36．(09年安徽理綜·28)(17分)

Fenton法常用于處理含難降解有機物的工業(yè)廢水，通常是在調(diào)節(jié)好PH和濃度的廢水中加入H₂O₂，所產(chǎn)生的羥基自由基能氧化降解污染物�，F(xiàn)運用該方法降解有機污染物p-CP，探究有關因素對該降解反應速率的影響。

[實驗設計]控制p-CP的初始濃度相同，恒定實驗溫度在298K或313K(其余實驗條件見下表)，設計如下對比試驗。

(1)請完成以下實驗設計表(表中不要留空格)。

實驗 編號	實驗目的	T/K	pH	c/10-3mol·L-1
H2O2	Fe2+
①	為以下實驗作參考	298	3	6.0	0.30
②	探究溫度對降解反應速率的影響
③		298	10	6.0	0.30

[數(shù)據(jù)處理]實驗測得p-CP的濃度隨時間變化的關系如右上圖。

(2)請根據(jù)右上圖實驗①曲線，計算降解反應在50~150s內(nèi)的反應速率：

v(p-CP)= 　　　　　　　　　　mol·L^-1·s^-1。

[解釋與結論]

(3)實驗①、②表明溫度升高，降解反應速率增大。但溫度過高時反而導致降解反應速率減小，請從Fenton法所用試劑H₂O₂的角度分析原因： 　　　　　　　　　　　　　　。

(4)實驗③得出的結論是：PH等于10時，　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

[思考與交流]

(5)實驗時需在不同時間從反應器中取樣，并使所取樣品中的反應立即停止下來。根據(jù)上圖中的信息，給出一種迅速停止反應的方法：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

答案：

⁽¹⁾

^(2)8.0×10-6

^{(3)過氧化氫在溫度過高時迅速分解。}

^{(4)反應速率趨向于零(或該降解反應趨于停止)}

^{(5)將所取樣品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH約為10(或將所取樣品驟冷等其他合理答案均可)}

解析：(1)實驗①是參照實驗，所以與實驗①相比，實驗②和③只能改變一個條件，這樣才能起到對比實驗的目的，則實驗②是探究溫度對反應速率的影響，則T=313K，pH=3，c(H₂O₂)=6.0 mol·L^-1，c(Fe²⁺)=0.30 mol·L^-1，實驗③顯然是探究pH的大小對反應速率的影響；(2)在50-150s內(nèi)，△c(p-CP)=0.8mol·L^-1，則v (p-CP)=0.08mol·L^-1·s^-1；(3)溫度過高時，H₂O₂分解，c(H₂O₂)濃度減小，導致反應速率減��；(4)從圖中看出，pH=10時，c(p-CP)不變，即反應速率為零，說明堿性條件下，有機物p-CP不能降解；(5)從第(4)可以得出，在發(fā)言液中加入NaOH溶液，使溶液的pH迅速增大，反應停止。

35．(10分)(08年江蘇化學·20)將一定量的SO和含0.7 mol氧氣的空氣(忽略CO₂)放入一定體積的密閉容器中，550 ℃時，在催化劑作用下發(fā)生反應：2SO₂+O₂ 　2SO₃(正反應放熱)。反應達到平衡后，將容器中的混合氣體通過過量NaOH溶液，氣體體積減少了21.28 L；再將剩余氣體通過焦性沒食子酸的堿性溶液吸收O₂，氣體的體積又減少了5.6 L(以上氣體體積均為標準狀況下的體積)。(計算結果保留一位小數(shù))

請回答下列問題：

(1)判斷該反應達到平衡狀態(tài)的標志是　　　　　　　　　 。(填字母)

a．SO₂和SO₃濃度相等　　　　　 b．SO₂百分含量保持不變

c．容器中氣體的壓強不變　　　　　 d．SO₃的生成速率與SO₂的消耗速率相等

e．容器中混合氣體的密度保持不變

(2)欲提高SO₂的轉化率，下列措施可行的是　　　　　　　 。(填字母)

a．向裝置中再充入N₂b．向裝置中再充入O₂

c．改變反應的催化劑　　　　　　　 d．生高溫度

(3)求該反應達到平衡時SO₃的轉化率(用百分數(shù)表示)。

(4)若將平衡混合氣體的5%通入過量的BaCl₂溶液，生成沉淀多少克？

答案：(10分)

(1)bc　　　　　 (2)b

(3)消耗的O₂物質的量：　　　

　　 生成的SO₃物質的量：

　　 SO₂和SO₃的物質的量和：

　　 反應前的SO₂物質的量：

　　 SO₂的轉化率：

(4)在給定的條件下，溶液呈強酸性，BaSO₃不會沉淀。因此BaSO₄的質量

解析：化學平衡是動態(tài)平衡，處于平衡狀態(tài)的化學反應，并沒有停止反應，化學平衡狀態(tài)的“定”，指的是平衡狀態(tài)時反應物中各組分的質量分數(shù)、物質的量、物質的量分數(shù)、總壓強、濃度等保持不變，而平衡時的上述各種量的比較關系取決于多種條件，不一定是相等的。且平衡狀態(tài)的正逆反應速率一定相同。向裝置中再充入N₂和改變反應的催化劑，不能使化學平衡移動，升高溫度使化學平衡移動逆向移動，

消耗的O₂物質的量：。

生成的SO₃物質的量：

SO₂和SO₃的物質的量和：

反應前的SO₂物質的量：

SO₂的轉化率：

在給定的條件下，溶液呈強酸性，BaSO₃不會沉淀。因此BaSO₄的質量。

34．(10分)(08年江蘇化學·18)“溫室效應”是全球關注的環(huán)境問題之一。CO₂是目前大氣中含量最高的一種溫室氣體。因此，控制和治理CO₂是解決溫室效應的有效途徑。

(1)下列措施中，有利于降低大氣中CO₂濃度的有：　　　　 。(填字母)

　　　 a．減少化石燃料的使用　　　　　 b．植樹造林，增大植被面積

c．采用節(jié)能技術　　　　　　　　 d．利用太陽能、風能

(2)將CO₂轉化成有機物可有效實現(xiàn)碳循環(huán)。CO₂轉化成有機物的例子很多，如：

　 a．6CO₂ + 6H₂OC₆H₁₂O₆+6O₂　 b．CO₂ + 3H₂CH₃OH +H₂O

c．CO₂ + CH₄CH₃COOH　　　　 d．2CO₂ + 6H₂CH₂==CH₂ + 4H₂O

以上反應中，最節(jié)能的是　　　　 　　，原子利用率最高的是　　　　　　 。

(3)文獻報道某課題組利用CO₂催化氫化制甲烷的研究過程如下：

反應結束后，氣體中檢測到CH₄和H₂，濾液中檢測到HCOOH，固體中檢測到鎳粉和Fe₃O₄。CH₄、HCOOH、H₂的產(chǎn)量和鎳粉用量的關系如下圖所示(僅改變鎳粉用量，其他條件不變)：

研究人員根據(jù)實驗結果得出結論：

HCOOH是CO₂轉化為CH₄的中間體，即：CO₂HCOOHCH₄

①寫出產(chǎn)生H₂的反應方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②由圖可知，鎳粉是　　　 。(填字母)

a．反應Ⅰ的催化劑　　　　　　　　　　　　 b．反應Ⅱ的催化劑

c．反應Ⅰ、Ⅱ的催化劑　　　　　　　　　　 d．不是催化劑

③當鎳粉用量從1 mmol增加到10 mmol，反應速率的變化情況是　　　　　 。(填字母)

a．反應Ⅰ的速率增加，反應Ⅱ的速率不變

b．反應Ⅰ的速率不變，反應Ⅱ的速率增加

c．反應Ⅰ、Ⅱ的速率均不變

d．反應Ⅰ、Ⅱ的速率均增加，且反應Ⅰ的速率增加得快

e．反應Ⅰ、Ⅱ的速率均增加，且反應Ⅱ的速率增加得快

f．反應Ⅰ的速率減小，反應Ⅱ的速率增加

答案：(10分)(1)abcd　　　 (2)a　 c

(3)①3Fe+4H₂OFe₃O₄+2H₂　　　 ②c　　 ③e

解析：控制和治理CO₂是解決溫室效應的有效途徑可以控制源頭，也可以吸收大氣中CO₂，光合作用利用了太陽能為最節(jié)能，反應物中的原子全部轉化為有機物，為原子利用率最高。由反應原料為鐵和水，故3Fe+4H₂OFe₃O₄+2H₂，使用催化劑可加快反應速率，根據(jù)CH₄、HCOOH、H₂的產(chǎn)量和鎳粉用量的關系圖可知，反應Ⅱ的速率均增加得快。

33．(8分)(08年海南化學·15)反應A(g)+B(g) 　C(g) +D(g)過程中的能量變化如圖所示，回答下列問題。

(1)該反應是____________________反應(填“吸熱”、“放熱”)。

(2)當反應達到平衡時，升高溫度，A的轉化率______(填“增大”、“減小”或“不變”)，原因是____________________________________________。

(3)反應體系中加入催化劑對反應熱是否有影響?_______________，原因是_________.

(4)在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E₁和E₂的變化是：E₁_________，E₂________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

答案：(8分)(1)放熱　　 (2)減小　　 該反應正反應為放熱反應，升高溫度使平衡向逆反應方向移動　　 (3)不影響　 催化劑不改變平衡的移動　　 (4)減小　 減小

解析：由圖可以知道，由于該反應的反應物的總能量高于生成物的總能量，所以該反應屬于放熱反應，所以升高溫度，平衡向逆反應進行，所以A的轉化率減��；當在反應體系中加入催化劑，能同倍數(shù)改變化學反應速率，因此對化學平衡的移動無影響，即對反應熱也無影響。因為化學反應速率增大，所以E₁和E₂同時降低。

2.該反應為吸熱反應，所以反應物的總能量要低于生成物的總能量。

(2)請?zhí)岢隹商岣咂浞磻俾是以龃驨H₃生成量的建議：升高溫度，增大反應物N₂的濃度，不斷移出生成物脫離反應體系。

解釋：該反應正反應是吸熱反應，升高溫度，使化學平衡向正反應方向移動，從而增大NH₃生成量，升高溫度也能提高反應速率；增大反應N₂濃度，加快反應速率，并使化學平衡向右移動；不斷移出生成物脫離反應體系，使平衡向右移動，增大NH₃生成量�！�

(3) ①該條件下N₂的平衡轉化率：66.7%

　 ②該條件下反應2NH₃(g) N₂(g) +3H₂(g)的平衡常數(shù)為0.005

解釋：由三行式法計算可知，起始時，c(N₂)=0.3mol/l.平衡時，c(N₂)=0.1mol/l; c(H2)=0.2mol/l; c(NH₃)=0.4mol/l 。

①所以N₂的平衡轉化率=(0.3-0.1)/0.3*100%=66.7%

②反應2NH₃(g) 　N₂(g) +3H₂(g)的平衡常數(shù)K= c(N₂)* c(H₂)³/ c(NH₃)²=0.005

1.催化劑可降低反應的活化能，但對這各反應前后能量變化并不產(chǎn)生任何影響。

32．(12分)(08年廣東化學·24)

科學家一直致力研究常溫、常壓下“人工圍氮”的新方法。曾有實驗報道：在常溫、常壓、光照條件下，N₂在催化劑(摻有少量Fe₂O₃的TiO₂)表面與水發(fā)生反應，生成的主要產(chǎn)物為NH₃。進一步研究NH₃生成量與溫度的關系，部分實驗數(shù)據(jù)見下表(光照、N₂壓力1.0×10⁵Pa、反應時間3 h)：

相應的熱化學方程式如下：

N₂(g)+3H₂O(1)=2NH₃(g)+O₂(g)　　 ΔH=+765.2 kJ·mol^-1

回答下列問題：

(1)請在答題卡的坐標圖中畫出上述反應在有催化劑與無催化劑兩種情況下反應過程中體系能量變化示意圖，并進行必要標注。

(2)與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比，該方法中固氮反應速率慢。請?zhí)岢隹商岣咂浞磻俾是以龃驨H₃生成量的建議：　　　　　　 。

(3)工業(yè)合成氨的反應為N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)。設在容積為2.0 L的密閉容器中充入0.60 mol N₂(g)和1.60 mol H₂(g)，反應在一定條件下達到平衡時，NH₃的物質的量分數(shù)(NH₃的物質的量與反應體系中總的物質的量之比)為。計算

①該條件下N₂的平衡轉化率；

②該條件下反應2NH₃(g)N₂(g)+3H₂(g)的平衡常數(shù)。

答案：(1)

(2)研制新型高效催化劑(升高溫度，增大反應物N₂的濃度，不斷移出生成物脫離反應體系)

(3)①66.7% ②0.005

解析：(1)畫圖略，

要點：

5.所以HNO₃在70-90S范圍內(nèi)的平均反應速率為

v(HNO₃)=△c(HNO₃)/t ₌₌₌ 1/110 mol·L^-1·S^-1

(3)作圖略

作圖要點：因為實驗①HNO₃與大理石恰好完全反應；

實驗②中，HNO₃不足量，縱坐標對應的每一個值均為原來的1/2；實驗③④的圖象類似，恰好完全反應，但反應條件改變，升高溫度與大理石細顆粒增大表面積可加快反應速率。所以圖象曲線斜率變大，平衡位置縱坐標與實驗①相同。

4.反應的時間t=90-70=20s

3.溶液體積為25ml=0.025L，所以HNO₃減少的濃度△c(HNO₃)=2/11 mol·L^－1