专题15 元素及其化合物知识的综合应用-三年高考(2015-2017)化学试题分项版解析 Word版含解析 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/15 12:46:20星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

1.【2017北京卷】(12分)SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。

(1)SCR(选择性催化还原)工作原理:

① 尿素水溶液热分解为NH3和CO2,该反应的化学方程式:____________。 ② 反应器中NH3还原NO2的化学方程式:____________。

③ 当燃油中含硫量较高时,尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4,使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成:________。

④ 尿素溶液浓度影响NO2的转化,测定溶液中尿素(M=60 g·mol)含量的方法如下:取a g尿素溶液,将所含氮完全转化为NH3,所得NH3用过量的v1 mL c1 mol·LH2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用v2 mL c2 mol·LNaOH溶液恰好中和,则尿素溶液中溶质的质量分数是________。 (2)NSR(NOx储存还原)工作原理:

NOx的储存和还原在不同时段交替进行,如图a所示。

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① 通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是_________。 ② 用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是__________。

③ 还原过程中,有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是NNO。将该反应的化学方程式补充完整:_______

催化剂15

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□NNO+□H2O

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【答案】(1)①CO(NH2)2+H2O

③2SO2+O2+4NH3+2H2O=2(NH4)2SO4

CO2+2NH3 ②8NH3+6NO27N2+12H2O

3(2c1v1?c2v2)100a④

(2)①BaO ②8∶1 ③4NO+4NH3+3O2

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4NNO+6H2O

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则储存NOx的物质是BaO。②由图示可知,第一步反应为H2与Ba(NO3)2作用生成NH3,每摩Ba(NO3)2作用生成NH3共转移16mol电子,根据电子守恒,参加反应的氢气的物质的量为16mol÷2=8mol,则消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是8:1。③反应物有NO与NH3,结合产物中有水,可知还有另一反应物O2,反应中NH3是还原剂,NO与O2是氧化剂,因含氮产物均为NNO,则NO与NH3以1:1参加反应,结合电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为 4NO+4NH3+3O2

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4NNO+6H2O。

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【名师点睛】试题以SCR和NSR技术控制发动机的NOx排放为载体,重点考查化学方程式书写、化学

计算、氧化还原反应电子转移的应用等知识,考查考生的读图能力、计算能力和对试题的综合分析能力。注意读图时要结合题目要求展开,如图a,问题中“NOx的储存和还原。储存?..”,因此主要就是从图左到图右,BaO转变成Ba(NO3)2,Pt没有发生变化,所以BaO是储存NOx的试剂,而Pt没有变化则可能是该储存过程中的催化剂。该题涉及到方程式的书写较多,尤其是氧化还

原反应方程式的配平是解答的难点。注意利用好“守恒”三原则(即质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒),注意电子得失守恒的计算关系式,即n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)。

2.【2017天津卷】(14分)H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害,工业上采取多种方法减

少这些有害气体的排放,回答下列方法中的问题。 Ⅰ.H2S的除去

方法1:生物脱H2S的原理为:H2S+Fe2(SO4)3 4FeSO4+ O2+2H2SO4

硫杆菌S↓+2FeSO4+H2SO4

2Fe2(SO4)3 +2H2O

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(1)硫杆菌存在时,FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×10倍,该菌的作用是______________。 (2)由图3和图4判断使用硫杆菌的最佳条件为______________。若反应温度过高,反应速率下降,其原因是______________。

方法2:在一定条件下,用H2O2氧化H2S

(3)随着参加反应的n(H2O2)/n(H2S)变化,氧化产物不同。当n(H2O2)/n(H2S)=4时,氧化产物的分子式为__________。 Ⅱ.SO2的除去

方法1(双减法):用NaOH吸收SO2,并用CaO使NaOH再生

????Na2SO3溶液 NaOH溶液????②CaO①SO2(4)写出过程①的离子方程式:____________________________;CaO在水中存在如下转化: CaO(s)+ H2O (l)

Ca(OH)2(s)

Ca(aq)+2OH(aq)

2+

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从平衡移动的角度,简述过程②NaOH再生的原理____________________________________。 方法2:用氨水除去SO2

(5)已知25℃,NH3·H2O的Kb=1.8×10,H2SO3的Ka1=1.3×10,Ka2=6.2×10。若氨水的浓度为2.0 mol·L,溶液中的c(OH)=_________________ mol·L。将SO2通入该氨水中,当c(OH)

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