研究的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。工业上利用废气中的合成,主要有以下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)已知某些化学键的键能数据如下:
氢气中的键比甲醇中的键_______ (填“强”或“弱”)。用盖斯定律计算反应Ⅱ中的_______ 。
(2)同一温度下,反应Ⅱ的平衡常数_______ (用含、的代数式表示)。
(3)在T℃时,甲、乙、丙三个2L的恒容密闭容器中,按不同方式投入反应物发生反应Ⅰ,测得平衡时有关数据如下:
①甲容器10s达到平衡时测得,则0~10s时间段内甲中的平均反应速率为_______ 。
②下列说法正确的是_______ (填标号)。
A. B. C. D.
(4)在℃下,将和充入3L的恒容密闭容器中发生反应Ⅰ、Ⅱ,5min后反应达到平衡状态,此时的物质的量为2mol,的物质的量为0.5mol;则℃时反应Ⅰ的平衡常数_______ (保留三位有效数字)。
(5)在恒容、℃下,发生反应,下列物理量不再发生变化时,能说明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
(6)一种碱性“二甲醚燃料电池”具有启动快、能量密度高、效率高等优点;其电池负极反应式为_______ 。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)已知某些化学键的键能数据如下:
化学键 | |||
键能 | 750 | 343 | 465 |
氢气中的键比甲醇中的键
(2)同一温度下,反应Ⅱ的平衡常数
(3)在T℃时,甲、乙、丙三个2L的恒容密闭容器中,按不同方式投入反应物发生反应Ⅰ,测得平衡时有关数据如下:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 | |
起始反应物投入量 | 、 | 、 | 、 | |
平衡数据 | ||||
反应的能量变化/kJ | x | y | z | |
体系压强/Pa | ||||
反应物转化率 |
①甲容器10s达到平衡时测得,则0~10s时间段内甲中的平均反应速率为
②下列说法正确的是
A. B. C. D.
(4)在℃下,将和充入3L的恒容密闭容器中发生反应Ⅰ、Ⅱ,5min后反应达到平衡状态,此时的物质的量为2mol,的物质的量为0.5mol;则℃时反应Ⅰ的平衡常数
(5)在恒容、℃下,发生反应,下列物理量不再发生变化时,能说明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.二氧化碳的浓度 | B.容器中的压强 |
C.气体的密度 | D.与的物质的量之比 |
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(已下线)2022年河北省新高考测评卷(七)
更新时间:2022-03-27 12:01:51
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【推荐1】德国化学家哈伯(F.Haber)从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。合成氨为解决世界的粮食问题作出了重要贡献。其原理为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol
(1)若已知H-H键的键能为436.0kJ/mol,N-H的键能为390.8kJ/mol,则NN的键能约为_____ kJ/mol
(2)合成氨反应不加催化剂很难发生,催化剂铁触媒加入后参与了反应降低了活化能。其能量原理如图所示,则加了催化剂后整个反应的速率由______ 决定(填“第一步反应”或者“第二步反应”),未使用催化剂时逆反应活化能______ 正反应活化能(填“大于”“小于”或者“等于”)
(3)从平衡和速率角度考虑,工业生产采取20MPa到50MPa的高压合成氨原因______
(4)一定温度下恒容容器中,以不同的H2和N2物质的量之比加入,平衡时NH3体积分数如图所示,则H2转化率a点______ b点(填"大于”“小于”或者“等于”)。若起始压强为20MPa,则b点时体系的总压强约为______ MPa。
(5)若该反应的正逆反应速率分别表示为v正=K正,v逆=K逆∙c2(NH3),则一定温度下,该反应 的平衡常数K=______ (用含K正和K逆的表达式表示),若K正和K逆都是温度的函数,且随温度升高而升高,则图中c和d分别表示______ 和______ 随温度变化趋势(填K正或者K逆)。
(6)常温下,向20mL的0.1mol/L的盐酸中通入一定量氨气反应后溶液呈中性(假设溶液体积变化忽略不计)则所得溶液中c(NH4+)=_______
(1)若已知H-H键的键能为436.0kJ/mol,N-H的键能为390.8kJ/mol,则NN的键能约为
(2)合成氨反应不加催化剂很难发生,催化剂铁触媒加入后参与了反应降低了活化能。其能量原理如图所示,则加了催化剂后整个反应的速率由
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(4)一定温度下恒容容器中,以不同的H2和N2物质的量之比加入,平衡时NH3体积分数如图所示,则H2转化率a点
(5)若该反应的正逆反应速率分别表示为v正=K正,v逆=K逆∙c2(NH3),则一定温度下,该反应 的平衡常数K=
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【推荐2】某小组研究发现某条件下可实现乙醛的分解,其热化学方程式为CH3CHO(g)CH4(g)+CO(g) △H。回答下列问题:
(1)已知几种共价键的键能如表:
上述反应的△H=____ kJ•mol-1。
(2)上述正反应速率方程为v=kcn(CH3CHO)(k为速率常数,与温度、催化剂有关)。实验测得CH3CHO的反应速率与浓度关系如表所示:
①上述速率方程中,n=____ (n为整数)。
②c(CH3CHO)=0.15mol•L-1时,正反应速率为____ 。
③下列有关说法正确的是____ (填字母)。
A.升高温度,k增大;加催化剂,k减小 B.升高温度,k减小;加催化剂,k增大
C.降低温度,k减小;加催化剂,k增大 D.降低温度,k增大;加催化剂,k减小
(3)在一定温度下,向恒容密闭容器中充入1molCH3CHO(g),在一定条件下达到平衡。
①下列情况表明上述反应达到平衡状态的是___ (填字母)。
A.保持不变 B.混合气体密度保持不变
C.气体压强保持不变 D.消耗速率等于CH3CHO生成速率
②平衡后再充入少量乙醛,平衡____ (填“向左”“向右”或“不”)移动,达到新平衡时乙醛的平衡转化率____ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)一定温度下,向某密闭容器中充入适量CH3CHO(g),测得CH3CHO的转化率与压强的关系如图所示。当压强为4MPa时,该反应的平衡常数Kp=____ (结果保留三位有效数字且带单位)。(提示:用各物质分压计算的平衡常数为Kp,分压=总压×物质的量分数)。
(1)已知几种共价键的键能如表:
共价键 | C-H | C-C | C-O | C≡O |
键能/(kJ•mol-1) | 413 | 347 | 745 | 958.5 |
(2)上述正反应速率方程为v=kcn(CH3CHO)(k为速率常数,与温度、催化剂有关)。实验测得CH3CHO的反应速率与浓度关系如表所示:
c(CH3CHO)/(mol•L-1) | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 |
v/( mol•L-1•s-1) | 0.020 | 0.081 | 0.182 | 0.318 |
②c(CH3CHO)=0.15mol•L-1时,正反应速率为
③下列有关说法正确的是
A.升高温度,k增大;加催化剂,k减小 B.升高温度,k减小;加催化剂,k增大
C.降低温度,k减小;加催化剂,k增大 D.降低温度,k增大;加催化剂,k减小
(3)在一定温度下,向恒容密闭容器中充入1molCH3CHO(g),在一定条件下达到平衡。
①下列情况表明上述反应达到平衡状态的是
A.保持不变 B.混合气体密度保持不变
C.气体压强保持不变 D.消耗速率等于CH3CHO生成速率
②平衡后再充入少量乙醛,平衡
(4)一定温度下,向某密闭容器中充入适量CH3CHO(g),测得CH3CHO的转化率与压强的关系如图所示。当压强为4MPa时,该反应的平衡常数Kp=
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解题方法
【推荐3】水蒸气催化重整生物油是未来工业化制氢的可行方案。以乙酸为模型物进行研究,发生的主要反应如下:
I.CH3 COOH(g)+2H2O(g) 2CO2 (g)+ 4H2(g) △H1
Ⅱ.CH3COOH(g)2CO(g)+ 2H2(g) △H2
III. CO2(g)+ H2(g)CO(g)+ H2O(g) △H3
回答下列问题:
(1)反应Ⅲ中物质化学键键能数据如下:
△H3=______ kJ·mol-1
(2)重整反应的各物质产率随温度、水与乙酸投料比(S/C)的变化关系如图(a)、(b)所示。
①由图(a)可知,制备H2最佳的温度约为________ 。
②由图(b)可知,H2产率随S/C增大而________ (填“增大”或“减小”),其原因是:________ 。
(3)反应I的化学平衡常数K的表达式为_______ 向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH3COOH和H2O混合气体,若仅发生反应I至平衡状态,测得H2的体积分数为50%,则CH3COOH平衡转化率为_______ 。
(4)反应体系常生成积碳。当温度一定时,随着S/C增加,积碳量逐渐减小,反应的化学方程式为______ 。
(5)电解含CH3COOH的有机废水也可获得清洁能源H2,原理如图所示。则B为电源_______ 极,电解时阳极的电极反应式为_______ 。
I.CH3 COOH(g)+2H2O(g) 2CO2 (g)+ 4H2(g) △H1
Ⅱ.CH3COOH(g)2CO(g)+ 2H2(g) △H2
III. CO2(g)+ H2(g)CO(g)+ H2O(g) △H3
回答下列问题:
(1)反应Ⅲ中物质化学键键能数据如下:
化学键 | C=O | |||
E/kJ·mol-1 | 803 | 436 | 1076 | 465 |
△H3=
(2)重整反应的各物质产率随温度、水与乙酸投料比(S/C)的变化关系如图(a)、(b)所示。
①由图(a)可知,制备H2最佳的温度约为
②由图(b)可知,H2产率随S/C增大而
(3)反应I的化学平衡常数K的表达式为
(4)反应体系常生成积碳。当温度一定时,随着S/C增加,积碳量逐渐减小,反应的化学方程式为
(5)电解含CH3COOH的有机废水也可获得清洁能源H2,原理如图所示。则B为电源
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解题方法
【推荐1】为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量。其中,控制空气中氮氧化物和硫氧化物的含量尤为重要。
(1)汽车内燃机工作时会引起N2和O2的反应N2+O22NO,这是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。一定条件下,将2 mol NO与1 mol O2置于恒容密闭容器中发生反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),下列各项能说明反应达到平衡状态的是______ (填字母代号)。
a.体系的压强保持不变
b.混合气体的密度保持不变
c.混合气体的颜色保持不变
d.NO和O2的物质的量之比保持不变
e.每消耗1 mol O2的同时生成2 mol NO2
(2)已知:①N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+180.5 kJ/mol;②C和CO的燃烧热分别为393.5 kJ/mol和283.0 kJ/mol。则2NO(g)+2CO(g)===N2 (g)+2CO2 (g) ΔH=________ kJ/mol。
现将0.20 mol NO和0.10 mol CO充入一个容积为2 L的密闭容器中发生上述反应,反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示。
N2在0~9 min内的平均反应速率v(N2)=_____ mol/(L·min)(保留两位有效数字);第12 min时改变的反应条件可能为_______ (填字母代号)。
A.升高温度 B.加入NO C.加催化剂 D.减小压强 E.降低温度
(3)室温下,烟气中的SO2可用某浓度的NaOH溶液吸收得到pH=9的Na2SO3溶液,吸收过程中NaOH溶液中水的电离平衡______ (填“向左”“向右”或“不”)移动。试计算所得溶液中 =______ (已知:常温下H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.0×10-2,Ka2=6.0×10-8)。
(1)汽车内燃机工作时会引起N2和O2的反应N2+O22NO,这是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。一定条件下,将2 mol NO与1 mol O2置于恒容密闭容器中发生反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),下列各项能说明反应达到平衡状态的是
a.体系的压强保持不变
b.混合气体的密度保持不变
c.混合气体的颜色保持不变
d.NO和O2的物质的量之比保持不变
e.每消耗1 mol O2的同时生成2 mol NO2
(2)已知:①N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+180.5 kJ/mol;②C和CO的燃烧热分别为393.5 kJ/mol和283.0 kJ/mol。则2NO(g)+2CO(g)===N2 (g)+2CO2 (g) ΔH=
现将0.20 mol NO和0.10 mol CO充入一个容积为2 L的密闭容器中发生上述反应,反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示。
N2在0~9 min内的平均反应速率v(N2)=
A.升高温度 B.加入NO C.加催化剂 D.减小压强 E.降低温度
(3)室温下,烟气中的SO2可用某浓度的NaOH溶液吸收得到pH=9的Na2SO3溶液,吸收过程中NaOH溶液中水的电离平衡
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【推荐2】能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。工业上用天然气为原料,分为两阶段制备甲醇:
(Ⅰ)制备合成气:CH4(g)+H2O(g) ⇌CO(g)+3H2(g) ΔH= +206.0kJ•mol-1
(Ⅱ)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH= -90.67kJ•mol-1
(1)在刚性容器中制备合成气,下列说法中能说明此反应达到平衡状态的是_______ 。
A.体系的压强不再发生变化
B.生成1mol CH4的同时消耗3mol H2
C.各组分的物质的量浓度不再改变
D.体系的密度不再发生变化
E.反应速率v(CH4)=3v(H2)
(2)在一容积可变的密闭容器中充入10mol CO和20mol H2合成甲醇,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示。
①比较A、B 两点压强大小PA_______ PB(填“>、<、=”)
②若达到化学平衡状态 A 时,容器的体积为 10L,如果反应开始时仍充入 10mol CO和20mol H2,则在平衡状态 B 时,容器的体积V(B)=_______ L;
(3)为节约化石能源、减少碳排放,用CO2代替CO作为制备甲醇的碳源正成为当前研究的焦点。
①二氧化碳加氢合成水蒸气和甲醇,CO2(g)+3H2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(g)该反应在低温下可自发进行,则ΔH_______ 0(填“>、=、<”)
②研究表明在二氧化碳合成甲醇的原料气的反应中,保持其它条件不变,采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种催化剂,反应进行相同时间后,CO2的转化率随反应体系的温度变化如图所示;a~d点中反应可能处于平衡状态的点是_______ ;CO2的转化率a 点比c点高的原因是_______ 。
③最近采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒,在发展非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇方向取得重要进展,该反应历程如图所示;容易得到的副产物有 CO 和CH2O,其中相对较少的副产物为_______ ;上述合成甲醇的反应速率较慢,要使反应速率加快,主要降低下列变化中_______ (填字母)的能量变化。
A.*CO → *OCH B.*CO+*OH→*CO+*H2O
C.*OCH2→*OCH3 D.*OCH3→*CH3OH
(Ⅰ)制备合成气:CH4(g)+H2O(g) ⇌CO(g)+3H2(g) ΔH= +206.0kJ•mol-1
(Ⅱ)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH= -90.67kJ•mol-1
(1)在刚性容器中制备合成气,下列说法中能说明此反应达到平衡状态的是
A.体系的压强不再发生变化
B.生成1mol CH4的同时消耗3mol H2
C.各组分的物质的量浓度不再改变
D.体系的密度不再发生变化
E.反应速率v(CH4)=3v(H2)
(2)在一容积可变的密闭容器中充入10mol CO和20mol H2合成甲醇,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示。
①比较A、B 两点压强大小PA
②若达到化学平衡状态 A 时,容器的体积为 10L,如果反应开始时仍充入 10mol CO和20mol H2,则在平衡状态 B 时,容器的体积V(B)=
(3)为节约化石能源、减少碳排放,用CO2代替CO作为制备甲醇的碳源正成为当前研究的焦点。
①二氧化碳加氢合成水蒸气和甲醇,CO2(g)+3H2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(g)该反应在低温下可自发进行,则ΔH
②研究表明在二氧化碳合成甲醇的原料气的反应中,保持其它条件不变,采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种催化剂,反应进行相同时间后,CO2的转化率随反应体系的温度变化如图所示;a~d点中反应可能处于平衡状态的点是
③最近采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒,在发展非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇方向取得重要进展,该反应历程如图所示;容易得到的副产物有 CO 和CH2O,其中相对较少的副产物为
A.*CO → *OCH B.*CO+*OH→*CO+*H2O
C.*OCH2→*OCH3 D.*OCH3→*CH3OH
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解答题-工业流程题
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【推荐3】工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如下图:
(1)此流程的第II步反应为:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应的平衡常数随温度的变化如下表:
从上表可以推断:此反应是 (填“吸”或“放”)热反应。在830℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入1molCO和2molH2O,则达到平衡后CO的转化率为 。
(2)在500℃,按照下表的物质的量(按照CO、H2O、H2、CO2的顺序)投入恒容密闭容器中进行上述第II步反应,达到平衡后下列关系正确的是 。
A.2c1= c2 =c3 B.2Q1=Q2=Q3 C.α1 =α2 =α3 D.α1 +α2 =1
(3)在一个绝热等容容器中,不能判断此流程的第II步反应达到平衡的是 。
①v(CO2)正=v(H2O)逆
②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变 ④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化
(4)下图表示此流程的第II步反应,在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件使浓度发生变化的情况:图中t2时刻发生改变的条件是 、 (写出两种)。
若t4时刻通过改变容积的方法将压强增大为原先的两倍,在图中t4和t5区间内画出CO、CO2浓度变化曲线,并标明物质(假设各物质状态均保持不变)。
(1)此流程的第II步反应为:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃ | 400 | 500 | 830 |
平衡常数K | 10 | 9 | 1 |
(2)在500℃,按照下表的物质的量(按照CO、H2O、H2、CO2的顺序)投入恒容密闭容器中进行上述第II步反应,达到平衡后下列关系正确的是 。
实验编号 | 反应物投入量 | 平衡时H2浓度 | 吸收或放出的热量 | 反应物转化率 |
A | 1、1、0、0 | c1 | Q1 | α1 |
B | 0、0、2、2 | c2 | Q2 | α2 |
C | 2、2、0、0 | c3 | Q3 | α3 |
(3)在一个绝热等容容器中,不能判断此流程的第II步反应达到平衡的是 。
①v(CO2)正=v(H2O)逆
②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变 ④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化
(4)下图表示此流程的第II步反应,在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件使浓度发生变化的情况:图中t2时刻发生改变的条件是 、 (写出两种)。
若t4时刻通过改变容积的方法将压强增大为原先的两倍,在图中t4和t5区间内画出CO、CO2浓度变化曲线,并标明物质(假设各物质状态均保持不变)。
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(0.4)
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解题方法
【推荐1】回答下列问题:
(1)甲醇气相脱水制甲醚的反应为:2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g),200℃时,向恒容密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)发生上述反应,测得CH3OH(g)的浓度随时间(t)的变化如表:
①10~30min内,用CH3OCH3(g)表示该反应的平均速率为_______ 。
②该反应在200℃时的平衡常数Kp=_______ (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
③200℃时,向该容器中投入三种成分的浓度如表:
该时刻,正、逆反应速率的大小关系为:v正(CH3OH)_______ v逆(CH3OH)(填“>”“<”或“=”)
(2)室温下,探究 NH4HCO3溶液的性质。
①室温时,NH4HCO3溶液显_______ (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
②将浓度均为0.1mol/L的NH4HCO3溶液与Ba(OH)2溶液等体积混合,产生白色沉淀和刺激性气味的气体,则白色沉淀的化学式为_______ 。
③向1mol/L的NH4HCO3溶液中加入0.1mol/L的AlCl3溶液,发生剧烈的反应,则反应的现象为_______ 。
(3)由重晶石矿 (主要成分是 , 还含有 等杂质)可制得氯化钡晶体,某兴趣小组设计实验流程如下。
①浸取将固体由块状变为粉末状,可以加快浸取的速率。将固体由块状变为粉末状的仪器名称为:_______ 。
②为提高产品产率, 结晶得到的氯化钡晶体常用_______ 进行洗涤。
(1)甲醇气相脱水制甲醚的反应为:2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g),200℃时,向恒容密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)发生上述反应,测得CH3OH(g)的浓度随时间(t)的变化如表:
t/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
c(CH3OH)/(mol•L-1) | 1.00 | 0.65 | 0.50 | 0.36 | 0.27 | 0.20 | 0.20 |
②该反应在200℃时的平衡常数Kp=
③200℃时,向该容器中投入三种成分的浓度如表:
物质 | CH3OH(g) | CH3OCH3(g) | H2O(g) |
c/(mol•L-1) | 0.54 | 0.68 | 0.68 |
(2)室温下,探究 NH4HCO3溶液的性质。
NH3•H2O | H2CO3 |
Kb=1.8×10-5 | Ka1=4.4×10-7 Ka2=4.7×10-11 |
②将浓度均为0.1mol/L的NH4HCO3溶液与Ba(OH)2溶液等体积混合,产生白色沉淀和刺激性气味的气体,则白色沉淀的化学式为
③向1mol/L的NH4HCO3溶液中加入0.1mol/L的AlCl3溶液,发生剧烈的反应,则反应的现象为
(3)由重晶石矿 (主要成分是 , 还含有 等杂质)可制得氯化钡晶体,某兴趣小组设计实验流程如下。
①浸取将固体由块状变为粉末状,可以加快浸取的速率。将固体由块状变为粉末状的仪器名称为:
②为提高产品产率, 结晶得到的氯化钡晶体常用
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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解题方法
【推荐2】氯乙烯是制备塑料的重要中间体,可通过乙炔选择性催化加氢制备。已知:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.部分化学键的键能如表所示。
回答下列问题:
(1)表中x=______ 。
(2)较低温度下乙炔选择性催化加氢过程只发生反应Ⅰ和Ⅱ。一定温度下,向盛放催化剂的恒容密闭容器中以物质的量之比为充入和,发生反应Ⅰ和Ⅱ。实验测得反应前容器内压强为,10min达到平衡时、HCl(g)的分压分别为、。
①内,反应的平均速率______ (用分压表示,下同)。
②的平衡转化率为______ 。
③反应Ⅰ的平衡常数______ 。
(3)高温度下,会发生反应Ⅲ而形成积碳,其可能导致的后果为______ (答出一点即可);不同压强下,向盛放催化剂的密闭容器中以物质的量之比为充入和HCl(g)发生反应,实验测得乙炔的平衡转化率与温度的关系如图1所示。、、由大到小的顺序为______ ;随温度升高,三条曲线逐渐趋于重合的原因为______ 。
(4)结合试验和计算机模拟结果,有学者提出乙炔选择性催化加氢的反应历程,如图2所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注,TS表示过渡态。下列说法正确的是______ (填选项字母)。
A.该历程中的最大能垒为
B.存在非极性键断裂和极性键形成
C.选择不同催化剂,最大能垒不发生变化
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.部分化学键的键能如表所示。
化学键 | |||||
键能 | 347.7 | x | 413.4 | 340.2 | 431.8 |
(1)表中x=
(2)较低温度下乙炔选择性催化加氢过程只发生反应Ⅰ和Ⅱ。一定温度下,向盛放催化剂的恒容密闭容器中以物质的量之比为充入和,发生反应Ⅰ和Ⅱ。实验测得反应前容器内压强为,10min达到平衡时、HCl(g)的分压分别为、。
①内,反应的平均速率
②的平衡转化率为
③反应Ⅰ的平衡常数
(3)高温度下,会发生反应Ⅲ而形成积碳,其可能导致的后果为
(4)结合试验和计算机模拟结果,有学者提出乙炔选择性催化加氢的反应历程,如图2所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注,TS表示过渡态。下列说法正确的是
A.该历程中的最大能垒为
B.存在非极性键断裂和极性键形成
C.选择不同催化剂,最大能垒不发生变化
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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】废铅蓄电池的一种回收利用工艺流程如下图所示:
部分难溶电解质的性质如下表:
回答下列问题:
(1)铅蓄电池在生产、生活中使用广泛,铅蓄电池的缺点有____(写一条)。
(2)燃烧废塑料外壳可以发电,其一系列能量转换过程:化学能→ → →电能。
(3)将流程图中的废硫酸和滤液按一定比例混合,再将所得的混合液经____、____、____等操作,可以析出十水硫酸钠晶体。
(4)利用铅泥中的PbS04溶于CH3COONa溶液生成弱电解质(CH3COO)2Pb,(CH3COO)2Pb溶液与KC10在强碱性条件下反应制取Pb02,写出后一步生成PbO2的离子方程式 。
(5)250C时,Na2CO3溶液浸出时发生的反应为:CO32-(aq)+ PbSO4(s) PbCO3(s)+SO42-(aq),计算该反应的平衡常数K=____。以滤渣PbCO3和焦炭为原料可制备金属铅,用化学方程式表示制备过程。
(6)已知Pb(OH)2是既能溶于稀硝酸,又能溶于KOH溶液的两性氢氧化物。设计实验区别PbCrO4和BaCrO4: 。
部分难溶电解质的性质如下表:
回答下列问题:
(1)铅蓄电池在生产、生活中使用广泛,铅蓄电池的缺点有____(写一条)。
(2)燃烧废塑料外壳可以发电,其一系列能量转换过程:化学能→ → →电能。
(3)将流程图中的废硫酸和滤液按一定比例混合,再将所得的混合液经____、____、____等操作,可以析出十水硫酸钠晶体。
(4)利用铅泥中的PbS04溶于CH3COONa溶液生成弱电解质(CH3COO)2Pb,(CH3COO)2Pb溶液与KC10在强碱性条件下反应制取Pb02,写出后一步生成PbO2的离子方程式 。
(5)250C时,Na2CO3溶液浸出时发生的反应为:CO32-(aq)+ PbSO4(s) PbCO3(s)+SO42-(aq),计算该反应的平衡常数K=____。以滤渣PbCO3和焦炭为原料可制备金属铅,用化学方程式表示制备过程。
(6)已知Pb(OH)2是既能溶于稀硝酸,又能溶于KOH溶液的两性氢氧化物。设计实验区别PbCrO4和BaCrO4: 。
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】资源化利用是实现减排的首要途径。已知加氢制甲醇的反应体系中,主要反应有
①
②
③
回答下列问题:
(1)有利于反应①自发进行的条件是___________ (填“高温”或“低温”)。
(2)下列说法正确的是___________ (填标号)。
a.高温、低压的条件有利于提高的转化率
b.加氢制甲醇工艺具有较好的环保、经济效益与工艺前景
c.和的物质的量相等时,说明该反应体系达到了平衡状态
d.升温或加压(缩小容器体积)都能增大该反应体系中反应物活化分子百分数,从而加快化学反应速率
(3)在一定条件下,选择合适的催化剂只进行反应②。实验测得,反应速率(、分别为正、逆反应速率常数,只与温度有关,x为物质的量分数)。
①达到平衡后,仅升高温度,增大的倍数___________ (填“>”“<”或“=”)增大的倍数。
②若在密闭容器中通入2mol 和2mol ,在一定温度下达到平衡时,的平衡转化率为50%,则___________ 。
(4)在一定条件下,向体积为2L的密闭容器中通入2.0mol 和6.0mol ,和物质的量随时间的变化如图所示,则平衡时CO的浓度为___________ ,反应①的化学平衡常数是___________ 。
(5)还原CO电化学法制备甲醇[]的工作原理如图所示。放电时,电流由电极___________ (填“a”或“b”)沿导线流向另一电极。该电池工作时,通入CO一端硫酸溶液的质量变化16g,理论上通过电路转移的电子数为___________ mol。
①
②
③
回答下列问题:
(1)有利于反应①自发进行的条件是
(2)下列说法正确的是
a.高温、低压的条件有利于提高的转化率
b.加氢制甲醇工艺具有较好的环保、经济效益与工艺前景
c.和的物质的量相等时,说明该反应体系达到了平衡状态
d.升温或加压(缩小容器体积)都能增大该反应体系中反应物活化分子百分数,从而加快化学反应速率
(3)在一定条件下,选择合适的催化剂只进行反应②。实验测得,反应速率(、分别为正、逆反应速率常数,只与温度有关,x为物质的量分数)。
①达到平衡后,仅升高温度,增大的倍数
②若在密闭容器中通入2mol 和2mol ,在一定温度下达到平衡时,的平衡转化率为50%,则
(4)在一定条件下,向体积为2L的密闭容器中通入2.0mol 和6.0mol ,和物质的量随时间的变化如图所示,则平衡时CO的浓度为
(5)还原CO电化学法制备甲醇[]的工作原理如图所示。放电时,电流由电极
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解答题-原理综合题
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(0.4)
【推荐2】铬化学丰富多彩,由于铬光泽度好,常将铬镀在其他金属表面,同铁、镍组成各种性能的不锈钢,CrO3大量地用于电镀工业中。
(1)在下图装置中,观察到图1装置铜电极上产生大量的无色气泡,而图 2装置中铜电极上无气体产生,铬电极上产生大量有色气体。由图 1 知金属铬的活动性比铜_____ (填“强”,“弱”),图 2装置中铬电极的电极反应式___________ ;
(2)CrO3具有强氧化性,遇到有机物(如酒精)时,猛烈反应以至着火,若该过程中乙醇被氧化成乙酸, CrO3被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3]。则该反应的化学方程式为______________ 。
(3)存在平衡:2CrO42—(黄色)+2H+Cr2O72—(橙色)+H2O
①若平衡体系的pH=2,则溶液显___________ 色;
②能说明第①步反应达平衡状态的是____________ 。
a.Cr2O72—和CrO42—的浓度相同
b.2v (Cr2O72—) =v (CrO42—)
c.溶液的颜色不变
(4)CrO3和 K2Cr2O7均易溶于水,这是工业上造成铬污染的主要原因。净化处理方法之一是将含+6价 Cr 的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的NaCl进行电解:阳极区生成的Fe2+和Cr2O72-发生反应,生成的Fe3+和Cr3+在阴极区与OH-结合生成 Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去[已知 KspFe(OH)3=4.0×10-38,KspCr(OH)3=6.0×10-31]。
①电解过程中 NaCl 的作用是______________ 。
②已知电解后的溶液中c(Fe3+)为2.0×10-13mol/L,则溶液中c(Cr3+)为_______ mol/L。
(5)CrO3的热稳定性较差,加热时逐步分解,其固体残留率随温度的变化如下图所示。
从开始加热到 750K 时总反应方程式为___________ 。
(1)在下图装置中,观察到图1装置铜电极上产生大量的无色气泡,而图 2装置中铜电极上无气体产生,铬电极上产生大量有色气体。由图 1 知金属铬的活动性比铜
(2)CrO3具有强氧化性,遇到有机物(如酒精)时,猛烈反应以至着火,若该过程中乙醇被氧化成乙酸, CrO3被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3]。则该反应的化学方程式为
(3)存在平衡:2CrO42—(黄色)+2H+Cr2O72—(橙色)+H2O
①若平衡体系的pH=2,则溶液显
②能说明第①步反应达平衡状态的是
a.Cr2O72—和CrO42—的浓度相同
b.2v (Cr2O72—) =v (CrO42—)
c.溶液的颜色不变
(4)CrO3和 K2Cr2O7均易溶于水,这是工业上造成铬污染的主要原因。净化处理方法之一是将含+6价 Cr 的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的NaCl进行电解:阳极区生成的Fe2+和Cr2O72-发生反应,生成的Fe3+和Cr3+在阴极区与OH-结合生成 Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去[已知 KspFe(OH)3=4.0×10-38,KspCr(OH)3=6.0×10-31]。
①电解过程中 NaCl 的作用是
②已知电解后的溶液中c(Fe3+)为2.0×10-13mol/L,则溶液中c(Cr3+)为
(5)CrO3的热稳定性较差,加热时逐步分解,其固体残留率随温度的变化如下图所示。
从开始加热到 750K 时总反应方程式为
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐3】Ⅰ.烟气脱硝是指通过一系列化学反应将烟气中的、等氮的氧化物转化为无污染的含氮物质的过程。
(1)已知为角形分子。下列关于、说法正确的是___________。
(2)比较与的电负性大小,并说明理由___________ 。
Ⅱ.臭氧—氨水法是一种高效的工业脱硝技术,主要流程图如下所示:已知:;
(3)静电除尘的原理是含尘气体经高压静电场使尘粒带电荷后,尘粒向带相反电荷的电极定向移动,从而达到除尘目的。静电除尘类似于胶体的___________ 。
(4)X溶液中含有一种铵盐,它由氨水与反应生成,写出反应的离子方程式___________ 。
(5)摩尔比对脱除率以及转化率的影响如下图所示。分析最佳摩尔比并说明理由___________ 。Ⅲ.下图装置能有效去除烟气中的,已知该电池反应为:。(6)A电极通过导线___________ (选填“流出”或“流入”)电子。B电极的电极反应式___________ 。
Ⅳ.利用催化剂对催化转化的反应过程与能量变化如下图所示。(7)下列说法正确的是___________。
(8)写出总反应的热化学方程式___________ 。并判断在上述实验条件时该反应是否会自发地进行___________ 。
(1)已知为角形分子。下列关于、说法正确的是___________。
A.均属于酸性氧化物 | B.均属于离子化合物 |
C.均属于极性分子 | D.均属于电解质 |
(2)比较与的电负性大小,并说明理由
Ⅱ.臭氧—氨水法是一种高效的工业脱硝技术,主要流程图如下所示:已知:;
(3)静电除尘的原理是含尘气体经高压静电场使尘粒带电荷后,尘粒向带相反电荷的电极定向移动,从而达到除尘目的。静电除尘类似于胶体的
(4)X溶液中含有一种铵盐,它由氨水与反应生成,写出反应的离子方程式
(5)摩尔比对脱除率以及转化率的影响如下图所示。分析最佳摩尔比并说明理由
Ⅳ.利用催化剂对催化转化的反应过程与能量变化如下图所示。(7)下列说法正确的是___________。
A.高温下有利于的转化 | B.由a释放的反应速率最慢 |
C.a到b、d到e,都会形成非极性键 | D.过渡态2比过渡态1稳定 |
(8)写出总反应的热化学方程式
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