（15分）催化剂是化工技术的核心，绝大多数的化工生产需采用催化工艺。（1）接触法制硫酸中采...

（15分）催化剂是化工技术的核心，绝大多数的化工生产需采用催化工艺。

（1）接触法制硫酸中采用V2O5作催化剂：

4FeS2（s）＋11O2（g）=2Fe2O3（s） ＋8SO2（g）　　　　 △H＝―3412 kJ·mol－1

2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g）　　　　 △H＝―196.6 kJ·mol－1

SO3（g）＋H2O（l）=H2SO4（l）　　　　　　 △H＝―130.3 kJ·mol－1

以FeS2为原料，理论上生产2mol H2SO4（l）所释放出的热量为　　 　 　　 kJ。

（2）电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到。

第一步：2CH3OH（g）HCOOCH3（g）＋2H2（g）　　 △H>0

第二步：HCOOCH3（g）CH3OH（g）＋CO（g）　　　 △H>0

①第一步反应的机理可以用图1所示。图中中间产物X的结构简式为　　　　　　　 。

（1）“酸浸”中硫酸要适当过量，目的是：①提高铁的浸出率，②　　　　　　　　 。

（2）“还原”是将Fe3＋转化为Fe2＋，同时FeS2被氧化为SO42－，该反应的离子方程式为　　　　　　　　 。

（3）为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe3＋的量以控制加入FeS2的量。实验步骤为：

准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中，加入HCl、稍过量SnCl2，再加HgCl2除去过量的SnCl2，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用K2Cr2O7标准溶液滴定，有关反应方程式如下：

2Fe3＋＋Sn2＋＋6Cl－＝2Fe2＋＋SnCl62－，

Sn2＋＋4Cl－＋2HgCl2＝SnCl62－＋Hg2Cl2↓，

6Fe2＋＋Cr2O72－＋14H＋＝6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O。

①若SnCl2不足量，则测定的Fe3＋量　　　　　　　　 （填“偏高”、“偏低”、“不变”，下同）。

②若不加HgCl2，则测定的Fe3＋量　　　　　　　　　　 。

（4）①可选用　　　　　　　　　 （填试剂）检验滤液中含有Fe3+。产生Fe3+的原因是　　　　　　 （用离子反应方程式表示）。

②已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

实验可选用的试剂有：稀HNO3、Ba（NO3）2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液，要求制备过程中不产生有毒气体。请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤：

a．氧化：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

b．沉淀：　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　 ；

c．分离，洗涤；　　　　　　　　

d．烘干，研磨。

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催化剂是化工技术的核心，绝大多数的化工生产需采用催化工艺。

Ⅰ．（1）催化剂的选择性指在能发生多种反应的反应系统中，同一催化剂促进不同反应的程度的比较，实质上是反应系统中目的反应与副反应之间反应速度竞争的表现。如图所示为一定条件下与发生反应时，生成、或的能量变化图[反应物和生成物略去]。在有催化剂作用下，与反应主要生成____（选填“或或”）。

（2）2007年诺贝尔化学奖授予善于做“表面文章”的德国科学家哈德·埃特尔，他的成就之一是证实了气体在固体催化剂表面进行的反应，开创了表面化学的方法论。埃特尔研究的氮气和氢气分子在固体催化剂表面发生的部分变化过程如图所示：

①下列说法不正确的是_________。

A.升高温度可以提高一段时间内的生产效率

B．图示中的②→③以及后面几个过程均是放热过程

C．此图示中存在键断裂和键断裂，以及键的形成过程

②合成氨工业中，原料气（、及少量、的混合气）在进入合成塔前常用（醋酸二氨合亚铜，代表醋酸根）溶液来吸收原料气中的，其反应是：，生产中必须除去原料气中的原因是_________；溶液吸收原料气中的的生产适宜条件应是____________。

Ⅱ．氮循环是指氮在自然界中的循环转化过程，是生物圈内基本的物质循环之一，存在较多蓝、绿藻类的酸性水体中存在如有图所示的氮循环，请回答相关问题。

（3）硝化过程的方程式是，恒温时在亚硝酸菌的作用下发生该反应，能说明体系达到平衡状态的是____（填标号）。

A．溶液的不再改变

B．的消耗速率和的生成速率相等

C．溶液中、、的总物质的量保持不变

实验测得在其它条件一定时，硝化反应的速率随温度变化曲线如下图A所示，温度高于35℃时反应速率迅速下降的原因可能是__________________。

（4）亚硝酸盐含量过高对人和动植物都会造成直接或间接的危害，因此要对亚硝酸盐含量过高的废水进行处理。处理亚硝酸盐的方法之一是用次氯酸钠将亚硝酸盐氧化为硝酸盐，反应方程式是。在25℃和35℃下，分别向初始浓度为的溶液中按不同的投料比加入次氯酸钠固体（忽略溶液体积的变化），平衡时的去除率和温度、投料比的关系如上图B所示，a、b、c、d四点的转化率由小到大的顺序是______，35℃时该反应的平衡常数______（保留三位有效数字）。

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催化剂是化工技术的核心，绝大多数的化工生产需采用催化工艺。

I．（1）催化剂的选择性指在能发生多种反应的反应系统中，同一催化剂促进不同反应的程度的比较，实质上是反应系统中目的反应与副反应之间反应速度竞争的表现。如图所示为一定条件下1mol CH3OH与O2发生反应时，生成CO、CO2或HCHO的能量变化图[反应物O2（g）和生成物H2O（g）略去]。在有催化剂作用下，CH3OH与O2反应主要生成____（选填“CO或CO2或HCHO”）。

（2）2007年诺贝尔化学奖授予善于做“表面文章”的德国科学家哈德·埃特尔，他的成就之一是证实了气体在固体催化剂表面进行的反应，开创了表面化学的方法论。埃特尔研究的氮气和氢气分子在固体催化剂表面发生的部分变化过程如图所示：

①下列说法不正确的是____。

A 升高温度可以提高一段时间内NH3的生产效率

B 图示中的②一③以及后面几个过程均是放热过程

C 此图示中存在H-H键断裂和N-N键断裂，以及N-H键的形成过程

②合成氨工业中，原料气（N2、H2及少量CO、NH3的混合气）在进入合成塔前常用Cu（NH3）2Ac（醋酸二氨合亚铜，Ac代表醋酸根）溶液来吸收原料气中的CO，其反应是：

生产中必须除去原料气中CO的原因是 ___；Cu（NH3）2Ac溶液吸收原料气中的CO的生产适宜条件应是___。

Ⅱ．氮循环是指氮在自然界中的循环转化过程，是生物圈内基本的物质循环之一，存在较多蓝、绿藻类的酸性水体中存在如有图所示的氮循环，请回答相关问题。

（3） NH4+硝化过程的方程式是2NH4++3O2 2HNO3+2H2O+2H+，恒温时在亚硝酸菌的作用下发生该反应，能说明体系达到平衡状态的是____（填标号）。

A 溶液的pH不再改变

B NH4+的消耗速率和H+的生成速率相等

C 溶液中NH4+、NH3•H2O、HNO3、NO2-的总物质的量保持不变

实验测得在其它条件一定时，NH4+硝化反应的速率随温度变化曲线如下图A所示，温度高于35℃时反应速率迅速下降的原因可能是 ___。

（4）亚硝酸盐含量过高对人和动植物都会造成直接或间接的危害，因此要对亚硝酸盐含量过高的废水进行处理。处理亚硝酸盐的方法之一是用次氯酸钠将亚硝酸盐氧化为硝酸盐，反应方程式是ClO-+ NO2-=NO3-+Cl-。在25℃和35℃下，分别向NO2-初始浓度为5×10-3 mol/L的溶液中按不同的投料比加人次氯酸钠固体（忽略溶液体积的变化），平衡时NO2-的去除率和温度、投料比的关系如上图B所示，a、b、c、d四点ClO-的转化率由小到大的顺序是____，35℃时该反应的平衡常数K=____（保留三位有效数字）。

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化学变化中伴随着能量的转化，在理论研究和生产生活中有很重要的作用。

Ⅰ．催化剂是化工技术的核心，绝大多数的化工生产均需采用催化工艺。

（1）人们常用催化剂来选择反应进行的方向．图1所示为一定条件下1 mol CH3OH 与O2发生反应时．生成CO、CO2或HCHO的能量变化图[反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。在有催化剂作用下，CH3OH与O2反应主要生成________（填“CO”、“CO2”或“HCHO”）；2HCHO(g)+O2(g)=2CO(g)+2H2O(g)　　 △H=________。

Ⅱ．第三代混合动力车，可以用电动机，内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力,降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。

（2）混合动力车的内燃机以汽油为燃料，汽油（以辛烷C8H18计）和氧气充分反应，生成1 mol 水蒸气放热550kJ；若1 g水蒸气转化为液态水放热2.5kJ，则辛烷燃烧热的热化学方程式为_____________。

（3）混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属（以M表示）为负极，碱液（主要为KOH）为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图，其总反应式为： H2+2NiOOH2Ni(OH)2。

根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时．乙电极周围溶液的pH______（填“增大”,“减小”或“不变”），该电极的电极反应式为_______________。

（4）远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学有腐蚀中的______腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的______（填“正”或“负”）极相连。

Ⅲ．A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如表所示：

如图1所示的装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、B、C三种溶液。电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了27克。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图如图2所示。据此回答下列问题：

（5）M为电源的______极(填写“正”或“负”)，甲为__________(填写化学式)。

（6）计算电极f上生成的气体在标准状况下的体积_________。

（7）写出乙烧杯中的电解池反应______________________。

（8）若电解后甲溶液的体积为25 L，则该溶液的pH为_______。

（9）要使丙恢复到原来的状态，应加入_______g______。(填写化学式)

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（14分）催化剂是化工技术的核心，绝大多数的化工生产均需采用催化工艺。

⑴人们常用催化剂来选择反应进行的方向。下图所示为一定条件下1mol CH3OH与O2发生反应时，生成CO、CO2或HCHO的能量变化图[反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。在有催化剂作用下，CH3OH与O2反应主要生成　　　　　　　 （填“CO、CO2或HCHO”）。

②2HCHO(g)＋O2(g)＝2CO(g)＋2H2O(g)　

△H＝　　　　　 。

③在稀硫酸催化下，HCHO可以通过反应生成分子式为C3H6O3的环状三聚甲醛分子，其分子中同种原子的化学环境均相同。写出三聚甲醛的结构简式：　　　　　　 。

④甲醇制取甲醛可用Ag作催化剂，含有AgCl会影响Ag催化剂的活性，用氨水可以溶解除去其中的AgCl，写出该反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 。

⑵一种以铜作催化剂脱硫有如下两个过程：

①在铜的作用下完成工业尾气中SO2的部分催化氧化，所发生反应为：

2SO2＋2n Cu＋(n＋1)O2＋(2－2 n) H2O＝2n CuSO4＋(2－2n) H2SO4

从环境保护的角度看，催化脱硫的意义为　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；每吸收标准状况下11.2L SO2，被SO2还原的O2的质量为

　　　　　 g。

②利用下图所示电化学装置吸收另一部分SO2，并完成Cu的再生。写出装置内所发生反应的离子方程式　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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催化剂是化工技术的核心，绝大多数的化工生产均需采用催化工艺。

⑴人们常用催化剂来选择反应进行的方向。如图所示为一定条件下1mol CH3OH与O2发生反应时，生成CO、CO2或HCHO的能量变化图[反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。

①在有催化剂作用下，CH3OH与O2反应主要生成　　　　 （填“CO、CO2或HCHO”）。

②2HCHO(g)＋O2(g)=2CO(g)＋2H2O(g)　 △H=　　　　 。

③在稀硫酸催化下，HCHO可以通过反应生成分子式为C3H6O3的环状三聚甲醛分子，其分子中同种原子的化学环境均相同。写出三聚甲醛的结构简式：　　　　 。

④甲醇制取甲醛可用Ag作催化剂，含有AgCl会影响Ag催化剂的活性，用氨水可以溶解除去其中的AgCl，写出该反应的离子方程式：　　　　 。

⑵一种以铜作催化剂脱硫有如下两个过程：

①在铜的作用下完成工业尾气中SO2的部分催化氧化，所发生反应为：

2SO2＋2n Cu＋(n＋1)O2＋(2－2 n) H2O=2n CuSO4＋(2－2n) H2SO4

从环境保护的角度看，催化脱硫的意义为　　　　 ；每吸收标准状况下11.2L SO2，被SO2还原的O2的质量为　　　　 g。

②利用下图所示电化学装置吸收另一部分SO2，并完成Cu的再生。写出装置内所发生反应的离子方程式　　　　 。

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催化剂是化工技术的核心，绝大多数的化工生产需采用催化工艺。

（1）新的研究表明，可以将CO2转化为炭黑进行回收利用，反应原理如图所示。

①整个过程中FeO的作用是_________。

②写出CO2转化为炭黑的总反应方程式_________。

（2）已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　 ΔH＜0。按n(N2)∶n(H2) = 1∶3向反应容器中投料，在不同温度下分别达平衡时，混合气中NH3的质量分数随压强变化的曲线如图所示：

①下列说法正确的是_________。（填字母）

a．曲线a、b、c对应的温度是由低到高

b．加入催化剂能加快化学反应速率和提高H2的转化率

c．图中Q、M、N点的平衡常数：K(N) ＞ K(Q) = K(M)

②M点对应H2的转化率是_________。

③2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如下：

、 和 分别表示N2、H2和NH3。e表示生成的NH3离开催化剂表面，b和c的含义分别是_________和_________。

（3）有机反应中也常用到催化剂。某反应原理可以用下图表示，写出此反应的化学方程式_________。

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Ⅰ．催化剂是化工技术的核心，绝大多数的化工生产需采用催化工艺。

（1）新的研究表明，可以将CO2转化为炭黑进行回收利用，反应原理如图所示。

整个过程中Fe3O4的作用是________________________________。

（2）已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　 ΔH＜0。按n(N2)∶n(H2) = 1∶3向反应容器中投料，在不同温度下分别达平衡时，混合气中NH3的质量分数随压强变化的曲线如图所示：

①下列说法正确的是__________。（填字母）

a．曲线a、b、c对应的温度是由低到高

b．加入催化剂能加快化学反应速率和提高H2的转化率

c．图中Q、M、N点的平衡常数：K(N)＞K(Q)=K(M)

②M点对应H2的转化率是__________。

③2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如下：

、和分别表示N2、H2和NH3。e表示生成的NH3离开催化剂表面，b和c的含义分别是____________和______________。

（3）有机反应中也常用到催化剂。某反应原理可以用下图表示，写出此反应的化学方程式 _____________________________。

Ⅱ．过二硫酸钾(K2S2O8)在科研与工业上有重要用途。

(4)某厂采用湿法K2S2O8氧化脱硝和氨法脱硫工艺综合处理燃煤锅炉烟气，提高了烟气处理效率，处理液还可以用作城市植被绿化的肥料。一定条件下，NO去除率随温度变化的关系如图所示。80℃时，若NO初始浓度为450 mg·m-3，t min达到最大去除率，NO去除的平均反应速率：v(NO)=__________mol·L-1·Min-1（列代数式，不必计算结果）

(5)过二硫酸钾可通过“电解→转化→提纯”方法制得，电解装置示意图如图所示。

常温下，电解液中含硫微粒的主要存在形式与pH的关系如下图所示。

在阳极放电的离子主要是HSO4，阳极区电解质溶液的pH范围为___________，阳极的电极反应式为_____________。

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V2O5是接触法制硫酸的重要催化剂，工业上生产V2O5的工艺流程如下：请回答下列问题：

（1）步骤①所得废渣的成分是　　　　　　　　　　 (写化学式)，它与NaOH溶液反应的离子反应方程式为　　　　　　　　　　　 。

（2）步骤②、③的变化过程可简化为(下式R表示VO2+，HA表示有机萃取剂)：

R2(SO4)n(水层)+2nHA(有机层)2RAn(有机层)+nH2SO4(水层)，

①实验室中步骤②、③使用的主要仪器是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②中萃取时必须加入适量碱，其原因是　　 　　　　　　　　　　　　 。

（3）步骤③中X试剂为　 　　　　　　 　 ，步骤④的目的是　　　　　　　　　 ，步骤⑤的离子方程式为　　　　　　　　　　　 。

（4）该工艺流程中，可以循环利用的物质有 　　　　 　　 和　　 　　　　　 。

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(12分)接触法制硫酸采用V2O5作催化剂，使用过的催化剂中含V2O5、VOSO4和SiO2，其中VOSO4能溶于水，从使用过的V2O5催化剂中回收V2O5的主要步骤是：向使用过的催化剂中加硫酸和Na2SO3浸取还原，过滤得VOSO4溶液；向滤液中加入KClO3氧化，再加入氨水生成沉淀；将沉淀焙烧处理后得V2O5。

（1） V2O5被浸取还原的反应产物之一是VOSO4，该反应的化学方程式为____。

（2） 若生产过程使用的硫酸用量过大，进一步处理时会增加________的用量。氨气常用________检验，现象是________________________。

（3） 若取加入氨水后生成的沉淀(其摩尔质量为598 g·mol－1，且仅含有四种元素)59．8 g充分焙烧，得到固体残留物54．6 g，同时将产生的气体通过足量碱石灰，气体减少了1．8 g，剩余的气体再通入稀硫酸则被完全吸收。通过计算确定沉淀的化学式(写出计算过程)。　

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