2025届高三化学一轮专题复习讲义（28）-专题七第二讲 化学反应原理综合题
文档属性
| 名称 | 2025届高三化学一轮专题复习讲义（28）-专题七第二讲 化学反应原理综合题 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-06-30 08:01:10 | ||
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文档简介
2025届高三化学一轮专题复习讲义（28）
专题七 化学热点
7-2 化学反应原理综合题（1课时）
【复习目标】
理解最核心、最基础的概念和原理的内涵，能从模型的角度认识这些概念和原理，并说出它们建立的过程和关键证据，反思它们建立的思路与方法，深化对化学基本原理、基本观念的理解与认识，促进对科学本质的理解。
【重点突破】
通过对研究案例的研究过程的分析和研讨，帮助学生发展提出问题的意识和能力，扩展分析问题和解决问题的角度和思路。
【真题再现】
例1．（2023·江苏高考）空气中CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要意义。
（1）燃煤烟气中CO2的捕集可通过如下所示的物质转化实现。
“吸收”后所得的KHCO3溶液与石灰乳反应的化学方程式为_______；载人航天器内，常用LiOH固体而很少用KOH固体吸收空气中的CO2，其原因是______。
（2）合成尿素[CO(NH2)2]是利用CO2的途径之一。尿素合成主要通过下列反应实现
反应Ⅰ：2NH3(g)+CO2(g)===NH2COONH4(l)
反应Ⅱ：NH2COONH4(l) === CO(NH2)2(l)+H2O (l)
①密闭体系中反应Ⅰ的平衡常数(K)与温度的关系如图甲所示，反应Ⅰ的△H___0（填“=”或“>”或“<”）。
②反应体系中除发生反应Ⅰ、反应Ⅱ外，还发生尿素水解、尿素缩合生成缩二脲[(NH2CO)2NH]和尿素转化为氰酸铵(NH4OCN)等副反应。尿素生产中实际投入NH3和CO2的物质的量之比为n(NH3)∶n(CO2)=4∶1，其实际投料比值远大于理论值的原因是__________。
（3）催化电解吸收CO2的KOH溶液可将CO2转化为有机物。在相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率（FE%）随电解电压的变化如图乙所示。
FE%=×100%
其中，QX=nF，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。
①当电解电压为U3V时，电解过程中含碳还原产物的（FE%）为0，阴极主要还原产物为_____（填化学式）。
②当电解电压为U2V时，阴极由HCO生成CH4的电极反应式为________。
③当电解电压为U3V时，电解生成的C2H4和HCOO-的物质的量之比为_____（写出计算过程）。
解析：（1）由图可知“吸收”后所得的KHCO3溶液与石灰乳反应生成碳酸钙用于煅烧产生二氧化碳，产物KOH可回收利用，故方程式为KHCO3+Ca(OH)2===CaCO3+KOH+H2O。载人航天器内，常用LiOH固体而很少用KOH固体吸收空气中的CO2的原因为相同质量的LiOH固体可吸收更多二氧化碳。（2）由图可知升高温度反应Ⅰ的lgK减小，说明温度升高平衡逆向移动，故正反应为放热反应，其△H <0。实际投料比值远大于理论值的原因是适当抑制副反应的发生，尿素中氮碳比小于副产物中缩二脲的氮碳比，氨气与二氧化碳的投料比越大，二氧化碳转化率越高。（3）当电解电压为U1V时，电解过程中含碳还原产物的FE%为0，说明二氧化碳为得电子，为氢离子得电子变成氢气。当电解电压为U2V时，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可知碱性条件下阴极由HCO生成CH4的电极反应式为HCO+8e-+6H2O===CH4↑+9OH-或 10HCO+8e-===CH4↑+9CO+3H2O。当电解电压为U3V时，电解过程中还原产物C2H4的FE%为24%，还原产物HCOO-的FE%为8%，每生成1molC2H4转移12mole-，每生成1molHCOO-转移2mole-，故电解生成的C2H4和HCOO-的物质的量之比为∶=1∶2。
答案：（1）KHCO3+Ca(OH)2===CaCO3+KOH+H2O 相同质量的LiOH固体可吸收更多二氧化碳
（2）<0 适当抑制副反应的发生，尿素中氮碳比小于副产物中缩二脲的氮碳比，氨气与二氧化碳的投料比越大，二氧化碳转化率越高
（3）H2 HCO+8e-+6H2O===CH4↑+9OH-或 10HCO+8e-===CH4↑+9CO+3H2O。 每生成1molC2H4转移12mole-，每生成1molHCOO-转移2mole-，故电解生成的C2H4和HCOO-的物质的量之比为∶=1∶2
例2．（2022·江苏高考）CO2/ HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。
（1）CO2催化加氢。在密闭容器中，向含有催化剂的KHCO3溶液（CO2与KOH溶液反应制得）中通入H2生成HCOO-，其离子方程式为 ；其他条件不变，HCO转化为HCOO-的转化率随温度的变化如图-1所示。反应温度在40℃~80℃范围内，HCO催化加氢的转化率迅速上升，其主要原因是 。
（2）HCOOH燃料电池。研究HCOOH燃料电池性能的装置如图-2所示，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。
①电池负极电极反应式为_______________________；放电过程中需补充的物质A为______（填化学式）。
②图-2所示的 HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为 。
（3）HCOOH催化释氢。在催化剂作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应，机理如图-3所示。
①HCOOD催化释氢反应除生成CO2外，还生成__________（填化学式）。
②研究发现：其他条件不变时，以 HCOOK溶液代替 HCOOH催化释氢的效果更佳，其具体优点是 。
答案：（1）HCO+H2HCOOˉ+H2O
温度升高反应速率增大，温度升高催化剂的活性增强
（2）HCOOˉ+2OHˉ－2eˉ=== HCO+H2O H2SO4
2HCOOH+O2+2OHˉ === 2 HCO+2H2O或2HCOOˉ+O2=== 2 HCO；
（3）①HD ②提高释放氢气的速率，提高释放出氢气的纯度
例3．（2021·江苏高考）甲烷是重要的资源，通过下列过程可实现由甲烷到氢气的转化。
（1）500℃时，CH4与H2O重整主要发生下列反应：
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)
已知CaO(s)+CO2(g)===CaCO3(s) ΔH=-178.8kJ·mol-1。向重整反应体系中加入适量多孔CaO，其优点 。
（2）CH4与CO2重整的主要反应的热化学方程式为
反应I：CH4(g)+CO2(g) ===2CO(g)+2H2(g) ΔH=246.5kJ·mol-1
反应II：H2(g)+CO2(g) ===CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ·mol-1
反应III：2CO(g) ===CO2(g)+C(s) ΔH=-172.5kJ·mol-1
①在CH4与CO2重整体系中通入适量H2O(g)，可减少C(s)的生成，反应3CH4(g)+CO2(g)+2H2O(g) ===4CO(g)+8H2(g)的ΔH=___。
②1.01×105Pa下，将n起始(CO2)︰n起始(CH4)=1︰1的混合气体置于密闭容器中，不同温度下重整体系中CH4和CO2的平衡转化率如图1所示。800℃下CO2平衡转化率远大于600℃下CO2平衡转化率，其原因是 。
（3）利用铜—铈氧化物(xCuO·yCeO2，Ce是活泼金属)催化氧化可除去H2中少量CO，催化氧化过程中Cu、Ce的化合价均发生变化，可能机理如图2所示。将n(CO)︰n(O2)︰n(H2)︰n(N2)=1︰1︰49︰49的混合气体以一定流速通过装有xCuO·yCeO2催化剂的反应器，CO的转化率随温度变化的曲线如图3所示。
①Ce基态原子核外电子排布式为[Xe]4f15d16s2，图2所示机理的步骤(i)中，元素Cu、Ce化合价发生的变化为___。
②当催化氧化温度超过150℃时，催化剂的催化活性下降，其可能原因是___。
解析：（1）已知CaO(s)+CO2(g) ===CaCO3(s) ΔH=－178.8kJ·mol-1，因此向重整反应体系中加入适量多孔CaO的优点是吸收CO2，使平衡正向移动，提高H2的产率，同时提供热量。（2）①反应I：CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)ΔH=246.5kJ·mol-1反应II：H2(g)+CO2(g) ===CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ·mol-1依据盖斯定律可知I×3－II×2即得到反应3CH4(g)+CO2(g)+2H2O(g) ===4CO(g)+8H2(g)的ΔH=657.1kJ·mol-1。②由于反应Ⅰ和反应Ⅱ的ΔH＞0，高温下反应的平衡常数大（反应正向进行程度大），CO2的消耗量大，反应Ⅲ的ΔH＜0，高温下反应的平衡常数小（反应正向进行程度小），CO2的生成量小，所以800℃下CO2平衡转化率远大于600℃下CO2平衡转化率。（3）①图2所示机理的步骤(i)中CO结合氧元素转化为二氧化碳，根据Cu、Ce两种元素的核外电子排布式可判断元素Cu、Ce化合价发生的变化为铜的化合价由+2变为+1价，铈的化合价由+4价变为+3价。②由于高温下，Cu(+2价)或Cu(+1价)被H2还原为金属Cu，所以当催化氧化温度超过150℃时，催化剂的催化活性下降。
答案：（1）吸收CO2，提高H2的产率，提供热量
（2） ①657.1kJ·mol-1 ②反应Ⅰ和反应Ⅱ的ΔH＞0，高温下反应的平衡常数大（反应正向进行程度大），CO2的消耗量大，反应Ⅲ的ΔH＜0，高温下反应的平衡常数小（反应正向进行程度小），CO2的生成量小
（3） ①铜的化合价由+2变为+1价，铈的化合价由+4价变为+3价 ②高温下，Cu(+2价)或Cu(+1价)被H2还原为金属Cu
【知能整合】
1．从化学反应速率、化学平衡的角度综合分析，选择与优化化工生产条件是高考命题的重要素材。
（1）化工生产适宜条件选择的一般原则
条件 原则
从化学反应速率分析 既不能过快，又不能过慢
从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对反应速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性
从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本
从实际生产能力分析 如设备承受高温、高压能力等
从催化剂的使用活性分析 注意催化剂的活性温度对温度的限制
（2）平衡类问题需要考虑的几个方面
①原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。
②原料的循环利用。
③产物的污染处理。
④产物的酸碱性对反应的影响。
⑤气体产物的压强对平衡造成的影响。
⑥改变外界条件对多平衡体系的影响。
2．新情境下陌生电极反应式的书写方法：
（1）先区分原电池还是电解池再定电极；
（2）书写电极反应式，要考虑介质与放电生成的离子能否大量；
（3）也可以根据题目所给的总方程式，与其中一电极式相减即得另一电极反应式。
【体系再构】
【巩固练习】
基础训练
1．（2023·盐城三模）碳酸二甲酯()简称为DMC，是一种环保性能优异、用途广泛的化工原料。工业上用CO2与H2催化合成甲醇，由甲醇制备DMC。
（1）合成甲醇相关的热化学方程式如下：
反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－49.2 kJ·mol-1
反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41.2 kJ·mol-1
①反应CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH＝________ kJ·mol-1。
②将物质的量之比为1∶3的CO2与H2通入恒容密闭容器中进行反应，随着压强的增大，CO的选择性________（填“增大”或“减小”）
从平衡移动的角度分析，其可能的原因是__________________________ 。
③向合成甲醇的体系中加入少量Al2O3，单位时间内甲醇的选择性提高，其原因是__________________________。
（2）工业上以CH3OH作反应物和溶剂，电解碳酸1,2 丙二酯()、四乙基碘化铵（TEAI，提供I）和CH3OH混合液制备DMC。为探究反应机理，设计如下三个对比实验：
实验I：10 mL CH3OH＋0.117 mol·L-1碳酸1,2 丙二酯，蒸馏，没有DMC生成。
实验II：10 mL CH3OH＋0.117 mol·L-1碳酸1,2 丙二酯＋0.1 mol·L-1TEAI，蒸馏，DMC产率7.5%。
实验III：10 mL CH3OH＋0.117 mol·L-1碳酸1,2 丙二酯＋0.1 mol·L-1TEAI，Cu为阴极、石墨为阳极，通电，DMC产率82.3%。
电催化酯交换法合成碳酸二甲酯的机理如图：
注：代表微粒带负电荷。
①阴极电极反应式为__________________________________________。
②I在反应过程中的机理可描述为_____________________________________。
【巩固练习】答案
1．（1）①－90.4
②减小 反应Ⅰ的正反应方向是气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，CH3OH的选择性提高，CO的选择性降低；反应Ⅱ是反应前后气体分子数不变的反应，受反应Ⅰ的影响，平衡逆向移动，CH3OH的选择性提高，CO的选择性降低
③Al2O3能降低反应Ⅰ的活化能，进而提高甲醇的选择性
（2）①2CH3OH＋2e－===2CH3O－＋H2↑
②O的电负性大于C，在碳酸1,2 丙二酯的分子中，酯基碳原子带有部分正电荷，受到体系中I进攻，碳氧双键断裂，酯基氧所带的负电荷离去，恢复碳氧双键；CH3O进攻酯基中的碳原子，I离去，恢复碳氧双键
拓展训练
2．CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应
CH4(g)＋CO2(g)===2H2(g)＋2CO(g) ΔH＝＋247.1 kJ·mol-1
H2(g)＋CO2(g)===H2O(g)＋CO(g) ΔH＝＋41.2 kJ·mol-1
在恒压、反应物起始物质的量比n(CH4)∶n(CO2)＝1∶1条件下，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。
下列有关说法正确的是
A．升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率
B．曲线A表示CH4的平衡转化率随温度的变化
C．相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠
D．恒压、800 K、n(CH4)∶n(CO2)＝1∶1条件下，反应至CH4转化率达到X点的值，改变除温度外的特定条件继续反应，CH4转化率能达到Y点的值
3．（2023·扬州考前调研）烟气中的NOx是大气的主要污染物之一，NOx的吸收处理是当前研究的热点。
（1）还原吸收法
方法1：直接使用尿素[CO(NH2)2]溶液吸收烟气中的NOx。
方法2：先用合适的氧化剂将NOx中的NO氧化为NO2，再用CO(NH2)2溶液去还原吸收。
还原吸收等量的NOx，消耗尿素较多的是________（填“方法1”或“方法2”）。工业上选择方法2处理NOx的原因是_____________________________________。
（2）水吸收法
NO2和N2O4均能被水吸收，不同初始压强下，NO2和N2O4的混合气体被水吸收前和吸收达到平衡后，气体中NO2和N2O4的体积分数如图所示。混合气体中与水反应的主要成分是________。达到平衡后，气体中的NO2和N2O4的体积分数之和远小于100%，原因是____________________________________。
（3）配合物吸收法
钴氨配合物吸收NO的主要原理如下。
已知：[Co(NH3)6]2＋对NO的配合能力很强，而[Co(NH3)6]3＋对NO的配合能力极低。
①与NO反应的[Co(NH3)6]2＋和与O2反应的[Co(NH3)6]2＋的物质的量之比为________。
②钴氨溶液经过多次循环吸收NO后，其吸收NO的能力会降低，为了恢复钴氨溶液吸收NO的能力，需采取的方法是_________________________。
（4）NO与O2在某催化剂表面反应生成NO2的过程中，O2在催化剂表面能形成被吸附的O（用O-Site表示），接下来的机理可能有两种：
机理1：NO(g)＋O SiteNO2－Site
机理2：NO－Site＋O－SiteSite＋NO2－Site
上述两个反应均为基元反应。保持温度和NO的浓度不变，测得NO与O2在该催化剂作用下反应的初始速率与O2浓度的关系如图所示。能合理解释图中曲线变化的机理为______________________（填“机理1”或“机理2”）；判断的依据是__________________________________________________。
【拓展训练】答案：
2．D
3．（1）方法2 NO2在水中溶解度好，与尿素溶液反应速率快；NO2的氧化性强于NO
（2）N2O4 NO2和N2O4与水反应后生成了NO
（3）①1∶2 ②将[Co(NH3)6]3＋还原为[Co(NH3)6]2＋
（4）机理2 机理2认为反应速率与O吸附量和NO吸附量有关；O2浓度较小时，增加c(O2)，O吸附量增大，反应速率加快；O
【课后作业】
1．肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同，200 ℃时在Cu表面分解的机理如图1。
已知200 ℃时：
反应Ⅰ：3N2H4(g)===N2(g)＋4NH3(g) ΔHl＝－32.9 kJ·mol-1
反应Ⅱ： N2H4(g)＋H2(g)===2NH3(g) ΔH2＝－41.8 kJ·mol-1，下列说法不正确的是
A．图1所示过程①、②都是放热反应
B．反应Ⅱ的能量过程示意图如图2所示
C．断开3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量小于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)中的化学键释放的能量
D．200 ℃时，肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为：
N2H4(g)===N2(g)＋2H2 (g) ΔH＝50.7 kJ·mol-1
2．我国科研人员提出了以Ni/Al2O3为催化剂，由CO2和H2转化为产品CH4的反应历程，其示意图如下：
下列说法不正确的是
A．总反应方程式为：CO2＋4H2===CH4＋2H2O
B．催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
C．反应历程中，H—H键与C==O键断裂吸收能量
D．反应过程中，催化剂参与反应，改变反应路径，降低反应的活化能
3．在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示（图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化）。下列说法正确的是
A．反应2NO(g)+O2(g) ===2NO2(g)的ΔH>0
B．图中X点所示条件下，延长反应时间不能提高NO转化率
C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率
D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10 4 mol·L 1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K >2000
4．N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
（1）N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为 。
（2）NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为NO+NO2+2OH =2NO+H2O 2NO2+2OH =NO+NO+H2O
①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有 （填字母）。
A．加快通入尾气的速率
B．采用气、液逆流的方式吸收尾气
C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中含有的主要杂质是 （填化学式）；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 （填化学式）。
（3）NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同，NO转化为NO的转化率随NaClO溶液初始pH（用稀盐酸调节）的变化如图所示。
①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl 和NO，其离子方程式为 。
②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是 。
5．煤的燃烧排放的SO2、CO严重影响人们的生活质量。减少污染物的排放、研究SO2、CO等大气污染气体的综合利用具有重要意义。
Ⅰ. 燃煤脱硫技术是减少CO和SO2排放的常用方法之一。燃煤脱硫时常发生如下两个反应：
①CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH1=+218.4 kJ·mol-l
②CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)CaS(s)+3CO2(g) ΔH2=-394.0 kJ·mol-l
（1）某温度下在一体积恒定的密闭容器中若只发生反应①，下列不能说明该反应达到平衡状态的是 (填字母）。
A．容器内气体总压强不再变化
B．单位时间内生成1 mol SO2的同时消耗1 mol CO
C．混合气体的密度不再变化
D．混合气体的平均摩尔质量不再变化
（2）某科研小组研究起始一氧化碳物质的量、温度(T)对反应②的影响，实验结果如左图所示。
①比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物SO2的转化率最高的是 。
②图像中T2 （填“>”、“<”、“=”或“无法确定”）T1，判断的理由是 。
Ⅱ. 氧化锌吸收法也能减少SO2的排放。配制ZnO悬浊液（含少量MgO、CaO），在吸收塔中封闭循环脱硫，发生的主要反应为ZnO+SO2ZnSO3(s)，测得pH、吸收效率η随时间t的变化如右图所示。为提高SO2的吸收效率η， 可采取的措施为 （填字母）。
A．增大悬浊液中ZnO的量
B．适当提高单位时间内烟气的循环次数
C．调节溶液的pH至6.0以下
6．脱硫脱氮技术是环境科学研究的热点。
（1）某实验小组模拟O3氧化并结合(NH4)2SO3溶液吸收法，同时脱除SO2和NO的过程示意图如图。
已知气体反应器中主要发生如下反应（K为25 ℃下平衡常数、E为活化能）：
Ⅰ. 2O3(g)===3O2(g) ΔH1＝－286.6 kJ·mol-1、K1＝1.6×1057、E1＝24.6 kJ·mol-1
Ⅱ. NO(g)＋O3(g)===NO2(g)＋O2(g) ΔH2＝－200.9 kJ·mol-1、K2＝6.2×1034、E2＝3.17 kJ·mol-1
III. SO2(g)＋O3(g)===SO3(g)＋O2(g) ΔH3＝－241.6 kJ·mol-1、K3＝1.1×1041、E3＝58.17 kJ·mol-1
①其他条件不变时，温度高于150 ℃，在相同时间内SO2和NO的转化率均随温度升高而降低，原因是 。
②其他条件不变，SO2和NO初始的物质的量浓度相等时，经检测装置1分析，在相同时间内SO2和NO的转化率随O3的浓度的变化关系如图1所示。NO的转化率始终高于SO2的原因是______________________________。
③从检测装置1中排出的气体经如图2所示的(NH4)2SO3溶液吸收器吸收，NO2被还原成NO。该喷淋吸收塔装置的优点是____________________________ 。
④其他条件不变，SO2和NO初始的物质的量浓度相等时，经检测装置2分析，在相同时间内，O3与NO的物质的量之比对SO2和NO脱除率的影响如图3所示。O3的浓度很低时，SO2的脱除率超过97%，其原因是__________________________。
（2）科研人员研究发现厌氧氨氧化生物酶体系可以促进H＋和电子的转移（如a、b和c)，能将废水中的NO转化为N2进入大气层，其反应过程如图4所示。
①请结合反应方程式，描述上述转化的具体过程： 。
②若废水中存在一定浓度的O2时，则上述转化无法发生，其可能原因是______。
【课后作业】答案
1．A 2．B 3．D
4．（1）2NH3+2O2N2O+3H2O
（2）①BC ②NaNO3 NO
（3）①3HClO+2NO+H2O===3Cl +2NO+5H+
②溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强
5．I（1）B
（2）①c
②＞ 该反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，CO2体积分数降低，故T2＞T1
II AB
6．（1）
①高于150℃，温度升高，反应Ⅰ的速率增大，c(O2)减小，反应Ⅱ、Ⅲ的速率减小，导致SO2和NO的转化率均降低
②反应Ⅱ的活化能小于反应Ⅲ，反应Ⅱ的速率大于反应Ⅲ，因此NO的转化率高于SO2
③增大气液接触面积，提高吸收效率
④(NH4)2SO3溶液直接与SO2反应是脱除SO2的主要原因
（2）
①反应Ⅲ：N2H4－4e－===N2↑＋4H＋，此反应产生4个H＋和4个电子，通过生物酶转移，参与反应Ⅰ和反应Ⅱ，反应Ⅰ：NO＋2H＋＋e－===H2O＋NO↑，反应消耗2个H＋和1个电子，反应Ⅱ：NO＋NH＋2H＋＋3e－===N2H4＋H2O，消耗2个H＋和3个电子（总反应为NO＋NH===N2↑＋2H2O）
②O2氧化NO（或NO）使反应终止，厌氧氨氧化酶在有氧条件下失去活性
半透膜
图—2
专题七 化学热点
7-2 化学反应原理综合题（1课时）
【复习目标】
理解最核心、最基础的概念和原理的内涵，能从模型的角度认识这些概念和原理，并说出它们建立的过程和关键证据，反思它们建立的思路与方法，深化对化学基本原理、基本观念的理解与认识，促进对科学本质的理解。
【重点突破】
通过对研究案例的研究过程的分析和研讨，帮助学生发展提出问题的意识和能力，扩展分析问题和解决问题的角度和思路。
【真题再现】
例1．（2023·江苏高考）空气中CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要意义。
（1）燃煤烟气中CO2的捕集可通过如下所示的物质转化实现。
“吸收”后所得的KHCO3溶液与石灰乳反应的化学方程式为_______；载人航天器内，常用LiOH固体而很少用KOH固体吸收空气中的CO2，其原因是______。
（2）合成尿素[CO(NH2)2]是利用CO2的途径之一。尿素合成主要通过下列反应实现
反应Ⅰ：2NH3(g)+CO2(g)===NH2COONH4(l)
反应Ⅱ：NH2COONH4(l) === CO(NH2)2(l)+H2O (l)
①密闭体系中反应Ⅰ的平衡常数(K)与温度的关系如图甲所示，反应Ⅰ的△H___0（填“=”或“>”或“<”）。
②反应体系中除发生反应Ⅰ、反应Ⅱ外，还发生尿素水解、尿素缩合生成缩二脲[(NH2CO)2NH]和尿素转化为氰酸铵(NH4OCN)等副反应。尿素生产中实际投入NH3和CO2的物质的量之比为n(NH3)∶n(CO2)=4∶1，其实际投料比值远大于理论值的原因是__________。
（3）催化电解吸收CO2的KOH溶液可将CO2转化为有机物。在相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率（FE%）随电解电压的变化如图乙所示。
FE%=×100%
其中，QX=nF，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。
①当电解电压为U3V时，电解过程中含碳还原产物的（FE%）为0，阴极主要还原产物为_____（填化学式）。
②当电解电压为U2V时，阴极由HCO生成CH4的电极反应式为________。
③当电解电压为U3V时，电解生成的C2H4和HCOO-的物质的量之比为_____（写出计算过程）。
解析：（1）由图可知“吸收”后所得的KHCO3溶液与石灰乳反应生成碳酸钙用于煅烧产生二氧化碳，产物KOH可回收利用，故方程式为KHCO3+Ca(OH)2===CaCO3+KOH+H2O。载人航天器内，常用LiOH固体而很少用KOH固体吸收空气中的CO2的原因为相同质量的LiOH固体可吸收更多二氧化碳。（2）由图可知升高温度反应Ⅰ的lgK减小，说明温度升高平衡逆向移动，故正反应为放热反应，其△H <0。实际投料比值远大于理论值的原因是适当抑制副反应的发生，尿素中氮碳比小于副产物中缩二脲的氮碳比，氨气与二氧化碳的投料比越大，二氧化碳转化率越高。（3）当电解电压为U1V时，电解过程中含碳还原产物的FE%为0，说明二氧化碳为得电子，为氢离子得电子变成氢气。当电解电压为U2V时，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可知碱性条件下阴极由HCO生成CH4的电极反应式为HCO+8e-+6H2O===CH4↑+9OH-或 10HCO+8e-===CH4↑+9CO+3H2O。当电解电压为U3V时，电解过程中还原产物C2H4的FE%为24%，还原产物HCOO-的FE%为8%，每生成1molC2H4转移12mole-，每生成1molHCOO-转移2mole-，故电解生成的C2H4和HCOO-的物质的量之比为∶=1∶2。
答案：（1）KHCO3+Ca(OH)2===CaCO3+KOH+H2O 相同质量的LiOH固体可吸收更多二氧化碳
（2）<0 适当抑制副反应的发生，尿素中氮碳比小于副产物中缩二脲的氮碳比，氨气与二氧化碳的投料比越大，二氧化碳转化率越高
（3）H2 HCO+8e-+6H2O===CH4↑+9OH-或 10HCO+8e-===CH4↑+9CO+3H2O。 每生成1molC2H4转移12mole-，每生成1molHCOO-转移2mole-，故电解生成的C2H4和HCOO-的物质的量之比为∶=1∶2
例2．（2022·江苏高考）CO2/ HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。
（1）CO2催化加氢。在密闭容器中，向含有催化剂的KHCO3溶液（CO2与KOH溶液反应制得）中通入H2生成HCOO-，其离子方程式为 ；其他条件不变，HCO转化为HCOO-的转化率随温度的变化如图-1所示。反应温度在40℃~80℃范围内，HCO催化加氢的转化率迅速上升，其主要原因是 。
（2）HCOOH燃料电池。研究HCOOH燃料电池性能的装置如图-2所示，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。
①电池负极电极反应式为_______________________；放电过程中需补充的物质A为______（填化学式）。
②图-2所示的 HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为 。
（3）HCOOH催化释氢。在催化剂作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应，机理如图-3所示。
①HCOOD催化释氢反应除生成CO2外，还生成__________（填化学式）。
②研究发现：其他条件不变时，以 HCOOK溶液代替 HCOOH催化释氢的效果更佳，其具体优点是 。
答案：（1）HCO+H2HCOOˉ+H2O
温度升高反应速率增大，温度升高催化剂的活性增强
（2）HCOOˉ+2OHˉ－2eˉ=== HCO+H2O H2SO4
2HCOOH+O2+2OHˉ === 2 HCO+2H2O或2HCOOˉ+O2=== 2 HCO；
（3）①HD ②提高释放氢气的速率，提高释放出氢气的纯度
例3．（2021·江苏高考）甲烷是重要的资源，通过下列过程可实现由甲烷到氢气的转化。
（1）500℃时，CH4与H2O重整主要发生下列反应：
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)
已知CaO(s)+CO2(g)===CaCO3(s) ΔH=-178.8kJ·mol-1。向重整反应体系中加入适量多孔CaO，其优点 。
（2）CH4与CO2重整的主要反应的热化学方程式为
反应I：CH4(g)+CO2(g) ===2CO(g)+2H2(g) ΔH=246.5kJ·mol-1
反应II：H2(g)+CO2(g) ===CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ·mol-1
反应III：2CO(g) ===CO2(g)+C(s) ΔH=-172.5kJ·mol-1
①在CH4与CO2重整体系中通入适量H2O(g)，可减少C(s)的生成，反应3CH4(g)+CO2(g)+2H2O(g) ===4CO(g)+8H2(g)的ΔH=___。
②1.01×105Pa下，将n起始(CO2)︰n起始(CH4)=1︰1的混合气体置于密闭容器中，不同温度下重整体系中CH4和CO2的平衡转化率如图1所示。800℃下CO2平衡转化率远大于600℃下CO2平衡转化率，其原因是 。
（3）利用铜—铈氧化物(xCuO·yCeO2，Ce是活泼金属)催化氧化可除去H2中少量CO，催化氧化过程中Cu、Ce的化合价均发生变化，可能机理如图2所示。将n(CO)︰n(O2)︰n(H2)︰n(N2)=1︰1︰49︰49的混合气体以一定流速通过装有xCuO·yCeO2催化剂的反应器，CO的转化率随温度变化的曲线如图3所示。
①Ce基态原子核外电子排布式为[Xe]4f15d16s2，图2所示机理的步骤(i)中，元素Cu、Ce化合价发生的变化为___。
②当催化氧化温度超过150℃时，催化剂的催化活性下降，其可能原因是___。
解析：（1）已知CaO(s)+CO2(g) ===CaCO3(s) ΔH=－178.8kJ·mol-1，因此向重整反应体系中加入适量多孔CaO的优点是吸收CO2，使平衡正向移动，提高H2的产率，同时提供热量。（2）①反应I：CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)ΔH=246.5kJ·mol-1反应II：H2(g)+CO2(g) ===CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ·mol-1依据盖斯定律可知I×3－II×2即得到反应3CH4(g)+CO2(g)+2H2O(g) ===4CO(g)+8H2(g)的ΔH=657.1kJ·mol-1。②由于反应Ⅰ和反应Ⅱ的ΔH＞0，高温下反应的平衡常数大（反应正向进行程度大），CO2的消耗量大，反应Ⅲ的ΔH＜0，高温下反应的平衡常数小（反应正向进行程度小），CO2的生成量小，所以800℃下CO2平衡转化率远大于600℃下CO2平衡转化率。（3）①图2所示机理的步骤(i)中CO结合氧元素转化为二氧化碳，根据Cu、Ce两种元素的核外电子排布式可判断元素Cu、Ce化合价发生的变化为铜的化合价由+2变为+1价，铈的化合价由+4价变为+3价。②由于高温下，Cu(+2价)或Cu(+1价)被H2还原为金属Cu，所以当催化氧化温度超过150℃时，催化剂的催化活性下降。
答案：（1）吸收CO2，提高H2的产率，提供热量
（2） ①657.1kJ·mol-1 ②反应Ⅰ和反应Ⅱ的ΔH＞0，高温下反应的平衡常数大（反应正向进行程度大），CO2的消耗量大，反应Ⅲ的ΔH＜0，高温下反应的平衡常数小（反应正向进行程度小），CO2的生成量小
（3） ①铜的化合价由+2变为+1价，铈的化合价由+4价变为+3价 ②高温下，Cu(+2价)或Cu(+1价)被H2还原为金属Cu
【知能整合】
1．从化学反应速率、化学平衡的角度综合分析，选择与优化化工生产条件是高考命题的重要素材。
（1）化工生产适宜条件选择的一般原则
条件 原则
从化学反应速率分析 既不能过快，又不能过慢
从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对反应速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性
从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本
从实际生产能力分析 如设备承受高温、高压能力等
从催化剂的使用活性分析 注意催化剂的活性温度对温度的限制
（2）平衡类问题需要考虑的几个方面
①原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。
②原料的循环利用。
③产物的污染处理。
④产物的酸碱性对反应的影响。
⑤气体产物的压强对平衡造成的影响。
⑥改变外界条件对多平衡体系的影响。
2．新情境下陌生电极反应式的书写方法：
（1）先区分原电池还是电解池再定电极；
（2）书写电极反应式，要考虑介质与放电生成的离子能否大量；
（3）也可以根据题目所给的总方程式，与其中一电极式相减即得另一电极反应式。
【体系再构】
【巩固练习】
基础训练
1．（2023·盐城三模）碳酸二甲酯()简称为DMC，是一种环保性能优异、用途广泛的化工原料。工业上用CO2与H2催化合成甲醇，由甲醇制备DMC。
（1）合成甲醇相关的热化学方程式如下：
反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－49.2 kJ·mol-1
反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41.2 kJ·mol-1
①反应CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH＝________ kJ·mol-1。
②将物质的量之比为1∶3的CO2与H2通入恒容密闭容器中进行反应，随着压强的增大，CO的选择性________（填“增大”或“减小”）
从平衡移动的角度分析，其可能的原因是__________________________ 。
③向合成甲醇的体系中加入少量Al2O3，单位时间内甲醇的选择性提高，其原因是__________________________。
（2）工业上以CH3OH作反应物和溶剂，电解碳酸1,2 丙二酯()、四乙基碘化铵（TEAI，提供I）和CH3OH混合液制备DMC。为探究反应机理，设计如下三个对比实验：
实验I：10 mL CH3OH＋0.117 mol·L-1碳酸1,2 丙二酯，蒸馏，没有DMC生成。
实验II：10 mL CH3OH＋0.117 mol·L-1碳酸1,2 丙二酯＋0.1 mol·L-1TEAI，蒸馏，DMC产率7.5%。
实验III：10 mL CH3OH＋0.117 mol·L-1碳酸1,2 丙二酯＋0.1 mol·L-1TEAI，Cu为阴极、石墨为阳极，通电，DMC产率82.3%。
电催化酯交换法合成碳酸二甲酯的机理如图：
注：代表微粒带负电荷。
①阴极电极反应式为__________________________________________。
②I在反应过程中的机理可描述为_____________________________________。
【巩固练习】答案
1．（1）①－90.4
②减小 反应Ⅰ的正反应方向是气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，CH3OH的选择性提高，CO的选择性降低；反应Ⅱ是反应前后气体分子数不变的反应，受反应Ⅰ的影响，平衡逆向移动，CH3OH的选择性提高，CO的选择性降低
③Al2O3能降低反应Ⅰ的活化能，进而提高甲醇的选择性
（2）①2CH3OH＋2e－===2CH3O－＋H2↑
②O的电负性大于C，在碳酸1,2 丙二酯的分子中，酯基碳原子带有部分正电荷，受到体系中I进攻，碳氧双键断裂，酯基氧所带的负电荷离去，恢复碳氧双键；CH3O进攻酯基中的碳原子，I离去，恢复碳氧双键
拓展训练
2．CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应
CH4(g)＋CO2(g)===2H2(g)＋2CO(g) ΔH＝＋247.1 kJ·mol-1
H2(g)＋CO2(g)===H2O(g)＋CO(g) ΔH＝＋41.2 kJ·mol-1
在恒压、反应物起始物质的量比n(CH4)∶n(CO2)＝1∶1条件下，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。
下列有关说法正确的是
A．升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率
B．曲线A表示CH4的平衡转化率随温度的变化
C．相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠
D．恒压、800 K、n(CH4)∶n(CO2)＝1∶1条件下，反应至CH4转化率达到X点的值，改变除温度外的特定条件继续反应，CH4转化率能达到Y点的值
3．（2023·扬州考前调研）烟气中的NOx是大气的主要污染物之一，NOx的吸收处理是当前研究的热点。
（1）还原吸收法
方法1：直接使用尿素[CO(NH2)2]溶液吸收烟气中的NOx。
方法2：先用合适的氧化剂将NOx中的NO氧化为NO2，再用CO(NH2)2溶液去还原吸收。
还原吸收等量的NOx，消耗尿素较多的是________（填“方法1”或“方法2”）。工业上选择方法2处理NOx的原因是_____________________________________。
（2）水吸收法
NO2和N2O4均能被水吸收，不同初始压强下，NO2和N2O4的混合气体被水吸收前和吸收达到平衡后，气体中NO2和N2O4的体积分数如图所示。混合气体中与水反应的主要成分是________。达到平衡后，气体中的NO2和N2O4的体积分数之和远小于100%，原因是____________________________________。
（3）配合物吸收法
钴氨配合物吸收NO的主要原理如下。
已知：[Co(NH3)6]2＋对NO的配合能力很强，而[Co(NH3)6]3＋对NO的配合能力极低。
①与NO反应的[Co(NH3)6]2＋和与O2反应的[Co(NH3)6]2＋的物质的量之比为________。
②钴氨溶液经过多次循环吸收NO后，其吸收NO的能力会降低，为了恢复钴氨溶液吸收NO的能力，需采取的方法是_________________________。
（4）NO与O2在某催化剂表面反应生成NO2的过程中，O2在催化剂表面能形成被吸附的O（用O-Site表示），接下来的机理可能有两种：
机理1：NO(g)＋O SiteNO2－Site
机理2：NO－Site＋O－SiteSite＋NO2－Site
上述两个反应均为基元反应。保持温度和NO的浓度不变，测得NO与O2在该催化剂作用下反应的初始速率与O2浓度的关系如图所示。能合理解释图中曲线变化的机理为______________________（填“机理1”或“机理2”）；判断的依据是__________________________________________________。
【拓展训练】答案：
2．D
3．（1）方法2 NO2在水中溶解度好，与尿素溶液反应速率快；NO2的氧化性强于NO
（2）N2O4 NO2和N2O4与水反应后生成了NO
（3）①1∶2 ②将[Co(NH3)6]3＋还原为[Co(NH3)6]2＋
（4）机理2 机理2认为反应速率与O吸附量和NO吸附量有关；O2浓度较小时，增加c(O2)，O吸附量增大，反应速率加快；O
【课后作业】
1．肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同，200 ℃时在Cu表面分解的机理如图1。
已知200 ℃时：
反应Ⅰ：3N2H4(g)===N2(g)＋4NH3(g) ΔHl＝－32.9 kJ·mol-1
反应Ⅱ： N2H4(g)＋H2(g)===2NH3(g) ΔH2＝－41.8 kJ·mol-1，下列说法不正确的是
A．图1所示过程①、②都是放热反应
B．反应Ⅱ的能量过程示意图如图2所示
C．断开3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量小于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)中的化学键释放的能量
D．200 ℃时，肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为：
N2H4(g)===N2(g)＋2H2 (g) ΔH＝50.7 kJ·mol-1
2．我国科研人员提出了以Ni/Al2O3为催化剂，由CO2和H2转化为产品CH4的反应历程，其示意图如下：
下列说法不正确的是
A．总反应方程式为：CO2＋4H2===CH4＋2H2O
B．催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
C．反应历程中，H—H键与C==O键断裂吸收能量
D．反应过程中，催化剂参与反应，改变反应路径，降低反应的活化能
3．在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示（图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化）。下列说法正确的是
A．反应2NO(g)+O2(g) ===2NO2(g)的ΔH>0
B．图中X点所示条件下，延长反应时间不能提高NO转化率
C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率
D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10 4 mol·L 1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K >2000
4．N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
（1）N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为 。
（2）NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为NO+NO2+2OH =2NO+H2O 2NO2+2OH =NO+NO+H2O
①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有 （填字母）。
A．加快通入尾气的速率
B．采用气、液逆流的方式吸收尾气
C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中含有的主要杂质是 （填化学式）；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 （填化学式）。
（3）NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同，NO转化为NO的转化率随NaClO溶液初始pH（用稀盐酸调节）的变化如图所示。
①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl 和NO，其离子方程式为 。
②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是 。
5．煤的燃烧排放的SO2、CO严重影响人们的生活质量。减少污染物的排放、研究SO2、CO等大气污染气体的综合利用具有重要意义。
Ⅰ. 燃煤脱硫技术是减少CO和SO2排放的常用方法之一。燃煤脱硫时常发生如下两个反应：
①CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH1=+218.4 kJ·mol-l
②CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)CaS(s)+3CO2(g) ΔH2=-394.0 kJ·mol-l
（1）某温度下在一体积恒定的密闭容器中若只发生反应①，下列不能说明该反应达到平衡状态的是 (填字母）。
A．容器内气体总压强不再变化
B．单位时间内生成1 mol SO2的同时消耗1 mol CO
C．混合气体的密度不再变化
D．混合气体的平均摩尔质量不再变化
（2）某科研小组研究起始一氧化碳物质的量、温度(T)对反应②的影响，实验结果如左图所示。
①比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物SO2的转化率最高的是 。
②图像中T2 （填“>”、“<”、“=”或“无法确定”）T1，判断的理由是 。
Ⅱ. 氧化锌吸收法也能减少SO2的排放。配制ZnO悬浊液（含少量MgO、CaO），在吸收塔中封闭循环脱硫，发生的主要反应为ZnO+SO2ZnSO3(s)，测得pH、吸收效率η随时间t的变化如右图所示。为提高SO2的吸收效率η， 可采取的措施为 （填字母）。
A．增大悬浊液中ZnO的量
B．适当提高单位时间内烟气的循环次数
C．调节溶液的pH至6.0以下
6．脱硫脱氮技术是环境科学研究的热点。
（1）某实验小组模拟O3氧化并结合(NH4)2SO3溶液吸收法，同时脱除SO2和NO的过程示意图如图。
已知气体反应器中主要发生如下反应（K为25 ℃下平衡常数、E为活化能）：
Ⅰ. 2O3(g)===3O2(g) ΔH1＝－286.6 kJ·mol-1、K1＝1.6×1057、E1＝24.6 kJ·mol-1
Ⅱ. NO(g)＋O3(g)===NO2(g)＋O2(g) ΔH2＝－200.9 kJ·mol-1、K2＝6.2×1034、E2＝3.17 kJ·mol-1
III. SO2(g)＋O3(g)===SO3(g)＋O2(g) ΔH3＝－241.6 kJ·mol-1、K3＝1.1×1041、E3＝58.17 kJ·mol-1
①其他条件不变时，温度高于150 ℃，在相同时间内SO2和NO的转化率均随温度升高而降低，原因是 。
②其他条件不变，SO2和NO初始的物质的量浓度相等时，经检测装置1分析，在相同时间内SO2和NO的转化率随O3的浓度的变化关系如图1所示。NO的转化率始终高于SO2的原因是______________________________。
③从检测装置1中排出的气体经如图2所示的(NH4)2SO3溶液吸收器吸收，NO2被还原成NO。该喷淋吸收塔装置的优点是____________________________ 。
④其他条件不变，SO2和NO初始的物质的量浓度相等时，经检测装置2分析，在相同时间内，O3与NO的物质的量之比对SO2和NO脱除率的影响如图3所示。O3的浓度很低时，SO2的脱除率超过97%，其原因是__________________________。
（2）科研人员研究发现厌氧氨氧化生物酶体系可以促进H＋和电子的转移（如a、b和c)，能将废水中的NO转化为N2进入大气层，其反应过程如图4所示。
①请结合反应方程式，描述上述转化的具体过程： 。
②若废水中存在一定浓度的O2时，则上述转化无法发生，其可能原因是______。
【课后作业】答案
1．A 2．B 3．D
4．（1）2NH3+2O2N2O+3H2O
（2）①BC ②NaNO3 NO
（3）①3HClO+2NO+H2O===3Cl +2NO+5H+
②溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强
5．I（1）B
（2）①c
②＞ 该反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，CO2体积分数降低，故T2＞T1
II AB
6．（1）
①高于150℃，温度升高，反应Ⅰ的速率增大，c(O2)减小，反应Ⅱ、Ⅲ的速率减小，导致SO2和NO的转化率均降低
②反应Ⅱ的活化能小于反应Ⅲ，反应Ⅱ的速率大于反应Ⅲ，因此NO的转化率高于SO2
③增大气液接触面积，提高吸收效率
④(NH4)2SO3溶液直接与SO2反应是脱除SO2的主要原因
（2）
①反应Ⅲ：N2H4－4e－===N2↑＋4H＋，此反应产生4个H＋和4个电子，通过生物酶转移，参与反应Ⅰ和反应Ⅱ，反应Ⅰ：NO＋2H＋＋e－===H2O＋NO↑，反应消耗2个H＋和1个电子，反应Ⅱ：NO＋NH＋2H＋＋3e－===N2H4＋H2O，消耗2个H＋和3个电子（总反应为NO＋NH===N2↑＋2H2O）
②O2氧化NO（或NO）使反应终止，厌氧氨氧化酶在有氧条件下失去活性
半透膜
图—2
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