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国际社会发出落实《巴黎协定》,推动绿色低碳转型,构建人类命运共同体的积极信号。生态工业和循环经济成为综合解决人类资源、环境和经济发展的一条有效途径。
(1)水是“生命之基质”,是“永远值得探究的物质”。
以铂阳极和石墨阴极设计电解池,通过电解NH4HSO4溶液产生(NH42S2O8,再与水反应得到H2O2,其中生成的NH4HSO4可以循环使用。
①阳极的电极反应式是
2HSO4--2e-=S2O82-+2H+(或2SO42--2e-=S2O82-
2HSO4--2e-=S2O82-+2H+(或2SO42--2e-=S2O82-

②制备H2O2的总反应方程式是
2H2O
电解
H2O2+H2
2H2O
电解
H2O2+H2

(2)CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,充分利用碳资源。
CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,其过程中主要发生下列反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)△H=+41.2kJ•mol-1
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)═CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=-122.5kJ•mol-1
在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图1。

其中:CH3OCH3的选择性=
2
×
C
H
3
OC
H
3
的物质的量
反应的
C
O
2
的物质的量
×100%
①温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是
反应Ⅰ的△H>0,反应Ⅱ的△H<0,温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升,使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度
反应Ⅰ的△H>0,反应Ⅱ的△H<0,温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升,使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度

②220℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图1中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3选择性的措施有
增大压强,使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂
增大压强,使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂

(3)废物再利用。如图2装置加以必要的导线连接后达到利用粗铜精炼目的。
①A烧杯是
原电池
原电池
。(填“电解池”或“原电池”)
②其中Zn接B烧杯中的
纯铜
纯铜
,(填“粗铜”或“纯铜”),B烧杯中应该盛
CuSO4(或其它易溶性的铜盐)
CuSO4(或其它易溶性的铜盐)
溶液。
③分别写出石墨棒和纯铜棒的电极反应式
石墨棒:
2H++2e-=H2
2H++2e-=H2
,纯铜棒:
Cu2++2e-=Cu
Cu2++2e-=Cu

【答案】2HSO4--2e-=S2O82-+2H+(或2SO42--2e-=S2O82-);2H2O
电解
H2O2+H2↑;反应Ⅰ的△H>0,反应Ⅱ的△H<0,温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升,使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度;增大压强,使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂;原电池;纯铜;CuSO4(或其它易溶性的铜盐);2H++2e-=H2↑;Cu2++2e-=Cu
【解答】
【点评】
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发布:2024/8/16 17:0:1组卷:42引用:5难度:0.3
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    发布:2025/1/6 6:0:5组卷:31引用:4难度:0.7
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    发布:2025/1/6 6:0:5组卷:90引用:3难度:0.5
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    (1)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
    ①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1
    K2(填“>”、“<”或“=”).
    ②以下有关说法正确的是
     

    a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
    b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
    c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
    d.某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%
    (2)已知在常温常压下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ•mol-1
    ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ•mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ•mol-1
    则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
     
    kJ•mol-1
    (3)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆.甲醇燃料电池的工作原理如图2所示.
    ①该电池正极的电极反应式为
     

    ②工作一段时间后,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,有
     
    个电子发生转移.
    (4)以上述电池做电源,用图3所示装置,在实验室中模拟铝制品面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是
     
     
    (用相关的电极反应式和离子方程式表示)

    发布:2024/12/30 14:0:1组卷:26引用:3难度:0.5
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