2019年高考化學(xué) 考點39 催化劑的考查必刷題.doc

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考點三十九 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)不變是因為催化劑不參加化學(xué)反應(yīng) D．鋅與鹽酸反應(yīng)時，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】A 3．2010年諾貝爾化學(xué)獎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，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】A 6．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 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，同時也增大逆反應(yīng)速率，A錯誤；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，B錯誤；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，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。 8．2017年11月1日，中國環(huán)境網(wǎng)報道，近日，從中科院大連化物所獲悉，該所催化基礎(chǔ)國家重點實驗室王集杰博士、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，突出問題是甲醇選擇性低(50～60%).研究團(tuán)隊開發(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，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)品可實現(xiàn)全球二氧化碳減排和碳資源可持續(xù)利用 【答案】B 9．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。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】D 10．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、Ⅱ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)時間的變化曲線，下列說法正確的是 A． 0～6h內(nèi)，催化劑I的催化效果比催化劑Ⅱ的好 B． a點時，催化劑I、Ⅱ作用下N2的轉(zhuǎn)化率相等 C． 0～5h內(nèi)，在催化劑I的作用下，O2的反應(yīng)速率為0.12mol/(Lh) D． 0～12h內(nèi)，催化劑Ⅱ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Ⅱ的條件下，N2的初始濃度不同，催化劑I和催化劑Ⅱ的催化效果沒法比較，A錯誤；B. N2的初始濃度不同，a點時生成NH3的物質(zhì)的量相等，因此N2的轉(zhuǎn)化率不相等，B錯誤；C. 由圖像可知0～5h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錯誤；D. 0～12h內(nèi)，催化劑Ⅱ作用下生成NH3的物質(zhì)的量比催化劑I的多，因此催化劑Ⅱ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ΔH＝E1－E2 B．a(chǎn)、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】C 12．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+2CH3OH→CO(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 ） 的影響來評價催化劑的催化效果．計算公式為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)該研究小組的實驗及催化劑用量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TON C．當(dāng)催化劑用量為1.210-5mol時，該反應(yīng)的TON 達(dá)到最高點 D．當(dāng)催化劑用量高于1.210-5mol時，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】D 13．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)時所需要的活化能，但不能改變反應(yīng)的焓變，錯誤； 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)情況下， 相同時間內(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 340～380℃溫度范圍 【答案】B 15．已知CoxNi(1－x)Fe2O4（其中Co、Ni均為+2價）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。下列說法錯誤的是 A．該催化劑中鐵元素的化合價為+3價 B．Co、Ni、Fe均為ⅧB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(1－x)Fe2O4（其中Co、Ni均為+2價），所以根據(jù)物質(zhì)的元素的化合價代數(shù)和為0計算，鐵的化合價為+3，正確，不選A；B、三種元素在Ⅷ族，錯誤，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】D 17．三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 mol D． 三效催化劑能有效實現(xiàn)汽車尾氣中CO、CxHy、NOx三種成分的凈化 【答案】D 18．常溫常壓時烯烴與氫氣混合不反應(yīng)，高溫時反應(yīng)很慢，但在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┐嬖跁r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錯誤；B、催化劑只會加快反應(yīng)速率，不會引起反應(yīng)熱的變化，反應(yīng)的熱效應(yīng)不變，故B錯誤；C、催化劑只會加快反應(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) ΔH= +802 kJmol-1 右圖為在恒溫、光照和不同催化劑（Ⅰ、Ⅱ）作用下， 體積為1 L的密閉容器中n (CH4)隨光照時間的變化曲線。 下列說法正確的是 A．0～16h內(nèi)，v(H2O)Ⅰ=1.5mol/(Lh) B．0~25h內(nèi)，催化劑Ⅰ的催化效果比催化劑Ⅱ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Ⅰ種催化劑的作用下，得到的CH4最多 【答案】A 20．諾貝爾化學(xué)獎得主——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)，選項C不正確；D、NO、NO2變成N2，氮元素的化合價降低，被還原，選項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 D．催化劑b表面的反應(yīng)是CO2 +2H++2e一=HCOOH 【答案】C 22．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，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)點是_______(填一項)。排放到大氣中的NOx會導(dǎo)致酸雨、________等環(huán)境問題(填一項)。 (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。 若控制其他實驗條件均相同，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：①純NO氣體，②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____________。 A．①　　　B．②　　　C．都有可能 【答案】(1)減少CO和碳?xì)浠衔锏奈廴尽」饣瘜W(xué)煙霧 (2)溶液顯色所需要的時間 (3)A　汽車尾氣中含有一定量的CO和碳?xì)浠衔?，少消耗NH3 (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：CO2＋2CH3OH―→CO(OCH3)2＋H2O，但甲醇轉(zhuǎn)化率通常不會超過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)時間、催化劑用量分別對轉(zhuǎn)化數(shù)(TON)的影響來評價催化劑的催化效果。 計算公式為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，甲醇和DMC的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為ΔH1和ΔH2，則上述反應(yīng)在25 ℃時的焓變ΔH3＝________。 （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ΔH____0(填“＞”、“＝”或“＜”)，理由是________。 （3）根據(jù)反應(yīng)時間對TON的影響圖(圖2)，已知溶液總體積 10 mL，反應(yīng)起始時甲醇0.25 mol，催化劑0.610－5 mol，計算該溫度下，4～7 h內(nèi)DMC的平均反應(yīng)速率：________；計算10 h時，甲醇的轉(zhuǎn)化率： ________。 （4）根據(jù)該研究小組的實驗及催化劑用量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TON c．當(dāng)催化劑用量低于1.210－5 mol時，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1.210－5 mol時，隨著催化劑用量的增加，DMC的產(chǎn)率反而急劇下降 【答案】（1）2ΔH1－ΔH2 （3分） （2）＜（1分）　經(jīng)過相同的反應(yīng)時間，溫度較低時，反應(yīng)未達(dá)到平衡；溫度較高時，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，說明該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以ΔH<0; （3）110－3 molL－1h－1（3分）　8.410－2%（3分）；（4）a、b（3分）。 110-3mol/(Lh). 在10 h時，甲醇的TON是35，甲醇的轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量Δn(CH3OH) = 350.610-5mol=2.110-4mol,所以甲醇的轉(zhuǎn)化率是：2.110-4mol0.25mol=8.410-4=8.410－2%;（4） a．由甲醇和CO2直接合成DMC，可以利用價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，因此將提高該反應(yīng)的TON[，正確；c．當(dāng)催化劑用量低于1.210－5 mol時，隨著催化劑用量的增加，催化劑的催化效果增大，錯誤；d．當(dāng)催化劑用量高于1.210－5 mol時，隨著催化劑用量的增加，催化劑的催化效果急劇下降，錯誤。只有在催化劑用量等于1.210－5 mol時，催化效果最好。 24．（1）生產(chǎn)水煤氣過程中有以下反應(yīng)：①C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH1； ②CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)　ΔH2； ③C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)　ΔH3； 上述反應(yīng)ΔH3與ΔH1、ΔH2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) ΔH＝－1 038 kJmol－1。 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)行如下實驗(其他條件相同)： ①X在750 ℃時催化效率最高，能使正反應(yīng)速率加快約3105倍； ②Y在600 ℃時催化效率最高，能使正反應(yīng)速率加快約3105倍； ③Z在440 ℃時催化效率最高，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。 【答案】（1）ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 （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）①C(s)＋CO2(g) 2CO(g)　ΔH1 ②CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)　ΔH2 兩式相加 C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)ΔH3＝ΔH1＋ΔH2。 （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，溫度低，且速率快，所以Z合適。（3）畫圖時，應(yīng)注意在有催化劑時，反應(yīng)物、生成物的總能量不變，ΔH不變，活化能減少。 25．NOx會引起光化學(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，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_____。 A．Li B．Mg C．酸性鋁溶膠 D．酸性硅溶膠 請設(shè)計實驗研究添加金屬K對催化劑活性的影響（只需寫出實驗思路，不需要具體實驗 操作）_____________。 （4）在NOx催化去除過程中，NH3儲罐存在危險性，更多應(yīng)用為尿素-SCR技術(shù)。在該技術(shù)過程中，發(fā)生如下兩個反應(yīng)： ① CO(NH2)2=NH3+HNCO ② 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的有效儲存源。反應(yīng)②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。 【答案】 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導(dǎo)致NO去除率下降；②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)。③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）題中相同實驗條件下，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