某研究团队在优化催化剂的基础上，通过调节电极的孔道和疏水性增加CO的扩散速率，实现了高选择...

某研究团队在优化催化剂的基础上，通过调节电极的孔道和疏水性增加CO的扩散速率，实现了高选择性将CO电解还原制备乙烯，如图所示。下列叙述错误的是（　　 ）

A.碳纸/聚四氟乙烯电极为阴极

B.聚四氟乙烯的作用是吸附并增加CO的浓度

C.为了维持电解的效率，离子交换膜应为阳离子交换膜

D.碳纸上生成C2H4的电极反应式为：2CO+6H2O+8e-=C2H4+8OH-

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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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某研究团队实现了电化学合成（又称电解合成）H2O2，该方法的原理如图所示，下列有关说法错误的是（　　 ）

A.电极a为阳极，CEM为阳离子交换膜

B.该方法是一种制取H2O2的绿色方法

C.电极b上的电极反应式为O2+H+-2e-=HO2-

D.通过调节通入去离子水的量可以控制流出溶液中H2O2的浓度

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中国科学院大连化物所的研究团队创新性提出锌碘单液流电池的概念， 实现锌碘单液流中电解液的利用率近 100%， 其原理如图所示。

下列说法正确的是

A.放电时A电极反应式为：Zn+2e-=Zn2+ B.放电时电解质储罐中离子总浓度减小

C.M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜 D.充电时A极增重65g，C区增加离子数为2NA

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中科院大连化学物理研究所的一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷在催化作用下脱氢，在气相中经自由基偶联反应生成乙烯，如图所示。

（1）现代石油化工采用Ag作催化剂，可实现乙烯与氧气制备X（分子式C2H4O，不含双键），该反应符合最理想的原子经济，则反应的化学方程式是______________（有机物请写结构简式）。

（2）已知相关物质的燃烧热如上表，写出甲烷制备乙烯的热化学方程式_____________。

（3）在400 ℃时，向初始体积1 L的恒压反应器中充入1 molCH4，发生上述反应，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%。则：

①在该温度下，其平衡常数K＝________。

②若向该容器通入高温水蒸气（不参加反应，高于400℃），C2H4的产率将________（选填“增大”“减小”“不变”“无法确定”），理由是_____________。

③若容器体积固定，不同压强下可得变化如下图，则压强的关系是__________。

④实际制备C2H4时，通常存在副反应：2CH4(g) →C2H6(g)＋H2(g)。反应器和CH4起始量不变，不同温度下C2H6和C2H4的体积分数与温度的关系曲线如图。

A．在200 ℃时，测出乙烷的量比乙烯多的主要原因可能是_____________。

B．400℃时，C2H4、C2H6的体积分数分别为20.0%、6.0%，则体系中CH4的体积分数是_________。

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中科院大连化学物理研究所的一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷在催化作用下脱氢，在气相中经自由基偶联反应生成乙烯，如图所示。

（1）现代石油化工采用Ag作催化剂，可实现乙烯与氧气制备X（分子式C2H4O，不含双键），该反应符合最理想的原子经济，则反应的化学方程式是___（有机物请写结构简式）。

（2）已知相关物质的燃烧热如上表，写出甲烷制备乙烯的热化学方程式___。

（3）在400℃时，向初始体积1L的恒压反应器中充入1molCH4，发生上述反应，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%。则：

①在该温度下，其平衡常数K=__。

②若向该容器通入高温水蒸气（不参加反应，高于400℃），C2H4的产率将__（选填“增大”“减小”“不变”“无法确定”），理由是___。

③若容器体积固定，不同压强下可得变化如图，则压强的关系是___。

④实际制备C2H4时，通常存在副反应：2CH4(g)→C2H6(g)＋H2(g)。反应器和CH4起始量不变，不同温度下C2H6和C2H4的体积分数与温度的关系曲线如图。

在200℃时，测出乙烷的量比乙烯多的主要原因可能是___。

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中科院大连化学物理研究所的一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷在催化作用下脱氢，在气相中经自由基偶联反应生成乙烯，如图所示。

（1）现代石油化工采用Ag作催化剂，可实现乙烯与氧气制备X（分子式C2H4O，不含双键），该反应符合最理想的原子经济，则反应的化学方程式是______________（有机物请写结构简式）。

（2）已知相关物质的燃烧热如上表，写出甲烷制备乙烯的热化学方程式_____________。

（3）在400 ℃时，向初始体积1 L的恒压反应器中充入1 molCH4，发生上述反应，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%。则：

①在该温度下，其平衡常数K＝________。

②若向该容器通入高温水蒸气（不参加反应，高于400℃），C2H4的产率将________（选填“增大”“减小”“不变”“无法确定”），理由是_____________。

③若容器体积固定，不同压强下可得变化如下图，则压强的关系是__________。

④实际制备C2H4时，通常存在副反应：2CH4(g) →C2H6(g)＋H2(g)。反应器和CH4起始量不变，不同温度下C2H6和C2H4的体积分数与温度的关系曲线如图。

A．在200 ℃时，测出乙烷的量比乙烯多的主要原因可能是_____________。

B．400℃时，C2H4、C2H6的体积分数分别为20.0%、6.0%，则体系中CH4的体积分数是_________。

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（14分）H2O2是一种常用绿色氧化剂，在化学研究中应用广泛。

（1）空气阴极法电解制备H2O2的装置如下图所示，主要原理是在碱性电解质溶液中，通过利用空气中氧气在阴极还原得到H2O2和稀碱的混合物。

试回答：

①直流电源的a极名称是　　　　 。

②阴极电极反应式为　　　　　　　　　 。

③1979年，科学家们用CO、O2和水在三苯膦钯的催化下制得了H2O2。相对于电解法，该方法具有的优点是安全、　　　　　　 。

（2）Fe3+对H2O2的分解具有催化作用。利用图(a)和(b)中的信息，按图(c)装置（连通的A、B瓶中已充有NO2气体）进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的 　　 　　 （填“深”或“浅”），其原因是　　　　　　 　　　　　 。

（3）用H2O2 和H2SO4 的混合溶液可溶解印刷电路板金属粉末中的铜。反应的离子方程式是　　　　　　 ，控制其它条件相同，印刷电路板的金属粉末用10%H2O2 和3.0mol·L－1H2SO4溶液处理，测得不同温度下铜的平均溶解速率（见下表）

当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降，其主要原因是　　　　　 。

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H2O2是一种常用绿色氧化剂，在化学研究中应用广泛。

（1）空气阴极法电解制备H2O2的装置如下图所示，主要原理是在碱性电解质溶液中，通过利用空气中氧气在阴极还原得到H2O2和稀碱的混合物。试回答：

①直流电源的a极名称是　　 　　 　　 。

②阴极电极反应式为　　　　　　　　　　 。

③1979年，科学家们用CO、O2和水在三苯膦钯的催化下室温制得了H2O2。相对于电解法，该方法具有的优点是安全、　　 　　　　　　 　　　　 。

（2）Fe3+对H2O2的分解具有催化作用。利用图(a)和(b)中的信息，按图(c)装置（连通的A、B瓶中已充有NO2气体）进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的 　　　　　　 　 （填“深”或“浅”），其原因是　　　　　　　　　　　 　　　　 。

（3）用H2O2 和H2SO4 的混合溶液可溶解印刷电路板金属粉末中的铜。反应的离子方程式是　　　　　　　　 ，控制其它条件相同，印刷电路板的金属粉末用10%H2O2 和3.0mol·L－1H2SO4溶液处理，测得不同温度下铜的平均溶解速率（见下表）

当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降，其主要原因是　　 　 　　　　 。

高三化学简答题极难题查看答案及解析

资源化利用能有效减少碳排放，充分利用碳资源。

(1)光电催化实现资源化利用的原理如图：

①写出阴极还原为的电极反应式：___________。

②与直接电解法相比，生成等量的时，光电催化法消耗的电能更少。其原因是___________。

(2)催化加氢合成二甲醚过程中主要发生下列反应：

反应Ⅰ：　　　　

反应Ⅱ：　　　

①反应Ⅰ中的平衡转化率随温度升高而增大的原因是__________。

②在恒压、和的起始量一定的条件下，平衡转化率和平衡时的选择性(的选择性)随温度的变化如图：

T℃时，起始投入，，达到平衡时反应Ⅰ理论上消耗的物质的量为_______。该催化剂条件下合成二甲醚时较适宜的温度为260℃，其原因是______________。

(3)研究发现，(2)中的反应Ⅱ分两步完成，即发生反应Ⅲ和Ⅳ。

反应Ⅲ：　　　

反应Ⅳ：

①反应Ⅳ的____

②其他条件相同时，若两容器中分别仅发生反应Ⅱ和反应Ⅲ，测得反应Ⅱ中的平衡转化率更高，其原因可能是__________。

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