热门试卷

二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气（组成为H2、CO和少量CO2）直接制备二甲醚，其中主要过程包括下列四个反应：

甲醇合成反应：

（i）CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=－90.1 kJ/mol

（ii）CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O △H2=－40.9 kJ/mol

水煤气变换反应：

（iii）CO(g)+H2O(g)= CO2(g)+H2(g) △H3=－41.1 kJ/mol

二甲醚合成反应：

（iv）2CH3OH(g)= CH3OCH3(g)+H2O △H4=－24.5 kJ/mol

回答下列问题：

（1）Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂主要成分之一。工业上从铝土矿制备高纯Al2O的主要工艺流程是                            。（用化学方程式表示）

（2）分析二甲醚合成反应（iv）对CO转化率的影响                            。

（3）由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为           。根据化学反应原理，增加压强对直接制备二甲醚的反应的影响                                。

（4）有研究者在催化剂（含Cu－Zn－Al－O、Al2O3）、压强在5.0Mpa条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是                  。

（5）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池（5.93 kW·h·kg－1）。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为           。一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生    个电子的电量：该电池理论输出电压为1.20V，能量密度E=       （列式计算，能量密度=电池输出电能/燃料质量）。

锌锰电池（俗称干电池）在生活中的用量很大。两种锌锰电池的构造图如图（甲）所示。

回答下列问题：

（1）普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：

Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH

①    该电池中，负极材料主要是________，电解质的主要成分是______，正极发生的主要反应是________。

②    与普通锌锰电池相比，碱性锌锰电池的优点及其理由是_______。

（2）图（乙）表示回收利用废旧普通锌锰电池的一种工艺（不考虑废旧电池中实际存在的少量其他金属）。

①    图（乙）中产物的化学式分别为A_______，B________。

②    操作甲中得到熔块的主要成分是K2MnO4。操作b中，绿色的K2MnO4溶液反应后生成紫色溶液和一种黑褐色固体，该反应的离子方程式为_______。

③    采用惰性电极电解K2MnO4溶液也能得到化合物D，则阴极处得到的主要物质是________。（填化学式）

氢能是最重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一。

（1）氢气是清洁能源，其燃烧产物为                     。

（2）NaBH4是一种重要的储氢载体，能与水反应生成NaBO3，且反应前后B的化合价不变，该反应的化学方程式为，反应消耗1molNaBH4时转移的电子数目为。

（3）储氢还可借助有机物，如利用环已烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢。

在某温度下，向恒容容器中加入环已烷，其起始浓度为amol·L－1，平衡时苯的浓度为bmol·L－1，该反应的平衡常数K＝               

（4）一定条件下，题11图所示装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其它有机物）。

①导线中电子转移方向为         。（用A、D表示）

②生成目标产物的电极反应式为                      。

③该储氢装置的电流效率η＝               。（η＝生成目标产物消耗的电子数/转移的电子总数×100%，计算结果保留小数点后1位。）

工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：

（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。t℃时，往                   10L密闭容器中充入2mol CO和3mol水蒸气。反应建立平衡后，体系中

c(H2)=0.12mol·L-1。则该温度下此反应的平衡常数K=_____（填计算结果）。

（2）合成塔中发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  △H<0。下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知，表中T1____300℃（填“>”、“<”或“=”）。

（3）氨气在纯氧中燃烧生成一种单质和水，科学家利用此原理，设计成“氨气-氧气”燃料电池，则通入氨气的电极是__________（填“正极”或“负极”）；碱性条件下，该电极发生反应的电极反应式为_______________________。

（4）用氨气氧化可以生产硝酸，但尾气中的NOx会污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水，反应机理为：

则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式   为                                 。

（5）某研究小组在实验室以“Ag-ZSM-5”为催化剂，测得将NO转化为N2的转化率随温度变化情况如右图。据图分析，若不使用CO，温度超过775K发现NO的转化率降低，其可能的原因为                                         ；在n(NO)/n(CO)=1的条件下，应控制的最佳温度在_______左右。

NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。

（1） NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式:_               .

（2）汽车发动机工作时会引发N2和02反应，其能量变化示意图如下:

①写出该反应的热化学方程式: _               .

②随温度升高，该反应化学平衡常数的变化趋势是_               .。

（3）在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOX的排放。

①当尾气中空气不足时，NOX在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：_               .

② 当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NOX生成盐。其吸收能力顺序如下：12MgO <2oCaO <38SrO<56BaO.原因是               .，元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NOX的吸收能力逐渐增强。

（4）通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下:

①Pt电极上发生的是            反应(填“氧化”或“还原”)。

②写出NiO电极的电极反应式:            。