣中NOx還原為N2的技術(shù),即NH3或尿素-SCR技術(shù),是去除NOx最為有效且應(yīng)用最廣的技術(shù)之一,其中最重要的催化劑體系是釩基催化劑。(1)NH3去除尾氣中的NOx,當(dāng)v(NO):v(NO2)=l:1時(shí)稱為“快速SCR 反應(yīng)”,該反應(yīng)化學(xué)方程式為_。(2)不同釩含量的催化劑(V2O5/TiO2)添加WO3對NO去除率的影響如下圖,從圖中可以得出其它條件相同時(shí)添加WO3,對NO去除率的影響是_(填“增大”、“減小”或“無影響”)。根據(jù)圖中所示,隨著溫度升高NO去除率的變化趨勢為_,該變化趨勢的一種可能原因是_。(3)在制備釩基催化劑時(shí),添加的各種成型助劑中堿金屬或堿土金屬(如Na、K、Ca)能夠使催化劑中毒(催化性能下降), K、Ca的毒化作用與Na相似。下列適合做成型助劑有_。ALi BMg C酸性鋁溶膠 D酸性硅溶膠請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究添加金屬K對催化劑活性的影響(只需寫出實(shí)驗(yàn)思路,不需要具體實(shí)驗(yàn)操作)_。(4)在NOx催化去除過程中,NH3儲(chǔ)罐存在危險(xiǎn)性,更多應(yīng)用為尿素-SCR技術(shù)。在該技術(shù)過程中,發(fā)生如下兩個(gè)反應(yīng): CO(NH2)2=NH3+HNCO HNCO(g)+H20(g)=NH3(g)+CO2(g)在此過程中一分子尿素可以生成兩分子NH3,因此尿素被視為是NH3的有效儲(chǔ)存源。反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為_。目前商用的尿素溶液濃度為32.5%(密度為1.05g/mL),常稱為“Ad Blue ”。1L該商用尿素溶液發(fā)生“快速SCR反應(yīng)”, 理論上最多可消除NO和NO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_L?!敬鸢浮?2NH3+NO+NO2= 2N2+3H2O 增大 減小 低溫階段,溫度升高反應(yīng)速率加快導(dǎo)致NO去除率增大;高溫階段,溫度升高平衡逆向移動(dòng)導(dǎo)致NO去除率下降;低溫階段,溫度升高反應(yīng)速率加快導(dǎo)致NO去除率增大;高溫階段,發(fā)生NH3的非選擇性氧化NOx反應(yīng)。低溫階段,溫度升高反應(yīng)速率加快導(dǎo)致NO去除率增大;高溫階段,催化劑活性下降。(其它合理答案均可) C、D 分別向催化劑中添加1%K、2%K,并控制與(3)題中相同實(shí)驗(yàn)條件下,然后測定不同溫度下的NO去除率,繪制成圖表。 c(NH3)c(CO2)/c(HNCO)c(H2O) 254.8

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