資源簡介

微專題熱練14　化學反應速率與化學平衡綜合(二)
1. (2024·宿遷一模)尿素[CO(NH2)2]、過氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2]生產具有重要意義。
(1)尿素的催化合成
已知：Ⅰ. 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH1＝－286.0 kJ/mol
Ⅱ. N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH2＝－92.2 kJ/mol
Ⅲ. 2NH3(g)＋CO2(g)===CO(NH2)2(aq)＋H2O(l) ΔH3＝－101.5 kJ/mol
將N2、CO2按體積之比為1∶1通入含有CuBi2O4涂層的石墨網上，同時噴灑水微滴合成尿素，發生反應的化學方程式為 2CO2＋2N2＋4H2O2CO(NH2)2＋3O2　，該反應的ΔH＝ ＋470.6 kJ/mol。
(2)尿素的電化學合成
①電催化CO2和NO合成尿素的裝置如圖1，生成尿素的電極反應式為 CO2＋2NO＋18H＋＋16e－===CO(NH2)2＋7H2O　。
圖1
②電催化CO2和N2合成尿素。CO2先在陰極被還原為中間體CO，再與N2合成尿素。
已知：CO2在陰極還能被還原為CH4，其生成CH4的趨勢比生成CO的趨勢更大。但實驗數據說明，一定時間內，陰極產物中CO的物質的量大于CH4，可能的原因為 該條件下，CO2在陰極生成CO的速率比生成CH4的速率快　。
(3)過氧化尿素晶體的制備
在燒杯中加入30% 雙氧水和尿素，恒溫加熱并攪拌得到澄清溶液，用冰水浴降溫結晶、過濾、洗滌、干燥得過氧化尿素晶體[CO(NH2)2·H2O2]。雙氧水和尿素的摩爾配比對產品收率的影響如圖2。當摩爾配比大于1.1時，過氧化尿素晶體收率降低，其可能的原因是 反應為放熱反應，反應速率加快，體系迅速升溫，導致過氧化氫分解速率越快，從而導致過氧化尿素晶體收率降低　。
圖2
(4)尿素的結構
兩分子尿素通過羰基氧原子形成分子間氫鍵，得到具有八元環的二聚分子。二聚分子的結構式為 　。
(5)尿素的應用
尿素將煙氣中氮氧化物還原為N2以達到消除污染的目的。控制其他條件相同，將混有NO、NO2、SO2、N2和O2的模擬煙氣勻速通過裝有尿素溶液的裝置，在裝置出口處檢測NO、NO2的脫除率α。
①當煙氣中有少量SO2時，有利于NO2脫除，其可能的原因是 SO2具有還原性，也能還原一部分NO2　。
②當煙氣中無SO2存在時，且超過一定數值時，測得α(NO)變為負值， 其可能的原因是 當煙
氣中 超過一定數值時， 過量的 NO2 與溶液
中的H2O反應生成NO, 使NO的出口濃度大于進口濃度　。
【解析】 (1)根據蓋斯定律：由2×(反應Ⅱ＋反應Ⅲ)－3×反應Ⅰ可得目標反應，故ΔH＝2×[(－92.2)＋(－101.5)] kJ/mol －3×(－286.0)kJ/mol＝＋470.6 kJ/mol。
2. (2024·揚州期末)水合肼(N2H4·H2O)在儲氫領域有廣闊的應用前景，其水溶液呈弱堿性。
(1)N2H4分子有順式、反式和交互式三種比較穩定的空間結構。下列結構能表示N2H4分子交互式的是 A　(填字母)。
(2)肼分解制氫的主要反應為N2H4N2＋2H2，肼的理論儲氫密度＝＝12.5%。測得肼實際分解時產生的氣體中含NH3，肼實際儲氫密度小于理論值的原因是 3N2H4N2＋4NH3(或N2H4＋H22NH3)　(用化學方程式表示)。
(3)水合肼制氫過程中涉及肼在Ni-Pt催化劑表面分解，如圖1所示。
圖1
①X的結構簡式為 HN===NH　。
②催化劑表面存在Ni和Pt兩種活性位點，兩種活性位點分別帶不同電性的電荷。肼中的氫原子吸附于 Pt　(填“Ni”或“Pt”)活性位點。已知：N—N、N—H的鍵能分別是286 kJ/mol、360 kJ/mol。肼在該催化劑表面反應斷裂的化學鍵不是N—N，而是N—H，原因是 N—N為非極性鍵，N—H極性較強，N、H分別與催化劑表面原子形成作用力，削弱了N與H之間的作用力　。
③催化劑存在下，不同濃度的N2H4·H2O分解時，測得隨時間的變化如圖2所示。當N2H4·H2O濃度從0.1 mol/L增加到0.5 mol/L時，反應速率加快；從0.5 mol/L增加到1.0 mol/L時，反應速率幾乎不變。其原因是 0.1 mol/L時，催化劑表面僅部分活性位點吸附了N2H4·H2O；濃度增大至0.5 mol/L時，有更多活性位點吸附N2H4·H2O；濃度達0.5 mol/L時，催化劑表面的活性位點幾乎全部吸附了N2H4·H2O　。
圖2
【解析】 (1)N2H4的結構簡式為H2N—NH2，當4個H原子在N—N所在直線同一個方向上時為順式結構(C結構)，有2個H原子在N—N所在直線的上方，另外2個在直線的下方時為反式結構(B結構)，故A結構為分子的交互式。(2)儲氫密度減小，說明N2H4在分解時沒有得到H2，故發生反應的化學方程式為3N2H4N2＋4NH3(或N2H4＋H22NH3)。(3)①由圖示看出，生成X的同時得到H2，則該過程中，又脫去一個H原子，故X的結構簡式為HN===NH。②由于金屬性：Ni＞Pt，故Ni帶正電荷(相當于易失電子生成陽離子)而Pt(相當于吸附了電子)帶負電荷，在N2H4中H原子帶正電荷。根據異性相吸可知，H原子吸附于Pt活性點位；N—N為非極性鍵，N—H極性較強，N、H分別與催化劑表面原子形成作用力，削弱了N與H之間的作用力，故在該催化劑表面反應斷裂的化學鍵不是N—N，而是N—H。
3. (2024·南京、鹽城一模)“碳中和”目標如期實現的關鍵技術之一是CO2的再資源化利用。
(1)氨的飽和食鹽水捕獲CO2是其利用的方法之一，反應原理為NaCl(aq)＋NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(l)===NaHCO3(s)＋NH4Cl(aq)。該反應常溫下能自發進行的原因是 反應ΔH＜0　。
(2)XO基摻雜Na2CO3形成XO-Na2CO3 (X＝Mg、Ca、Cd等)，能用于捕獲CO2，原理如下圖所示。已知陽離子電荷數越高、半徑越小，陰離子越易受其影響而分解。
①X＝Ca時，再生的化學方程式為 Na2Ca(CO3)2CaO-Na2CO3＋CO2↑[或Na2Ca(CO3)2CaO＋Na2CO3＋CO2↑]　。
②X＝Mg相比X＝Ca，其優點有 等質量的MgO和CaO相比，MgO吸收的CO2的量多；Ca2＋和Mg2＋電荷數相等、Mg2＋半徑小，再生時MgCO3分解溫度低，更節能　。
(3)催化電解吸收CO2的KOH溶液可將CO2轉化為有機物。
①HCO在陰極放電生成CH3COO－的電極反應式為 11HCO＋8e－===CH3COO－＋9CO＋4H2O　。
②堿性溶液有利于抑制陰極上副產物的產生，該副產物的化學式為 H2　。
(4)在催化劑作用下，以CO2和H2為原料合成CH3OH，主要反應為：
反應Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－49 kJ/mol
反應Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41 kJ/mol
保持壓強3 MPa，將起始n(CO2)∶n(H2)＝1∶3的混合氣體勻速通過裝有催化劑的反應管，測得出口處CO2的轉化率和甲醇的選擇性與溫度的關系如圖1、圖2所示：
圖1 圖2
①隨著溫度的升高，CO2轉化率增大、但甲醇選擇性降低的原因是 隨著溫度升高，反應Ⅰ和反應Ⅱ速率加快，消耗的CO2增多。反應Ⅰ的ΔH<0，反應Ⅱ的ΔH>0，隨著溫度升高，反應Ⅰ正向進行程度小，反應Ⅱ正向進行程度大，CO2轉化率升高、但CH3OH選擇性降低　。
②假設定義催化劑催化效率η＝×100%，計算340 ℃時三種催化劑的催化效率之比η(In2O3)∶η(Mg/In2O3)∶η(Mn/In2O3)＝ η(In2O3)∶η(Mg/In2O3)∶η(Mn/In2O3)＝(12%×15%)∶(10%×20%)∶(5%×30%)＝18∶20∶15　(寫出計算過程)。
【解析】 (1)該反應常溫下能自發進行，則ΔH－TΔS＜0，由反應ΔS＜0知，反應ΔH＜0。(2)①當X＝Ca時，吸附CO2后生成的產物為Na2Ca(CO3)2，該物質可看作是Na2CO3和CaCO3的復合物，Na2CO3受熱不分解，而CaCO3受熱分解為CaO和CO2，故該反應的化學方程式為Na2Ca(CO3)2CaO＋Na2CO3＋CO2↑。(3)②由于溶液中的H＋在陰極上也能獲得電子生成H2，在堿性條件下，溶液中的c(H＋)較小，故堿性條件下能抑制H2的產生。(4)②由圖可知，在340 ℃時，三種催化劑In2O3、Mg/In2O3、Mn/In2O3對應的CO2的轉化率分別為12%、10%、5%，甲醇的選擇性分別為15%、20%、30%，故三種催化劑催化效率之比為η(In2O3)∶η(Mg/In2O3)∶η(Mn/In2O3)＝(12%×15%)∶(10%×20%)∶(5%×30%)＝18∶20∶15。
4. (2024·淮安、連云港一模)氮氧化物(N2O、NO等)的處理和資源化利用具有重要意義。
(1)N2O的處理。研究證明：I2(g)能提高N2O的分解速率，N2O參與了第Ⅱ步、第Ⅲ步反應。反應歷程(Ea為反應活化能)：
第Ⅰ步：I2(g)―→2I(g)　Ea1
第Ⅱ步：……　Ea2
第Ⅲ步：2IO(g)＋2N2O(g)―→2N2(g)＋2O2(g)＋I2(g)　Ea3
①寫出第Ⅱ步反應： I(g)＋N2O(g)―→N2(g)＋IO(g)　。
②總反應的反應速率取決于第Ⅱ步，則Ea2 >　(填“>”“＝”或“<”)Ea3。
(2)NO的應用。NO分解ICl制取I2和Cl2的原理如下：
反應Ⅰ. 2ICl(g)＋2NO(g)2NOCl(g)＋I2(g)K1
反應Ⅱ. 2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)K2
反應的－lgK～T(K值為平衡時用各氣體的分壓表示得出的值)的關系如圖1所示。
圖1 圖2
①430 K時，反應2ICl(g)I2(g)＋Cl2(g)的K為 10－4　。
② 410 K時，向容積不變的容器中充入1 mol NO和1 mol ICl進行反應，測得反應過程中容器內壓強與時間的關系如圖2所示(反應開始和平衡后容器的溫度相同)。在0～t1時間段內，容器中壓強增大的主要原因是 反應Ⅰ為放熱反應，隨著反應的進行容器中的溫度上升，導致容器內的壓強增大　。
(3)催化電解NO吸收液可將NO還原為NH3，其催化機理如圖3所示。在相同條件下，恒定通過電解池的電量，電解得到部分還原產物的法拉第效率(FE%)隨電解電壓的變化如圖4所示。已知FE%＝，QX＝nF，n表示電解生成產物X所轉移電子的物質的量，F表示法拉第常數；Q總表示電解過程中通過的總電量。
圖3 圖4
①當電解電壓為U1時，電解生成的H2和NH3的物質的量之比為 15∶2　。
②當電解電壓為U2時，催化電解NO生成NH3的電極反應式為 NO＋5e－＋5H＋===NH3＋H2O　。
③電解電壓大于U3后，隨著電解電壓的不斷增大，N2O的法拉第效率迅速增大，可能原因是 隨著電解電壓的不斷增大，*NO結合H＋與e－得到*NOH(或*NO＋H＋＋e－===*NOH)的量增多，*NOH在催化劑表面失水轉化成N2O(或2*NOH===N2O↑＋H2O)的選擇性增大，導致N2O的量增多，使N2O的法拉第效率迅速增大　(吸附在催化劑上的物種加“*”表示，如*NO、*NOH等)。
【解析】 (1)①結合題給第Ⅰ、Ⅲ步的反應和N2O的分解反應[2N2O(g)2N2(g)＋O2(g)]可知，第Ⅱ步發生反應的化學方程式為I(g)＋N2O(g)―→N2(g)＋IO(g)。②總反應的反應速率取決于第Ⅱ步，說明第Ⅱ步為慢反應，活化能越大反應速率越慢，則Ea2＞Ea3。(2)①430 K時，－lgK1＝1.1、－lgK2＝2.9，則K1＝＝10－1.1、K2＝＝10－2.9，反應2ICl(g)I2(g)＋Cl2(g)的K＝＝K1·K2＝10－1.1×10－2.9＝10－4。②隨著溫度升高，－lgK1逐漸增大、－lgK2逐漸減小，即隨著溫度的升高K1逐漸減小、K2逐漸增大，說明反應Ⅰ為放熱反應、反應Ⅱ為吸熱反應，在0～t1時間段內，隨著反應Ⅰ的進行，容器中的溫度上升，導致容器內的壓強增大。(3)①當電解電壓為U1時，H2、NH3的法拉第效率分別為60%、20%，根據FE%＝知，電解生成H2和NH3轉移電子物質的量之比為60%∶20%＝3∶1，生成H2、NH3的電極反應式分別為2H＋＋2e－===H2↑、NO＋5e－＋5H＋===NH3＋H2O，則電解生成的H2和NH3的物質的量之比為∶＝15∶2。微專題熱練14　化學反應速率與化學平衡綜合(二)
1. (2024·宿遷一模)尿素[CO(NH2)2]、過氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2]生產具有重要意義。
(1)尿素的催化合成
已知：Ⅰ. 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH1＝－286.0 kJ/mol
Ⅱ. N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH2＝－92.2 kJ/mol
Ⅲ. 2NH3(g)＋CO2(g)===CO(NH2)2(aq)＋H2O(l) ΔH3＝－101.5 kJ/mol
將N2、CO2按體積之比為1∶1通入含有CuBi2O4涂層的石墨網上，同時噴灑水微滴合成尿素，發生反應的化學方程式為 　，該反應的ΔH＝ kJ/mol。
(2)尿素的電化學合成
①電催化CO2和NO合成尿素的裝置如圖1，生成尿素的電極反應式為 　。
圖1
②電催化CO2和N2合成尿素。CO2先在陰極被還原為中間體CO，再與N2合成尿素。
已知：CO2在陰極還能被還原為CH4，其生成CH4的趨勢比生成CO的趨勢更大。但實驗數據說明，一定時間內，陰極產物中CO的物質的量大于CH4，可能的原因為 　。
(3)過氧化尿素晶體的制備
在燒杯中加入30% 雙氧水和尿素，恒溫加熱并攪拌得到澄清溶液，用冰水浴降溫結晶、過濾、洗滌、干燥得過氧化尿素晶體[CO(NH2)2·H2O2]。雙氧水和尿素的摩爾配比對產品收率的影響如圖2。當摩爾配比大于1.1時，過氧化尿素晶體收率降低，其可能的原因是 　。
圖2
(4)尿素的結構
兩分子尿素通過羰基氧原子形成分子間氫鍵，得到具有八元環的二聚分子。二聚分子的結構式為 　。
(5)尿素的應用
尿素將煙氣中氮氧化物還原為N2以達到消除污染的目的?？刂破渌麠l件相同，將混有NO、NO2、SO2、N2和O2的模擬煙氣勻速通過裝有尿素溶液的裝置，在裝置出口處檢測NO、NO2的脫除率α。
①當煙氣中有少量SO2時，有利于NO2脫除，其可能的原因是 　。
②當煙氣中無SO2存在時，且超過一定數值時，測得α(NO)變為負值， 其可能的原因是 　。
2. (2024·揚州期末)水合肼(N2H4·H2O)在儲氫領域有廣闊的應用前景，其水溶液呈弱堿性。
(1)N2H4分子有順式、反式和交互式三種比較穩定的空間結構。下列結構能表示N2H4分子交互式的是
　 (填字母)。
(2)肼分解制氫的主要反應為N2H4N2＋2H2，肼的理論儲氫密度＝＝12.5%。測得肼實際分解時產生的氣體中含NH3，肼實際儲氫密度小于理論值的原因是
　(用化學方程式表示)。
(3)水合肼制氫過程中涉及肼在Ni-Pt催化劑表面分解，如圖1所示。
圖1
①X的結構簡式為 　。
②催化劑表面存在Ni和Pt兩種活性位點，兩種活性位點分別帶不同電性的電荷。肼中的氫原子吸附于 　(填“Ni”或“Pt”)活性位點。已知：N—N、N—H的鍵能分別是286 kJ/mol、360 kJ/mol。肼在該催化劑表面反應斷裂的化學鍵不是N—N，而是N—H，原因是 　。
③催化劑存在下，不同濃度的N2H4·H2O分解時，測得隨時間的變化如圖2所示。當N2H4·H2O濃度從0.1 mol/L增加到0.5 mol/L時，反應速率加快；從0.5 mol/L增加到1.0 mol/L時，反應速率幾乎不變。其原因是 　。
圖2
3. (2024·南京、鹽城一模)“碳中和”目標如期實現的關鍵技術之一是CO2的再資源化利用。
(1)氨的飽和食鹽水捕獲CO2是其利用的方法之一，反應原理為NaCl(aq)＋NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(l)===NaHCO3(s)＋NH4Cl(aq)。該反應常溫下能自發進行的原因是 　。
(2)XO基摻雜Na2CO3形成XO-Na2CO3 (X＝Mg、Ca、Cd等)，能用于捕獲CO2，原理如下圖所示。已知陽離子電荷數越高、半徑越小，陰離子越易受其影響而分解。
①X＝Ca時，再生的化學方程式為 　。
②X＝Mg相比X＝Ca，其優點有 　。
(3)催化電解吸收CO2的KOH溶液可將CO2轉化為有機物。
①HCO在陰極放電生成CH3COO－的電極反應式為 　。
②堿性溶液有利于抑制陰極上副產物的產生，該副產物的化學式為 　。
(4)在催化劑作用下，以CO2和H2為原料合成CH3OH，主要反應為：
反應Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－49 kJ/mol
反應Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41 kJ/mol
保持壓強3 MPa，將起始n(CO2)∶n(H2)＝1∶3的混合氣體勻速通過裝有催化劑的反應管，測得出口處CO2的轉化率和甲醇的選擇性與溫度的關系如圖1、圖2所示：
圖1 圖2
①隨著溫度的升高，CO2轉化率增大、但甲醇選擇性降低的原因是 　。
②假設定義催化劑催化效率η＝×100%，計算340 ℃時三種催化劑的催化效率之比η(In2O3)∶η(Mg/In2O3)∶η(Mn/In2O3)＝ 　(寫出計算過程)。
4. (2024·淮安、連云港一模)氮氧化物(N2O、NO等)的處理和資源化利用具有重要意義。
(1)N2O的處理。研究證明：I2(g)能提高N2O的分解速率，N2O參與了第Ⅱ步、第Ⅲ步反應。反應歷程(Ea為反應活化能)：
第Ⅰ步：I2(g)―→2I(g)　Ea1
第Ⅱ步：……　Ea2
第Ⅲ步：2IO(g)＋2N2O(g)―→2N2(g)＋2O2(g)＋I2(g)　Ea3
①寫出第Ⅱ步反應： 　。
②總反應的反應速率取決于第Ⅱ步，則Ea2 　(填“>”“＝”或“<”)Ea3。
(2)NO的應用。NO分解ICl制取I2和Cl2的原理如下：
反應Ⅰ. 2ICl(g)＋2NO(g)2NOCl(g)＋I2(g)K1
反應Ⅱ. 2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)K2
反應的－lgK～T(K值為平衡時用各氣體的分壓表示得出的值)的關系如圖1所示。
圖1 圖2
①430 K時，反應2ICl(g)I2(g)＋Cl2(g)的K為 　。
② 410 K時，向容積不變的容器中充入1 mol NO和1 mol ICl進行反應，測得反應過程中容器內壓強與時間的關系如圖2所示(反應開始和平衡后容器的溫度相同)。在0～t1時間段內，容器中壓強增大的主要原因是 　。
(3)催化電解NO吸收液可將NO還原為NH3，其催化機理如圖3所示。在相同條件下，恒定通過電解池的電量，電解得到部分還原產物的法拉第效率(FE%)隨電解電壓的變化如圖4所示。已知FE%＝，QX＝nF，n表示電解生成產物X所轉移電子的物質的量，F表示法拉第常數；Q總表示電解過程中通過的總電量。
圖3 圖4
①當電解電壓為U1時，電解生成的H2和NH3的物質的量之比為 　。
②當電解電壓為U2時，催化電解NO生成NH3的電極反應式為 　。
③電解電壓大于U3后，隨著電解電壓的不斷增大，N2O的法拉第效率迅速增大，可能原因是
　(吸附在催化劑上的物種加“*”表示，如*NO、*NOH等)。(共24張PPT)
第一篇
微專題熱練
微專題4　化學反應速率　化學平衡
微專題熱練14　化學反應速率與化學平衡綜合(二)
1. (2024·宿遷一模)尿素[CO(NH2)2]、過氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2]生產具有重要意義。
(1)尿素的催化合成
已知：Ⅰ. 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1＝－286.0 kJ/mol
Ⅱ. N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH2＝－92.2 kJ/mol
Ⅲ. 2NH3(g)＋CO2(g)===CO(NH2)2(aq)＋H2O(l) ΔH3＝－101.5 kJ/mol
將N2、CO2按體積之比為1∶1通入含有CuBi2O4涂層的石墨網上，同時噴灑水微
滴合成尿素，發生反應的化學方程式為_____________________________________ ______，該反應的ΔH＝__________ kJ/mol。
3O2
＋470.6
(2)尿素的電化學合成
圖1
②電催化CO2和N2合成尿素。CO2先在陰極被還原為中間體CO，再與N2合成尿素。
已知：CO2在陰極還能被還原為CH4，其生成CH4的趨勢比生成CO的趨勢更大。但實驗數據說明，一定時間內，陰極產物中CO的物質的量大于CH4，可能的原因為___________________________________________________________。
該條件下，CO2在陰極生成CO的速率比生成CH4的速率快
(3)過氧化尿素晶體的制備
在燒杯中加入30% 雙氧水和尿素，恒溫加熱并攪拌得到澄清溶液，用冰水浴降溫結晶、過濾、洗滌、干燥得過氧化尿素晶體[CO(NH2)2·H2O2]。雙氧水和尿素的摩爾配比對產品收率的影響如圖2。當摩爾配比大于1.1時，過氧化尿素晶體收率降低，其可能的原因是______________________________________________________
_____________________________________________________________。
圖2
反應為放熱反應，反應速率加快，體系迅速升溫，導致過氧化氫分解速率越快，從而導致過氧化尿素晶體收率降低
(4)尿素的結構
兩分子尿素通過羰基氧原子形成分子間氫鍵，得到具有八元環的二聚分子。二
聚分子的結構式為_________________________。
(5)尿素的應用
SO2具有還原性，
也能還原一部分NO2
【解析】 (1)根據蓋斯定律：由2×(反應Ⅱ＋反應Ⅲ)－3×反應Ⅰ可得目標反應，故ΔH＝2×[(－92.2)＋(－101.5)] kJ/mol －3×(－286.0)kJ/mol＝＋470.6 kJ/mol。
2. (2024·揚州期末)水合肼(N2H4·H2O)在儲氫領域有廣闊的應用前景，其水溶液呈弱堿性。
(1)N2H4分子有順式、反式和交互式三種比較穩定的空間結構。下列結構能表示N2H4分子交互式的是______(填字母)。
A
(3)水合肼制氫過程中涉及肼在Ni-Pt催化劑表面分解，如圖1所示。
①X的結構簡式為____________。
②催化劑表面存在Ni和Pt兩種活性位點，兩種活性位點分別帶不同電性的電荷。肼中的氫原子吸附于________(填“Ni”或“Pt”)活性位點。已知：N—N、N—H的鍵能分別是286 kJ/mol、360 kJ/mol。肼在該催化劑表面反應斷裂的化學鍵不是N—N，而是N—H，原因是____________________________________________________ ________________________________________________。
HN===NH
Pt
N—N為非極性鍵，N—H極性較強，N、H分別與催化劑表面原子形成作用力，削弱了N與H之間的作用力
圖2
0.1 mol/L時，催化劑表面僅部分活性位點吸附了N2H4·H2O；濃度增大至0.5 mol/L時，有更多活性位點吸附N2H4·H2O；濃度達0.5 mol/L時，催化劑表面的活性位點幾乎全部吸附了N2H4·H2O
3. (2024·南京、鹽城一模)“碳中和”目標如期實現的關鍵技術之一是CO2的再資源化利用。
(1)氨的飽和食鹽水捕獲CO2是其利用的方法之一，反應原理為NaCl(aq)＋NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(l)===NaHCO3(s)＋NH4Cl(aq)。該反應常溫下能自發進行的原因是________________。
(2)XO基摻雜Na2CO3形成XO-Na2CO3 (X＝Mg、Ca、Cd等)，能用于捕獲CO2，原理如下圖所示。已知陽離子電荷數越高、半徑越小，陰離子越易受其影響而分解。
①X＝Ca時，再生的化學方程式為_____________________________________
__________________________________________________。
反應ΔH＜0
②堿性溶液有利于抑制陰極上副產物的產生，該副產物的化學式為______。
(4)在催化劑作用下，以CO2和H2為原料合成CH3OH，主要反應為：
反應Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－49 kJ/mol
反應Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41 kJ/mol
②X＝Mg相比X＝Ca，其優點有________________________________________ __________________________________________________________ ______________ ________________。
等質量的MgO和CaO相比，MgO吸收的CO2的量多；Ca2＋和Mg2＋電荷數相等、Mg2＋半徑小，再生時MgCO3分解溫度低，更節能　
H2
圖1 圖2
①隨著溫度的升高，CO2轉化率增大、但甲醇選擇性降低的原因是___________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
隨著溫度升高，反應Ⅰ和反應Ⅱ速率加快，消耗的CO2增多。反應Ⅰ的ΔH<0，反應Ⅱ的ΔH>0，隨著溫度升高，反應Ⅰ正向進行程度小，反應Ⅱ正向進行程度大，CO2轉化率升高、但CH3OH選擇性降低
η(In2O3)∶η(Mg/In2O3)∶
η(Mn/In2O3)＝(12%×15%)∶(10%×20%)∶(5%×30%)＝18∶20∶15
4. (2024·淮安、連云港一模)氮氧化物(N2O、NO等)的處理和資源化利用具有重要意義。
(1)N2O的處理。研究證明：I2(g)能提高N2O的分解速率，N2O參與了第Ⅱ步、第Ⅲ步反應。反應歷程(Ea為反應活化能)：
第Ⅰ步：I2(g)―→2I(g)　Ea1
第Ⅱ步：……　Ea2
第Ⅲ步：2IO(g)＋2N2O(g)―→2N2(g)＋2O2(g)＋I2(g)　Ea3
①寫出第Ⅱ步反應：_________________________________。
②總反應的反應速率取決于第Ⅱ步，則Ea2______(填“>”“＝”或“<”)Ea3。
I(g)＋N2O(g)―→N2(g)＋IO(g)
>
圖1 圖2
10－4
反應Ⅰ為放熱反應，隨著反應的進行容器中的溫度上升，導致容器內的壓強增大
圖3
圖4
①當電解電壓為U1時，電解生成的H2和NH3的物質的量之比為____________。
②當電解電壓為U2時，催化電解NO生成NH3的電極反應式為____________ _____________________。
③電解電壓大于U3后，隨著電解電壓的不斷增大，N2O的法拉第效率迅速增大，可能原因是__________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (吸附在催化劑上的物種加“*”表示，如*NO、*NOH等)。
15∶2
NO＋5e－＋
5H＋===NH3＋H2O
隨著電解電壓的不斷增大，*NO結合H＋與e－得到*NOH(或*NO＋H＋＋e－===*NOH)的量增多，*NOH在催化劑表面失水轉化成N2O(或2*NOH=== N2O↑＋H2O)的選擇性增大，導致N2O的量增多，使N2O的法拉第效率迅速增大
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