固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。下图为少量...

固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。下图为少量HCl气体分子在253 K冰表面吸附和溶解过程的示意图。下列叙述错误的是

A. 冰表面第一层中，HCl以分子形式存在

B. 冰表面第二层中，H+浓度为5×10−3 mol·L−1（设冰的密度为0.9 g·cm−3）

C. 冰表面第三层中，冰的氢键网格结构保持不变

D. 冰表面各层之间，均存在可逆反应HClH++Cl−

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固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。下图为少量HCl气体分子在253 K冰表面吸附和溶解过程的示意图，下列叙述错误的是

A.冰表面第一层中，HCl以分子形式存在

B.冰表面第三层中，冰的氢键网格结构保持不变

C.冰表面各层之间，均存在可逆反应HClH++Cl−

D.冰表面第二层中，H+浓度为5×10−3 mol·L−1（设冰的密度为0.9 g·cm−3）

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氨在化肥生产、储氢及环境治理等领域发挥着重要作用。

（1）中科院固体研究所的赵惠军和张海民研究团队以MoS2为催化剂，通过调节催化剂/电解质的表界面相互作用，在不同电解质溶液中实现常温电催化合成氨，其反应历程与相对能量模拟计算结果如图1。将Na2SO4溶液换成Li2SO4溶液后，反应速率明显加快的主要原因是加快了下列__转化的反应速率(填标号)。

A．N2→*N2　　　　 B．*N2→*N2H　　　 C．*N2H3→*N　　　 D．*NH→*NH2

（2）2017年Dr.KatsutoshiNagaoka等带领的研究团队开发了一种可以“快速启动的氨制氢工艺”。

已知：NH3(g)=H2(g)+N2(g)　　 ΔH1=+45.9kJ·mol-1

NH3(g)+O2(g)=H2O(g)+N2(g)　　 ΔH2=-318kJ·mol-1

则快速制氢反应NH3(g)+O2(g)=H2(g)+H2O(g)+N2(g)的ΔH=___kJ·mol-1。

（3）氨在高温下分解可以产生氢气和氮气。1100℃时，在钨丝表面NH3分解的半衰期（浓度减小一半所需时间）如下表所示：

表中的t5的值为___。c(NH3)的值从2.28×10-3变化至1.14×10-3的过程中，平均反应速率v(H2)=___ mol·L-1·s-1（保留三位有效数字）。

（4）氨催化氧化时会发生两个竞争反应：

Ⅰ：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)　　 ΔH=－905.0kJ·mol-1

Ⅱ：4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)　　 ΔH=－1266.6kJ·mol-1

为分析某催化剂对反应的选择性，在1L密闭容器中存入1mol氨气和2mol的氧气，测得有关物质的物质的量随温度变化的关系如图2。

①该催化剂在低温时，选择反应___（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。

②520℃时，4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)的平衡常数K=___（只需列出数字计算式，无需计算结果）。

（5）华南理工大学提出利用电解法制H2O2并用产生的H2O2处理废氨水，装置如图3所示。

①IrRu惰性电极有吸附O2的作用，该电极上的反应为__。

②理论上电路中每转移3mol电子，最多可以处理NH3·H2O的物质的量为__。

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自然界中时刻存在着氮气的转化。实现氮气按照一定方向转化一直是科学领域研究的重要课题，如图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图。下列叙述正确的是（　　 ）

A.N2→NH3，NH3→NO均属于氮的固定

B.在催化剂a作用下，N2发生了氧化反应

C.催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂

D.使用催化剂a、b均可以提高单位时间内生成物的产量

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自然界中时刻存在着氮的转化。实现氮按照一定方向转化一直是科学领域研究的重要课题，如图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图：

下列叙述正确的是

A.N2NH3，NH3NO均属于氮的固定

B.催化剂a作用下氮原子发生了氧化反应

C.催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂

D.使用催化剂a、b均可以提高单位时间内生成物的产量

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自然界中时刻存在着氮的转化。实现氮按照一定方向转化一直是科学领域研究的重要课题，如图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图：

下列叙述正确的是

A.N2NH3，NH3NO均属于氮的固定

B.催化剂a作用下氮原子发生了氧化反应

C.催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂

D.使用催化剂a、b均可以提高单位时间内生成物的产量

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固体表面的化学过程研究对于化学工业非常重要。在Fe催化剂、一定压强和温度下合成氨的反应机理如下图所示。下列说法不正确的是（　　　　 ）

A. N2和H2分子被吸附在铁表面发生反应

B. 吸附在铁表面的N2断裂了N≡N键

C. NH3分子中的N-H键不是同时形成

D. Fe催化剂可以有效提高反应物的平衡转化率

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CO2的资源化利用一直是化学家们关注的重要课题，中科院大连化学物理研究所设计了一种新型多功能复合催化剂，成功地实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油：(反应①)，该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。

(1)已知氢气的燃烧热为，若要利用的燃烧热求a的值，则还需要知道一个反应的，该反应是________________________________。反应①在一定条件下具有自发性，则a_______________0(填“>”或“<”)。

(2)向某密闭容器中按一定投料比充入、，控制条件使其发生反应：。测得的平衡转化率与温度、压强之间的关系如图1所示：

则X表示______________，___________(填“>”或“<”)。欲提高的平衡转化率并提高单位时间内的产量，可采取的措施是______________________(填两种)。

(3)控制一定温度、催化剂，按不同投料比将反应物通入到某密闭容器中，测得平衡时的百分含量与投料比之间的关系如图2所示，则____________。

(4)在钌-铑双金属催化剂的作用下，CH3OH、CO2、H2可高效地转化为乙酸，反应方程式为。一定温度下，向某刚性容器中通入等物质的量的三种原料气，测得体系中的总压强与时间的关系如下表所示：

则反应开始到达到平衡的过程中，____________________________。

(5)碳捕捉技术的发展也有利于CO2在资源应用方面得到充分利用。常温下，若某次用NaOH溶液捕捉空气中的CO2所得溶液的pH=10，并测得溶液中，则_____________。

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CO、CO2是火力发电厂释放出的主要尾气，它们虽会对环境造成负面影响，但也是重要的化工原料，其回收利用是环保领域研究的热点课题。

（1）CO 与Cl2在催化剂的作用下合成光气(COCl2)。某温度下，向2L 的密闭容器中投入一定量的CO与Cl2，在催化剂的作用下发生反应：CO(g)+Cl2(g)COCl2(g)　　　 ΔH=a kJ/ mol。

反应过程中测定的部分数据如下表：

①反应从开始到2min 末这一段时间内的平均速率v(COCl2)=_____mol/(L·min)。

②在2min~4min 间，v (Cl2) 正______v (Cl2)逆（填“＞”、“＜”或“=”），该温度下K=_______。

③已知X、L可分别代表温度或压强，图1表示L不同时，CO的转化率随X的变化关系。L代表的物理量是_____________；a_________0（填“＞”、“＜”或“=”）。

（2）在催化剂作用下NO和CO 可转化为无毒气体：

2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)　　 △H

①已知： N2(g)+O2 (g)=2NO(g)　　 △H1= +180.0kJ/mol

2C(s)+O2 (g)=2CO (g)　　 △H2= -221.0 kJ/mol

2C(s)+2O2 (g)=2CO2 (g)　　 △H3= -787.0 kJ/mol

则ΔH=____________。

②研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。某同学设计了三组实验（实验条件已经填在下面的实验设计表中）。实验的设计目的是___________________________。

（3）在强酸性的电解质水溶液中，惰性材料作电极，电解CO2可得到多种燃料，其原理如图2 所示。

①b 为电源的_______（填“正”或“负”）极，电解时，生成丙烯的电极反应式是_________。

②侯氏制碱法中可利用CO2、NH3、NaCl等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。已知H2CO3 的Ka1=4.3×10-7 mol•L-1、Ka2=5.6×10-11 mol•L-1，NaHCO3溶液中各离子浓度由大到小的顺序为________。

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