将二氧化碳加氢转化为高附加值的化学品或液体燃料是二氧化碳资源化利用的有效方法,其中转换为甲醇被认为是最可能的利用路径,主要涉及反应如下:
反应I:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/24a587353ead30e1cef2e44b131912cc.png)
反应II:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cc1848fbbdca6c8df535b4ad09f65ac0.png)
请回答下列问题:
(1)已知
的燃烧热
和CO的燃烧热
,水的汽化热(1mol
从液体汽化为气体所需要吸收的热量)为40.8kJ/mol,则反应II的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7fbfc034ff177be538c0527da7d8063a.png)
_______ 。
(2)
和
在某NiO支撑的
表面的反应历程如下图所示。(TS表示过渡态)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/15/b980d129-006a-47c3-9024-cdf4a4e3cbe0.png?resizew=565)
决定总反应速率的步骤的反应方程式为_______ ,该步骤的活化能![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3fc4a2f1aefe7a312466c1f5456dd1d0.png)
_______ eV。
(3)恒定压强P下,体积比1:3的
和
发生反应I、反应II,反应相同时间,测得不同温度下
的转化率和
的选择性如下图中实验值所示。图中平衡值表示相同条件下平衡状态
的转化率和
的选择性随温度的变化[
的选择性
]
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/15/6282af81-45c6-4aa8-9cab-07b807e000f1.png?resizew=492)
①当温度高于260℃时,二氧化碳的平衡转化率随温度升高而增大的原因是_______ 。
②260℃时,甲醇产率的实验值是_______ 。220℃-260℃甲醇的选择性随温度升高降低的原因是_______ 。
③220℃时,反应II的化学平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/940db2e9b806d2c9dbedcf14f05b9480.png)
_______ 。
反应I:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1721715b96df35b437ddcd1a2f1401f7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/24a587353ead30e1cef2e44b131912cc.png)
反应II:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bc789644668c9e91dda7e1304351a427.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cc1848fbbdca6c8df535b4ad09f65ac0.png)
请回答下列问题:
(1)已知
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/475313ff0759924a56c8eda1f7dde6df.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/34782b35f6966c1532178fce2dce444b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e9b0547b553bc0c6d94299341006c14.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7fbfc034ff177be538c0527da7d8063a.png)
(2)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/06f60eacf710f9183cf75c53520c4a40.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/15/b980d129-006a-47c3-9024-cdf4a4e3cbe0.png?resizew=565)
决定总反应速率的步骤的反应方程式为
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(3)恒定压强P下,体积比1:3的
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/50a5c6d26e9821c59de16c928dcb79f0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/50a5c6d26e9821c59de16c928dcb79f0.png)
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①当温度高于260℃时,二氧化碳的平衡转化率随温度升高而增大的原因是
②260℃时,甲醇产率的实验值是
③220℃时,反应II的化学平衡常数
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22-23高三上·广东·阶段练习 查看更多[2]
更新时间:2022-12-11 20:31:00
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐1】中国环境监测总站数据显示,颗粒物(PM2.5等)为连续雾霾过程影响空气质量最显著的污染物,其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题:
(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
根据表中数据计算PM2.5待测试样的pH =_________ 。
(2)NOx是汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/6/6a58c993-fd4c-492d-929c-0af68d017a86.png?resizew=355)
① N2(g)+O2(g)
2NO(g) △H=________________ 。
② 当尾气中空气不足时,NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式____________________________________________ 。
③ 汽车汽油不完全燃烧时还产生CO,有人设想按下列反应除去CO:
2CO(g)=2C(s)+O2(g),已知该反应的△H>0,该设想能否实现?____ 。
(3)碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/6/4c10eb33-13a5-437b-b6ec-426f3834aee7.png?resizew=430)
① 用离子方程式表示反应器中发生的反应_____________________________ 。
② 用化学平衡移动的原理分析,在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是__________________________________________________ 。
③ 用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH)表示),NiO(OH)作为电池正极材料,KOH溶液作为电解质溶液,可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为:Ni(OH)2+M
NiO(OH)+MH,电池放电时,负极电极反应式为__________________________________ ; 充电完成时,全部转化为NiO(OH),若继续充电,将在一个电极产生O2,O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗,从而避免产生的气体引起电池爆炸,此时,阴极电极反应式为________________ 。
(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
离子 | K+ | Na+ | NH4+ | SO42- | NO3- | Cl- |
浓度/mol•L-1 | 4×10-6 | 6×10-6 | 2×10-5 | 4×10-5 | 3×10-5 | 2×10-5 |
根据表中数据计算PM2.5待测试样的pH =
(2)NOx是汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/6/6a58c993-fd4c-492d-929c-0af68d017a86.png?resizew=355)
① N2(g)+O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2014/4/25/1576131364495360/1576131365003264/STEM/bd21cb2273194d97a521e3658a276f5b.png?resizew=25)
② 当尾气中空气不足时,NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式
③ 汽车汽油不完全燃烧时还产生CO,有人设想按下列反应除去CO:
2CO(g)=2C(s)+O2(g),已知该反应的△H>0,该设想能否实现?
(3)碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/6/4c10eb33-13a5-437b-b6ec-426f3834aee7.png?resizew=430)
① 用离子方程式表示反应器中发生的反应
② 用化学平衡移动的原理分析,在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是
③ 用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH)表示),NiO(OH)作为电池正极材料,KOH溶液作为电解质溶液,可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为:Ni(OH)2+M
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适中
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【推荐2】习近平总书记十分重视生态环境保护,多次对生态文明建设作出重要指示。试回答下列与环境有关的问题:
(1)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物,用CH3催化还原NOx可消除氮氧化物的污染。
已知:①CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867.0 kJ·mol-1
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=-112 kJ·mol-1;
③适量的N2和O2完全反应,每生成5.6 L(标准状况下)NO时,吸收22.5 kJ的热量。则CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=____________ kJ·mol-1。
(2)在汽车排气系统中安装三元催化转化器,可发生下列反应:2NO(g)+2CO(g)
2CO2(g)+N2(g)。在某恒容密闭容器中通入等物质的量的CO和NO,在不同温度(T)下发生上述反应时,c(CO)随时间(t)的变化曲线如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/3/28beca42-7ac1-480a-bdc7-9746fe130422.png?resizew=209)
①该反应的逆反应为___________ (填“放热”或“吸热”)反应。
②温度为T1时,反应达到平衡时NO的转化率为___________ 。
③温度为T2时,该反应的平衡常数K=___________ 。
(3)目前烟气脱硝采用的技术有选择性非催化还原法(SNCR)脱硝技术和选择性催化还原法(SCR)脱硝技术。若用NH3作还原剂,则主要反应可表示为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)
4N2(g)+6H2O △H<0,其中体系温度对SNCR技术脱硝效率的影响如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/3/167c9361-f99d-482f-831e-ca3088702dae.png?resizew=288)
①SNCR技术脱硝的最佳温度为________ ,SNCR与SCR技术相比,SCR技术的反应温度不能太高,其原因是_____________ 。
②由题给信息分析,当体系温度过高时,SNCR技术脱硝效率降低,其可能的原因是_____ 。
(1)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物,用CH3催化还原NOx可消除氮氧化物的污染。
已知:①CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867.0 kJ·mol-1
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=-112 kJ·mol-1;
③适量的N2和O2完全反应,每生成5.6 L(标准状况下)NO时,吸收22.5 kJ的热量。则CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=
(2)在汽车排气系统中安装三元催化转化器,可发生下列反应:2NO(g)+2CO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/df7ce09e5e8e95564a5474d46a602102.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/3/28beca42-7ac1-480a-bdc7-9746fe130422.png?resizew=209)
①该反应的逆反应为
②温度为T1时,反应达到平衡时NO的转化率为
③温度为T2时,该反应的平衡常数K=
(3)目前烟气脱硝采用的技术有选择性非催化还原法(SNCR)脱硝技术和选择性催化还原法(SCR)脱硝技术。若用NH3作还原剂,则主要反应可表示为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/3/167c9361-f99d-482f-831e-ca3088702dae.png?resizew=288)
①SNCR技术脱硝的最佳温度为
②由题给信息分析,当体系温度过高时,SNCR技术脱硝效率降低,其可能的原因是
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解题方法
【推荐3】草酸(H2C2O4)是最简单的有机二元酸,具有较强的还原性,工业上主要用于生产药物以及提炼稀有金属。工业上可由以下反应制取草酸(两步反应均为液相反应)
①4CO+4C4H9OH+O2
2(COOC4H9)2+2H2O
②(COOC4H9)2+2H2O⇌H2C2O4+2C4H9OH-Q(Q>0)
(1)反应①选择13-15MPa的高压条件下进行,最主要的原因是为了______ ,若5min内水的质量增加了7.2g/L,则用水表示的反应速率为_______ 。
(2)对于反应②,下列能够说明其已经达到平衡的是______ 。
a.平衡常数K保持不变
b.反应液的pH保持不变
c.丁醇的浓度保持不变
d.反应液的总质量保持不变
(3)下列措施既能加快该反应速率,又有利于提高产率的是______ 。
a.合理升高反应温度
b.合理增大反应压强
c.分离出乙二酸
d.加入稀硫酸作为催化剂
(4)将物质的量浓度相同的草酸溶液与次氯酸钠溶液等体积混合,产生大量无色无味的气体,写出反应的化学方程式_________ 。
(5)已知草酸氢钠溶液显酸性,下列措施能使草酸氢钠溶液中
减小的是______ 。
a.通入HCl气体 b.加入草酸晶体 c.通入NH3 d.加入草酸钾晶体
(6)已知:①物质的量浓度相同的草酸溶液与亚硫酸钠溶液等体积混合,反应的化学方程式为:H2C2O4+Na2SO3=NaHC2O4+ NaHSO3
②草酸溶液与过量的亚硫酸钠溶液混合,反应的化学方程式为:H2C2O4+2Na2SO3=Na2C2O4+2NaHSO3
③过量的草酸溶液与亚硫酸钠溶液混合,反应的化学方程式为:2H2C2O4+Na2SO3=2NaHC2O4+H2O+SO2↑
根据以上信息判断草酸的两级电离常数(记为K1、K2)与亚硫酸的两级电离常数(记为K3、K4)由大到小的顺序为______ 。
①4CO+4C4H9OH+O2
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b02b98ee79fbcb204768d4acfd0936fe.png)
②(COOC4H9)2+2H2O⇌H2C2O4+2C4H9OH-Q(Q>0)
(1)反应①选择13-15MPa的高压条件下进行,最主要的原因是为了
(2)对于反应②,下列能够说明其已经达到平衡的是
a.平衡常数K保持不变
b.反应液的pH保持不变
c.丁醇的浓度保持不变
d.反应液的总质量保持不变
(3)下列措施既能加快该反应速率,又有利于提高产率的是
a.合理升高反应温度
b.合理增大反应压强
c.分离出乙二酸
d.加入稀硫酸作为催化剂
(4)将物质的量浓度相同的草酸溶液与次氯酸钠溶液等体积混合,产生大量无色无味的气体,写出反应的化学方程式
(5)已知草酸氢钠溶液显酸性,下列措施能使草酸氢钠溶液中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2dbb9618c43057a7e86dac363241d390.png)
a.通入HCl气体 b.加入草酸晶体 c.通入NH3 d.加入草酸钾晶体
(6)已知:①物质的量浓度相同的草酸溶液与亚硫酸钠溶液等体积混合,反应的化学方程式为:H2C2O4+Na2SO3=NaHC2O4+ NaHSO3
②草酸溶液与过量的亚硫酸钠溶液混合,反应的化学方程式为:H2C2O4+2Na2SO3=Na2C2O4+2NaHSO3
③过量的草酸溶液与亚硫酸钠溶液混合,反应的化学方程式为:2H2C2O4+Na2SO3=2NaHC2O4+H2O+SO2↑
根据以上信息判断草酸的两级电离常数(记为K1、K2)与亚硫酸的两级电离常数(记为K3、K4)由大到小的顺序为
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解题方法
【推荐1】利用太阳能等可再生能源,通过光催化、光电催化或电解水制氢,再与一氧化碳反应制甲醇、甲醚。发生的反应有:
Ⅰ.2H2(g)+CO(g)
CH3OH(g) ΔH1=-90.8kJ∙mol-1
Ⅱ.2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5kJ∙mol-1
Ⅲ.CO(g) +H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.3kJ∙mol-1
(1)反应3H2(g)+3CO(g)
CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=___________ 。
(2)在恒温条件下,将2 molH2和1 mol CO投入到刚性容器中,发生反应Ⅰ,下列说法正确的是___________ (填选项序号)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/2/ef3c1081-136c-4c40-b2bf-aaca5a281f28.jpg?resizew=188)
A.当容器中混合气体的密度不再变化时反应达到平衡状态
B.反应放出的热量小于90.8kJ
C.如上图可表示该反应平衡常数随温度的变化
D.平衡后,再充人2molH2和1molCO,再次达到平衡,H2和CO的体积分数均减小
(3)在工业生产中,生产设备需保持一定的温度和压强,请写出一种能提高反应Ⅰ中CO转化率的方法:___________ 。
(4)将组成为2∶1的H2和CO充入恒温密闭容器中,分别在36MPa和54MPa恒压条件下发生反应Ⅰ。实验测得不同温度下CO的平衡转化率(α)随温度(T)变化示意图如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/2/c1f0ab51-c614-4be4-8241-969296c54428.jpg?resizew=337)
①600℃,54MPa时a点v正___________ v逆;
②计算600℃,36MPa时该反应的平衡常数Kp=___________ Mpa-2(Kp为用气体的平衡分压代替物质的量浓度计算的平衡常数)。
(5)为了寻找合适的反应温度,研究者进行了一系列实验,每次实验保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变,实验结果如图所示。CO转化率随温度变化的规律是___________ ,其原因是___________ 。
Ⅰ.2H2(g)+CO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
Ⅱ.2CH3OH(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
Ⅲ.CO(g) +H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
(1)反应3H2(g)+3CO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
(2)在恒温条件下,将2 molH2和1 mol CO投入到刚性容器中,发生反应Ⅰ,下列说法正确的是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/2/ef3c1081-136c-4c40-b2bf-aaca5a281f28.jpg?resizew=188)
A.当容器中混合气体的密度不再变化时反应达到平衡状态
B.反应放出的热量小于90.8kJ
C.如上图可表示该反应平衡常数随温度的变化
D.平衡后,再充人2molH2和1molCO,再次达到平衡,H2和CO的体积分数均减小
(3)在工业生产中,生产设备需保持一定的温度和压强,请写出一种能提高反应Ⅰ中CO转化率的方法:
(4)将组成为2∶1的H2和CO充入恒温密闭容器中,分别在36MPa和54MPa恒压条件下发生反应Ⅰ。实验测得不同温度下CO的平衡转化率(α)随温度(T)变化示意图如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/2/c1f0ab51-c614-4be4-8241-969296c54428.jpg?resizew=337)
①600℃,54MPa时a点v正
②计算600℃,36MPa时该反应的平衡常数Kp=
(5)为了寻找合适的反应温度,研究者进行了一系列实验,每次实验保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变,实验结果如图所示。CO转化率随温度变化的规律是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/2/491a5322-9173-45d9-b07b-0364fcf424d9.jpg?resizew=357)
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适中
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解题方法
【推荐2】含碳物质的价值型转化,有利于“减碳”和可持续发展。回答下列问题:
(1)丙烯(C3H6)是石油化工行业重要的有机原料之一,主要用于生产聚丙烯、二氯丙烷、异丙醇等产品。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/28/2838964532486144/2839064956641280/STEM/3ed72940-de09-4f9e-8a2d-f81f511ae72b.png?resizew=586)
①丙烷脱氢制备丙烯。由图可得C3H8(g)
C3H6(g)+H2(g) ∆H=___________ kJ/mol
②目前在丙烷脱氢制丙烯时常通入适量的O2,让其同时发生下列反应:2C3H8(g)+O2(g)
2C3H6(g)+2H2O(g) ∆H=-235kJ/ mol,通入O2的作用是___________ 。
(2)乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应为:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/28/2838964532486144/2839064956641280/STEM/d9c6025f-5bc3-493f-b080-c14aeded425e.png?resizew=571)
其反应历程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/28/2838964532486144/2839064956641280/STEM/df656430-d7fa-45b4-870f-3897ffbc88fd.png?resizew=656)
①关于该反应,下列说法正确的是___________
A.苯环α位的碳氢键键能小于苯环β位的碳氢键键能
B.催化剂可通过吸附作用,拉近反应物之间的距离,从而增加有效碰撞的概率
C.催化剂的作用是提供反应界面,但不参与化学反应过程。
D.增加催化剂用量可提高反应的平衡转化率
②在相同时间内乙苯的转化率与p(CO2)的关系如图所示,乙苯转化率随着p(CO2)变化的原因是___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/28/2838964532486144/2839064956641280/STEM/b483b55d-7c49-4593-8384-348955dd6b69.png?resizew=237)
(3)工业上可用丙烯加成法制备1,2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3),主要副产物为3-氯丙烯(CH2=CHCH2Cl),反应原理为:
I.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)
CH2ClCHClCH3(g)
II.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)
CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)
一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g)。在催化剂作用下发生反应,容器内气体的压强随时间的变化如表所示。
①用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即v=
,则前120min内平均反应速率v(CH2ClCHClCH3)=___________ kPa·min-1。
②该温度下,若平衡时HCl的体积分数为12.5%,反应I的平衡常数Kp=___________ kPa-1(Kp为以气体分压表示的平衡常数)。
(1)丙烯(C3H6)是石油化工行业重要的有机原料之一,主要用于生产聚丙烯、二氯丙烷、异丙醇等产品。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/28/2838964532486144/2839064956641280/STEM/3ed72940-de09-4f9e-8a2d-f81f511ae72b.png?resizew=586)
①丙烷脱氢制备丙烯。由图可得C3H8(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
②目前在丙烷脱氢制丙烯时常通入适量的O2,让其同时发生下列反应:2C3H8(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(2)乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应为:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/28/2838964532486144/2839064956641280/STEM/d9c6025f-5bc3-493f-b080-c14aeded425e.png?resizew=571)
其反应历程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/28/2838964532486144/2839064956641280/STEM/df656430-d7fa-45b4-870f-3897ffbc88fd.png?resizew=656)
①关于该反应,下列说法正确的是
A.苯环α位的碳氢键键能小于苯环β位的碳氢键键能
B.催化剂可通过吸附作用,拉近反应物之间的距离,从而增加有效碰撞的概率
C.催化剂的作用是提供反应界面,但不参与化学反应过程。
D.增加催化剂用量可提高反应的平衡转化率
②在相同时间内乙苯的转化率与p(CO2)的关系如图所示,乙苯转化率随着p(CO2)变化的原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/28/2838964532486144/2839064956641280/STEM/b483b55d-7c49-4593-8384-348955dd6b69.png?resizew=237)
(3)工业上可用丙烯加成法制备1,2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3),主要副产物为3-氯丙烯(CH2=CHCH2Cl),反应原理为:
I.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
II.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g)。在催化剂作用下发生反应,容器内气体的压强随时间的变化如表所示。
时间/min | 0 | 60 | 120 | 180 | 240 | 300 | 360 |
压强/kPa | 80 | 74.2 | 69.2 | 65.2 | 61.6 | 60.0 | 60.0 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/961e87569d44cb46441703de16e62827.png)
②该温度下,若平衡时HCl的体积分数为12.5%,反应I的平衡常数Kp=
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【推荐3】研究化学反应的快慢和限度,能更好的服务于人类。500℃时,向2L的恒容密闭容器中,充入2molCO2和6molH2,发生反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),n(CO2)随时间的变化如下表。
回答下列问题:
(1)该温度下,反应达到平衡时,c(H2)=_______ 。
(2)下图中表示CH3OH变化的曲线是_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/28/2967958673219584/2969131452489728/STEM/8e9a236c-7ecb-44b7-b484-bf5d2cc79ea0.png?resizew=222)
(3)下列能说明该反应达到平衡状态的是_______。
(4)下列措施能使化学反应速率减小的是_______。
(5)其他条件不变,4min时向该密闭容器中再充入1molCO2和1molH2O,则化学反应速率_______ (填“变大”“变小”或“不变”),化学平衡_______ (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
已知:化学反应aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g),一定温度下,可逆反应达到平衡状态时,K=-
(K为平衡常数,c平代表平衡浓度);任意状态时,Qc=
(Qc为浓度商,c代表任意时刻浓度)。若Qc<K,反应向正反应方向进行;若Qc=K,反应处于平衡状态;若Qc>K,反应向逆反应方向进行。
时间(min) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
n(CO2)(mol) | 2 | 1.5 | 1.2 | 1.0 | 1.0 |
(1)该温度下,反应达到平衡时,c(H2)=
(2)下图中表示CH3OH变化的曲线是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/28/2967958673219584/2969131452489728/STEM/8e9a236c-7ecb-44b7-b484-bf5d2cc79ea0.png?resizew=222)
(3)下列能说明该反应达到平衡状态的是_______。
A.3v(H2)正=v(CH3OH)逆 | B.混合气体的密度不再改变 |
C.容器内压强保持不变 | D.消耗1molCO2的同时生成3molH2 |
A.适当升高温度 | B.保持温度不变,增大容器体积 |
C.保持容器体积不变,通入氢气 | D.保持容器体积不变,充入氦气 |
已知:化学反应aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g),一定温度下,可逆反应达到平衡状态时,K=-
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7b57636012f14e37d8d005e85cfd70a2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f61598c344e1015899473376b0234d4a.png)
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】回答下列问题:
(1)利用水煤气合成二甲醚的反应如下:
①2H2(g)+CO(g)
CH3OH(g) ΔH=-90.8kJ/mol
②2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-23.5kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.3kJ/mol
总反应:3H2(g)+3CO(g)
CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=____ kJ/mol;一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是____ (多选)。
a.升温加压 b.加入催化剂 c.增加H2的浓度 d.增加CO的浓度 e.分离出二甲醚
(2)已知反应②2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g)某温度下的平衡常数为400。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如表:
①比较此时正逆反应速率的大小:v正___ v逆(填“>”“<”或“=”)。
②若加入CH3OH后,经10min反应达到平衡,此时c(CH3OH)=____ mol/L;该时间内反应速率v(CH3OH)=____ mol(L·min)。
(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化为:已知汽缸中生成NO的反应为N2(g)+O2(g)
2NO(g) ΔH>0。
①若1mol空气含有0.8molN2和0.2molO2,1300°C时在密闭容器内反应达到平衡。测得NO为8×10-4mol。计算该温度下的平衡常数K=____ ;汽车启动后,汽缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是____ 。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO,若设想按下列反应除去CO:2CO(g)=2C(s)+O2(g)。已知该反应的ΔH>0,判断该设想能否实现并说明依据:____ 。
(1)利用水煤气合成二甲醚的反应如下:
①2H2(g)+CO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
②2CH3OH(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
③CO(g)+H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
总反应:3H2(g)+3CO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
a.升温加压 b.加入催化剂 c.增加H2的浓度 d.增加CO的浓度 e.分离出二甲醚
(2)已知反应②2CH3OH(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
物质 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
c/(mol·L-1) | 0.44 | 0.6 | 0.6 |
②若加入CH3OH后,经10min反应达到平衡,此时c(CH3OH)=
(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化为:已知汽缸中生成NO的反应为N2(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
①若1mol空气含有0.8molN2和0.2molO2,1300°C时在密闭容器内反应达到平衡。测得NO为8×10-4mol。计算该温度下的平衡常数K=
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO,若设想按下列反应除去CO:2CO(g)=2C(s)+O2(g)。已知该反应的ΔH>0,判断该设想能否实现并说明依据:
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【推荐2】丙烯是重要的有机原料,由丙烷制备丙烯是近年来研究的热点,主要涉及如下反应。
反应ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8444ca8d30723d718ff802e4c04f5115.png)
反应ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/53e169e35eb9154f88331aa9cd193841.png)
回答下列问题:
(1)反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e1df3bbe25b98e9271578f4470c69f58.png)
_____ 。
(2)在恒容绝热容器中通入
和
,若只发生反应ⅰ,下列能说明已经达到平衡状态的有_____(填序号)。
(3)在压强恒定为100kPa条件下,按起始投料
,匀速通入装有催化剂的反应器中发生反应ⅰ和反应ⅱ,其中相同时间内不同温度下丙烷和氧气的转化率如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/26/af7d316c-c03b-4a78-b7f6-1c7e5e3e0d6c.png?resizew=168)
①曲线_____ (填“
”或“
”)表示丙烷的转化率。
②温度高于
K后曲线
随温度升高而降低的原因为_____ 。
③当温度高于_____ (填“
”或“
”)时,可判断反应ⅱ不再发生的依据是_____ 。a点对应的温度下,丙烯的分压![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/89e135ea46f381d3c816ae37741c3a67.png)
_____ kPa(保留3位有效数字,后同),反应ⅰ的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be2cbccd6562c2ff548b6c93a294d0d7.png)
_____ kPa(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
反应ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd15bb0e3a142d745805e3ea2ce9b25c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8444ca8d30723d718ff802e4c04f5115.png)
反应ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b5ff973280969be405a359afe7d0c5da.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/53e169e35eb9154f88331aa9cd193841.png)
回答下列问题:
(1)反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/70ddc01c826b01d671a9844358c745b0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e1df3bbe25b98e9271578f4470c69f58.png)
(2)在恒容绝热容器中通入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/664aa41ab989d20e9d13587f6677a6f1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e762a80c1216318892c2155bef79681.png)
A.每断裂1molO=O键的同时生成4molO-H键 |
B.容器内温度不再变化 |
C.混合气体的密度不再变化 |
D.容器内![]() |
(3)在压强恒定为100kPa条件下,按起始投料
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5fead17505a58ae1da60eccb82e57333.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/26/af7d316c-c03b-4a78-b7f6-1c7e5e3e0d6c.png?resizew=168)
①曲线
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/172722d11ea7e01411fa06dbb82f46ee.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9fbd49bf20f987c05b4d36e31549075c.png)
②温度高于
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a724b59c890095baa5cb73e267c44.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9fbd49bf20f987c05b4d36e31549075c.png)
③当温度高于
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a724b59c890095baa5cb73e267c44.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9275bd8ce17fcc4a786510b008414ab0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/89e135ea46f381d3c816ae37741c3a67.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be2cbccd6562c2ff548b6c93a294d0d7.png)
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
名校
【推荐3】雾霾由多种污染物形成,其中包含颗粒物(包括PM 2.5在内)、氮氧化物(NOx)、CO、SO2等。化学在解决雾霾污染中有着重要的作用。
⑴ 已知:2SO2(g) + O2(g)
2SO3(g) △H =﹣196.6kJ•mol-1
2NO(g) + O2(g)
2NO2(g) △H =﹣113.0kJ•mol-1
则反应NO2(g) + SO2(g)
SO3(g) + NO(g) △H =__________ kJ•mol-1。
一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的有__________ 。
a、体系密度保持不变 b、混合气体颜色保持不变
c、SO2和NO的体积比保持不变 d、每消耗1mol SO3的同时生成1mol NO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:5,则平衡常数K=________________ 。
⑵ CO、CO2都可用于合成甲醇。甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料,近几年开发的甲醇燃料电池采用铂作电极催化剂,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如图1所示,回答下列问题。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/18/2162981530640384/2166205652541440/STEM/bd2a569f-d658-4cb3-99f0-d6fd92672325.png?resizew=328)
① Pt(a)电极是电池的______ 极,电极反应式为:_________________ 。
② 如果该电池工作时电路中通过2 mol电子,则消耗的CH3OH有________ mol。
③ CO用于合成甲醇反应方程式为:CO(g) + 2H2(g)
CH3OH (g) ,CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图2所示。实际的生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右,选择此压强的理由是____________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/18/2162981530640384/2166205652541440/STEM/5dee6538-9be0-44e3-9664-e9a47c338434.png?resizew=267)
⑶ 图3是一种用NH3脱除烟气中NO的原理。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/2/71412fe2-a2d9-4e96-bd38-5cbb40f4708d.png?resizew=415)
① 该脱硝原理中,NO最终转化为H2O和__________ (填化学式)。
② 当消耗2mol NH3和0.5mol O2时,除去的NO在标准状况下的体积为__________ L。
⑷ NO直接催化分解(生成N2和O2)也是一种脱硝途径。在不同条件下,NO的分解产物不同。在高压下,NO在40℃下分解生成两种化合物,体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图4所示,写出NO分解的化学方程式______________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/18/2162981530640384/2166205652541440/STEM/b93e1da2-2c48-4983-9de7-82309a237b89.png?resizew=255)
⑴ 已知:2SO2(g) + O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/18/2162981530640384/2166205652541440/STEM/1d467daadc234a44a3f3878df0e12a0c.png?resizew=33)
2NO(g) + O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/18/2162981530640384/2166205652541440/STEM/1d467daadc234a44a3f3878df0e12a0c.png?resizew=33)
则反应NO2(g) + SO2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/18/2162981530640384/2166205652541440/STEM/1d467daadc234a44a3f3878df0e12a0c.png?resizew=33)
一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的有
a、体系密度保持不变 b、混合气体颜色保持不变
c、SO2和NO的体积比保持不变 d、每消耗1mol SO3的同时生成1mol NO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:5,则平衡常数K=
⑵ CO、CO2都可用于合成甲醇。甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料,近几年开发的甲醇燃料电池采用铂作电极催化剂,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如图1所示,回答下列问题。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/18/2162981530640384/2166205652541440/STEM/bd2a569f-d658-4cb3-99f0-d6fd92672325.png?resizew=328)
① Pt(a)电极是电池的
② 如果该电池工作时电路中通过2 mol电子,则消耗的CH3OH有
③ CO用于合成甲醇反应方程式为:CO(g) + 2H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/18/2162981530640384/2166205652541440/STEM/1d467daadc234a44a3f3878df0e12a0c.png?resizew=33)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/18/2162981530640384/2166205652541440/STEM/5dee6538-9be0-44e3-9664-e9a47c338434.png?resizew=267)
⑶ 图3是一种用NH3脱除烟气中NO的原理。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/2/71412fe2-a2d9-4e96-bd38-5cbb40f4708d.png?resizew=415)
① 该脱硝原理中,NO最终转化为H2O和
② 当消耗2mol NH3和0.5mol O2时,除去的NO在标准状况下的体积为
⑷ NO直接催化分解(生成N2和O2)也是一种脱硝途径。在不同条件下,NO的分解产物不同。在高压下,NO在40℃下分解生成两种化合物,体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图4所示,写出NO分解的化学方程式
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/18/2162981530640384/2166205652541440/STEM/b93e1da2-2c48-4983-9de7-82309a237b89.png?resizew=255)
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