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【題目】
研究發(fā)現,在CO2低壓合成甲醇反應(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中,Co氧化物負載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性,顯示出良好的應用前景;卮鹣铝袉栴}:
(1)Co基態(tài)原子核外電子排布式為_____________。元素Mn與O中,第一電離能較大的是_________,基態(tài)原子核外未成對電子數較多的是_________________。
(2)CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為__________和__________。
(3)在CO2低壓合成甲醇反應所涉及的4種物質中,沸點從高到低的順序為_________,原因是______________________________。
(4)硝酸錳是制備上述反應催化劑的原料,Mn(NO3)2中的化學鍵除了σ鍵外,還存在________。
(5)MgO具有NaCl型結構(如圖),其中陰離子采用面心立方最密堆積方式,X射線衍射實驗測得MgO的晶胞參數為a=0.420nm,則r(O2-)為________nm。MnO也屬于NaCl型結構,晶胞參數為a' =0.448 nm,則r(Mn2+)為________nm。
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【題目】催化還原CO2是解決溫室效應及能源問題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生兩個平行反應,分別生成CH3OH和CO。反應的熱化學方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7kJ·mol-1 I
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2 II
某實驗室控制CO2和H2初始投料比為1:2.2,在相同壓強下,經過相同反應時間測得如下實驗數據:
T(K) | 催化劑 | CO2轉化率(%) | 甲醇選擇性(%) |
543 | Cat.1 | 12.3 | 42.3 |
543 | Cat.2 | 10.9 | 72.7 |
553 | Cat.1 | 15.3 | 39.1 |
553 | Cat.2 | 12.0 | 71.6 |
(備注)Cat.1:Cu/ZnO納米棒;Cat.2:Cu/ZnO納米片;甲醇選擇性:轉化的CO2中生成甲醇的百分比
已知:①CO和H2的標準燃燒熱分別為-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1
②H2O(l)=H2O(g) ΔH3=44.0kJ·mol-1
請回答(不考慮溫度對ΔH的影響):
(1)反應I的平衡常數表達式K=___;
(2)有利于提高CO2轉化為CH3OH平衡轉化率的措施有___。
A.使用催化劑Cat.1
B.使用催化劑Cat.2
C.降低反應溫度
D.投料比不變,增加反應物的濃度
E.增大CO2和H2的初始投料比
(3)表中實驗數據表明,在相同溫度下不同的催化劑對CO2轉化成CH3OH的選擇性有顯著的影響,其原因是___。
(4)在圖中分別畫出反應I在無催化劑、有Cat.1和有Cat.2三種情況下“反應過程~能量”示意圖___。
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【題目】SCR和NSR技術可有效降低柴油發(fā)動機在空氣過量條件下的NOx排放。
(1)SCR(選擇性催化還原)工作原理:
①尿素水溶液熱分解為NH3和CO2,該反應的化學方程式:___。
②反應器中NH3還原NO2的化學方程式:___。
③當燃油中含硫量較高時,尾氣中SO2在O2作用下會形成(NH4)2SO4,使催化劑中毒。用化學方程式表示(NH4)2SO4的形成:__。
④尿素溶液濃度影響NO2的轉化,測定溶液中尿素(M=60g·mol-1)含量的方法如下:取ag尿素溶液,將所含氮完全轉化為NH3,所得NH3用過量的v1mLc1mol·L-1H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用v2mLc2mol·L-1NaOH溶液恰好中和,則尿素溶液中溶質的質量分數是__。
(2)NSR(NOx儲存還原)工作原理:
NOx的儲存和還原在不同時段交替進行,如圖a所示。
①通過BaO和Ba(NO3)2的相互轉化實現NOx的儲存和還原。儲存NOx的物質是__。
②用H2模擬尾氣中還原性氣體研究了Ba(NO3)2的催化還原過程,該過程分兩步進行,圖b表示該過程相關物質濃度隨時間的變化關系。第一步反應消耗的H2與Ba(NO3)2的物質的量之比是__。
③還原過程中,有時會產生笑氣(N2O)。用同位素示蹤法研究發(fā)現笑氣的產生與NO有關。在有氧條件下15NO與NH3以一定比例反應時,得到的笑氣幾乎都是15NNO。將該反應的化學方程式補充完整:___□15NNO+□H2O___。
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【題目】下列關于下圖裝置的說法正確的是
A. 若斷開K1關閉K2,X、Y均為石墨,Z是NaCl溶液,則X 附近能得到氫氧化鈉
B. 若斷開K1關閉K2,X是純銅,Y是粗銅,Z是CuSO4溶液,則該裝置可用于銅的精煉
C. 若斷開K2關閉K1,X是Cu,Y是Fe,Z是含有空氣的海水,則該裝置可用于保護Fe
D. 若斷開K2關閉K1,X是Cu,Y是Zn,Z是稀H2SO4,則在X極有氣泡生成。
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【題目】某溫度下,HNO2和CH3COOH的電離常數分別為5.0×10-4和1.7×10-5。將pH和體積均相同的兩種酸溶液分別稀釋,其pH隨加水體積的變化如圖所示。下列敘述正確的是
A. 溶液中水的電離程度:b點>c點
B. 曲線Ⅱ代表CH3COOH
C. 相同體積a點的兩溶液分別與NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
D. 從c點到d點,溶液中保持不變(其中HA、A-分別代表相應的酸和酸根離子)
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【題目】25℃時,重水(D2O)的離子積為1.6×10-15,也可用pH值一樣的定義來規(guī)定其酸堿度:pD=-lgc(D+),下列有關pD的敘述正確的是
①中性D2O的PD>7
②在1LD2O中,溶解0.01molNaOD,其pD值為12
③1L0.01mol/L的DCl的重水溶液,pD=2
④在100mL0.25mol/LDCl的重水溶液中,加入50mL0.2mol/LNaOD的重水溶液,反應后溶液的pD=2
A. ①②B. ③④C. ①③D. ②④
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【題目】全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低,其工作原理如圖所示,其中電極 a常用摻有石墨烯的S8材料,電池反應為:16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)。下列說法錯誤的是( )
A. 電池工作時,正極可發(fā)生反應:2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4
B. 電池工作時,外電路中流過 0.02 mol 電子,負極材料減重 0.14 g
C. 石墨烯的作用主要是提高電極a的導電性
D. 電池充電時間越長,電池中Li2S2的量越多
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【題目】溶于海水的CO2主要以4種無機碳形式存在,其中 HCO3-占95 % ,利用圖示裝置從海水中提取CO2,有利于減少環(huán)境溫室氣體含量。下列說法正確的是
A. a 室排出的是NaOH 、Ca(OH)2等強堿性物質
B. 裝置中產生的 O2和提取的 CO2的體積比約為1:4
C. c室發(fā)生的反應為 2H2O-4e-===O2↑+ 4H+
D. 電路中每有0.2mol 電子通過時,就有0.2mol陽離子從c室移至b室
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【題目】用酸性氫氧燃料電池為電源進行電解的實驗裝置如圖所示,下列說法正確的是( )
A. 燃料電池工作時,正極反應為O2+2H2O+4e-=4OH-
B. 電解精煉銅時,若轉移1mol電子,a極質量減少32g
C. 鐵表面鍍銅時,a為鐵,b為Cu,工作一段時間要使右池溶液復原可加入適量的CuO
D. 若a、b兩極均為石墨時,在相同條件下,a極產生的氣體與電池中消耗的O2體積相同
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