甲醇在化学工业、农业生产等领域都有广泛的应用。请回答:
(1)“氢”风阵阵,甲醇产生氢气的反应为: ,
已知相关物质的标准燃烧热和标准熵数值如下表:
①___________ 0(填“>”或“<”)。
②该反应能自发进行的最低温度为___________ K(保留小数点后1位)。
(2)常温下,将一定量甲醇放入真空的恒容密闭容器中,发生:。
①甲醇达到液气平衡状态时的压强,称为甲醇该温度下的饱和蒸汽压(p),p与温度关系如图所示。请分析B点蒸气压大于A点蒸气压的原因___________ 。
②Raoult定律表明,一定温度下,在稀溶液中,溶剂的饱和蒸气压等于纯溶剂的饱和蒸气压乘以溶液中溶剂的物质的量分数。下图中甲烧杯盛有甲醇,乙烧杯盛有氢氧化钠的甲醇溶液,常温下,将甲、乙两烧杯置于真空密闭容器中,足够长的时间后,从下图中选择出可能会观察到的现象___________ (用字母表示)。
③实验测定64.5℃时相关物质的饱和蒸气压数值如下表所示:
已知溶液上方蒸气的总压,,为甲醇蒸气分压,为甲醇和水的蒸气中的物质的量分数。64.5℃时,甲醇水溶液上方饱和蒸气中,甲醇物质的量分数___________ 0.4(填“>”、“<”或“=”),解释采用蒸馏可获得较高浓度甲醇的原因___________ 。
(3)工业用甲醇空气氧化法制甲醛,催化剂为铁钼氧化物。
该反应分两步完成:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
k、、为速率方程常数,分压p等于其物质的量分数乘以总压,为氧化态催化剂的物质的量分数;为还原态催化剂的物质的量分数;反应Ⅰ为决速步。下列说法不正确 的是___________。
(1)“氢”风阵阵,甲醇产生氢气的反应为: ,
已知相关物质的标准燃烧热和标准熵数值如下表:
化学式 | |||
标准燃烧热(25℃) | -726.5 | -285.8 | -283.0 |
标准熵: | 126.8 | 130.7 | 197.7 |
②该反应能自发进行的最低温度为
(2)常温下,将一定量甲醇放入真空的恒容密闭容器中,发生:。
①甲醇达到液气平衡状态时的压强,称为甲醇该温度下的饱和蒸汽压(p),p与温度关系如图所示。请分析B点蒸气压大于A点蒸气压的原因
②Raoult定律表明,一定温度下,在稀溶液中,溶剂的饱和蒸气压等于纯溶剂的饱和蒸气压乘以溶液中溶剂的物质的量分数。下图中甲烧杯盛有甲醇,乙烧杯盛有氢氧化钠的甲醇溶液,常温下,将甲、乙两烧杯置于真空密闭容器中,足够长的时间后,从下图中选择出可能会观察到的现象
③实验测定64.5℃时相关物质的饱和蒸气压数值如下表所示:
物质 | 甲醇 | 水 | 甲醇水溶液(甲醇物质的量分数为0.4) | |
饱和蒸气压/kPa | 101.3 | 23.90 | 甲醇 | 水 |
40.52 | 14.34 |
(3)工业用甲醇空气氧化法制甲醛,催化剂为铁钼氧化物。
该反应分两步完成:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
k、、为速率方程常数,分压p等于其物质的量分数乘以总压,为氧化态催化剂的物质的量分数;为还原态催化剂的物质的量分数;反应Ⅰ为决速步。下列说法
A. |
B.用铁钼氧化物来提高反应Ⅰ的平衡转化率 |
C. |
D.若和的分压增大相同倍数,比对总反应速率的影响大 |
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2024年河南省信阳高级中学高三下学期二模考试(十)理科综合试题-高中化学(已下线)专题10 化学反应原理综合题(浙江专用)-【好题汇编】2024年高考化学一模试题分类汇编(浙江专用)浙江省台州市2023-2024学年高三上学期第一次教学质量评估试题-化学试题卷
更新时间:2023-12-03 19:51:20
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【推荐1】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:
尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2,请写出CO2的电子式___________ 。
(2)肼(N2H4)可以用作燃料电池的原料。肼的结构式为___________ ;一种以液态肼为燃料的电池装置如图所示,该电池用空气中的氧气作为氧化剂,KOH溶液作为电解质溶液。a电极是电极的___________ 极(填“正”或“负”),a电极的电极反应式为___________ 。
(3)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=+180.5kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-393.5kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H3=-221.0kJ·mol-1
若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式___________ 。
(4)已知植物光合作用发生的反应如下:6CO2(g)+6H2O(l)⇌C6H12O6(s)+6O2(g)△H=+669.62kJ/mol,该反应达到化学平衡后,若改变下列条件,CO2转化率增大的是___________ 。
a.增大CO2的浓度b.取走一半C6H12O6c.加入催化剂d.适当升高温度
(5)N2O5的分解反应2N2O5(g)⇌4NO2(g)+O2(g),由实验测得在67℃时N2O5的浓度随时间的变化如下:
计算在0~2min时段,化学反应速率v(NO2)=___________ mol∙L-1∙min-1。
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尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2,请写出CO2的电子式
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(3)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=+180.5kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-393.5kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H3=-221.0kJ·mol-1
若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式
(4)已知植物光合作用发生的反应如下:6CO2(g)+6H2O(l)⇌C6H12O6(s)+6O2(g)△H=+669.62kJ/mol,该反应达到化学平衡后,若改变下列条件,CO2转化率增大的是
a.增大CO2的浓度b.取走一半C6H12O6c.加入催化剂d.适当升高温度
(5)N2O5的分解反应2N2O5(g)⇌4NO2(g)+O2(g),由实验测得在67℃时N2O5的浓度随时间的变化如下:
时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
C(N2O5)/(mol·L-1) | 1.00 | 0.71 | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.17 |
计算在0~2min时段,化学反应速率v(NO2)=
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【推荐2】当今中国积极推进绿色低碳发展,力争在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。因此,研发CO2利用技术,降低空气中CO2含量成为研究热点。工业上常用CO2和H2为原料合成甲醇(CH3OH),过程中发生如下两个反应:
反应I:
反应II:
(1)①一定条件下,一氧化碳加氢生成甲醇的热化学方程式为: △H =___________ kJ·mol-1。
②若反应II逆反应活化能Ea(逆)为120 kJ·mol-1,则该反应的Ea(正)活化能为___________ kJ·mol-1。
(2)有研究表明,用可控Cu/Cu2O界面材料作催化剂可以提高CO2还原合成甲醇的选择性。将6.0 mol CO2和8.0 mol H2充入一体积为2L的恒温密闭容器中,发生反应3H2(g) + CO2(g) CH3OH(g) + H2O(g) △H< 0。测得起始压强为70MPa,H2的物质的量随时间的变化如图中实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。
①图中虚线A、B为改变某一条件时的变化,与实线相比,虚线A改变的条件可能是___________ ,虚线B改变的条件可能是___________ 。
②该反应在0—4min内H2O的平均反应速率为___________ (保留2位有效数字)。
③计算该条件下(实线)的Kp为___________ MPa-2 (以分压表示,分压=总压×物质的量分数);
(3)中科院福建物质结构研究所基于CO2和甲酸(HCOOH)的相互转化设计并实现了一种可逆的水系金属二氧化碳电池,结构如图所示。该装置充电时,阳极的电极反应式为______ 。
反应I:
反应II:
(1)①一定条件下,一氧化碳加氢生成甲醇的热化学方程式为: △H =
②若反应II逆反应活化能Ea(逆)为120 kJ·mol-1,则该反应的Ea(正)活化能为
(2)有研究表明,用可控Cu/Cu2O界面材料作催化剂可以提高CO2还原合成甲醇的选择性。将6.0 mol CO2和8.0 mol H2充入一体积为2L的恒温密闭容器中,发生反应3H2(g) + CO2(g) CH3OH(g) + H2O(g) △H< 0。测得起始压强为70MPa,H2的物质的量随时间的变化如图中实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。
①图中虚线A、B为改变某一条件时的变化,与实线相比,虚线A改变的条件可能是
②该反应在0—4min内H2O的平均反应速率为
③计算该条件下(实线)的Kp为
(3)中科院福建物质结构研究所基于CO2和甲酸(HCOOH)的相互转化设计并实现了一种可逆的水系金属二氧化碳电池,结构如图所示。该装置充电时,阳极的电极反应式为
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【推荐3】氮氧化物(NOx)、CO2和SO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行化学方法处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)利用甲烷催化还原NOx。
已知:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ∆H1=−572 kJ∙mol−1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ∆H2=−1160 kJ∙mol−1
则甲烷将NO2还原为N2并生成气态水时的热化学方程式为_______ 。
(2)利用 CO2生成甲醇燃料。已知:,将6mol CO2和8mol H2充入容积为2L的密闭容器中,恒温下,H2的物质的量随时间的变化曲线如图1实线所示,则:
①该反应在0~8内CO2的平均反应速率为_______ 。
②该反应10分钟时的平衡常数K =_______ 。
③仅改变某一条件再进行实验,测得H2的物质的量随时间的变化曲线如图1虚线所示。与实线相比,虚线改变的外界条件可能是_______ 。
(3)工业上利用CO与H2反应合成甲醇。已知:,在一恒容密闭容器中,按照和投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图2所示,则下列说法正确的是_______(填字母)。
(4)利用如图3所示装置(电极均为惰性电极)可吸收,阳极的电极反应式为_______ 。
(5)常温下,,,控制条件可实现如下沉淀转换:。欲用溶液将全部转化为,此时溶液中为_______ 。
(1)利用甲烷催化还原NOx。
已知:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ∆H1=−572 kJ∙mol−1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ∆H2=−1160 kJ∙mol−1
则甲烷将NO2还原为N2并生成气态水时的热化学方程式为
(2)利用 CO2生成甲醇燃料。已知:,将6mol CO2和8mol H2充入容积为2L的密闭容器中,恒温下,H2的物质的量随时间的变化曲线如图1实线所示,则:
①该反应在0~8内CO2的平均反应速率为
②该反应10分钟时的平衡常数K =
③仅改变某一条件再进行实验,测得H2的物质的量随时间的变化曲线如图1虚线所示。与实线相比,虚线改变的外界条件可能是
(3)工业上利用CO与H2反应合成甲醇。已知:,在一恒容密闭容器中,按照和投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图2所示,则下列说法正确的是_______(填字母)。
A.温度: |
B.正反应速率:、 |
C.平衡常数:、 |
D.平均摩尔质量:、 |
(5)常温下,,,控制条件可实现如下沉淀转换:。欲用溶液将全部转化为,此时溶液中为
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【推荐1】用活性炭还原处理氮氧化物,有关反应为C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。
(1)写出上述反应的平衡常数表达式___ 。
(2)在2L恒容密闭容器中加入足量C与NO发生反应,所得数据如表,回答下列问题。
①结合表中数据,判断该反应的ΔH___ 0(填“>”或“<”),理由是___ 。
②判断该反应达到平衡状态的依据是___ (填字母)。
A.容器内气体密度恒定 B.容器内各气体浓度恒定
C.容器内压强恒定 D.2v正(NO)=v逆(N2)
(3)700℃时,若向2L体积恒定的密闭容器中充入一定量N2和CO2发生反应:N2(g)+CO2(g)C(s)+2NO(g);其中N2、NO物质的量随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题。
①图中A点v正___ v逆(填“>”“<”或“=”)。
②第10min时,外界改变的条件可能是___ (填字母)。
A.加催化剂 B.增大C的物质的量 C.减小CO2的物质的量 D.升温 E.降温
(4)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,其中相对较多的副产物为___ ;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+*OH→*CO+*H2O B.*CO→*OCH
C.*OCH2→*OCH3 D.*OCH3→*CH3OH
(1)写出上述反应的平衡常数表达式
(2)在2L恒容密闭容器中加入足量C与NO发生反应,所得数据如表,回答下列问题。
实验编号 | 温度/℃ | 起始时NO的物质的量/mol | 平衡时N2的物质的量/mol |
1 | 700 | 0.40 | 0.09 |
2 | 800 | 0.24 | 0.08 |
②判断该反应达到平衡状态的依据是
A.容器内气体密度恒定 B.容器内各气体浓度恒定
C.容器内压强恒定 D.2v正(NO)=v逆(N2)
(3)700℃时,若向2L体积恒定的密闭容器中充入一定量N2和CO2发生反应:N2(g)+CO2(g)C(s)+2NO(g);其中N2、NO物质的量随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题。
①图中A点v正
②第10min时,外界改变的条件可能是
A.加催化剂 B.增大C的物质的量 C.减小CO2的物质的量 D.升温 E.降温
(4)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,其中相对较多的副产物为
A.*CO+*OH→*CO+*H2O B.*CO→*OCH
C.*OCH2→*OCH3 D.*OCH3→*CH3OH
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【推荐2】γ-丁内酯(BL)广泛应用于医药、染料等领域。
Ⅰ.γ-羟基丁酸发生酯化反应合成BL。_______ 。
(2)已知:② 。平衡常数K与ΔG关系为(R为气体常数,T为温度),ΔH1和ΔH2近似相等,但是在相同条件下,反应①的限度显著大于反应②,其原因是_______ 。
(3)298K下,水溶液中物质浓度随时间变化如图所示。①a点γ-羟基丁酸的转化率为_______ ,为了提高平衡转化率,除改变温度外,还可以采取的措施有_______ 。
②298K时,该反应的平衡常数K为_______ 。
Ⅱ.1,4-丁二醇(BD)脱氢法合成BL。有关反应如下:
(4)在493K,3.0×103kPa的高压H2氛围下,分别以0.01mol BD或BL为初始原料,在密闭容器中进行反应。达到平衡时,以BD为原料,体系从环境吸收a kJ热量;以BL为原料,体系向环境放出b kJ热量。忽略ⅱ、ⅲ反应的热效应。在此条件下,ⅰ反应的ΔH(493K,3.0×103kPa)=_______ kJ·mol-1。
(5)在标准大气压下,选择CuO/ZnO/Al2O3作催化剂,氢醇比为5,分别探究温度和流速(BD和H2通过催化剂表面的速率)对三种产物选择性的影响,所得关系曲线如图2和图3所示。下列叙述错误的是_______(填字母)。
(6)在体积固定的刚性容器中充入5.0×10-3mol BL,在493K、3.0×103kPa条件下,在高压H2氛围中反应生成BD(伴随反应ⅱ和ⅲ)。已知:物质的量分数(xa)表示体系中物质a的物质的量与除H2外所有物质的物质的量总和之比。该条件下达到平衡时,,,则_______ 。
Ⅰ.γ-羟基丁酸发生酯化反应合成BL。
① ΔH1。
(1)BL分子中s-sp3 σ键、π键数目之比为(2)已知:② 。平衡常数K与ΔG关系为(R为气体常数,T为温度),ΔH1和ΔH2近似相等,但是在相同条件下,反应①的限度显著大于反应②,其原因是
(3)298K下,水溶液中物质浓度随时间变化如图所示。①a点γ-羟基丁酸的转化率为
②298K时,该反应的平衡常数K为
Ⅱ.1,4-丁二醇(BD)脱氢法合成BL。有关反应如下:
ⅰ.;
ⅱ.;
ⅲ.。(4)在493K,3.0×103kPa的高压H2氛围下,分别以0.01mol BD或BL为初始原料,在密闭容器中进行反应。达到平衡时,以BD为原料,体系从环境吸收a kJ热量;以BL为原料,体系向环境放出b kJ热量。忽略ⅱ、ⅲ反应的热效应。在此条件下,ⅰ反应的ΔH(493K,3.0×103kPa)=
(5)在标准大气压下,选择CuO/ZnO/Al2O3作催化剂,氢醇比为5,分别探究温度和流速(BD和H2通过催化剂表面的速率)对三种产物选择性的影响,所得关系曲线如图2和图3所示。下列叙述错误的是_______(填字母)。
A.题给条件下,制备BL反应的最优温度为320℃,最优流速为1.6 L·min-1 |
B.流速较小时,发生副反应导致BL选择性不高 |
C.280℃后,温度升高,BL的选择性降低的原因可能是催化剂活性降低 |
D.实际工业生产时流速选择2.0 L·min-1的原因是所得BL产品杂质含量少 |
(6)在体积固定的刚性容器中充入5.0×10-3mol BL,在493K、3.0×103kPa条件下,在高压H2氛围中反应生成BD(伴随反应ⅱ和ⅲ)。已知:物质的量分数(xa)表示体系中物质a的物质的量与除H2外所有物质的物质的量总和之比。该条件下达到平衡时,,,则
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【推荐3】萨巴蒂尔(Sabatier)反应是将和在一定温度和压强下发生反应: 。研究标明,纳米铜线催化剂代替传统铜质催化剂可提高反应速率和选择性。请回答:
(1)经计算,萨巴蒂尔反应在催化剂表面的反应历程如下图所示,其中“*”表示该粒子吸附在催化剂表面。
①该历程中,最大的一步为_______ (用方程式表示)。
②萨巴蒂尔反应在_______ (选填“高温”或“低温”)下能自发进行。
③速率与活化能关系可用Arrhenius经验公式表示:(为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。用纳米铜线时的变化曲线为图中曲线a,则传统铜质催化剂的变化曲线是_______ 。
(2)将、加入总压为p的恒温恒压容器中,达到平衡后,转化率为x,则萨巴蒂尔反应的平衡常数_______ (气相反应,用组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)表示的平衡常数,记作,如,p为平衡总压强,x(B)为平衡时B的物质的量分数)。
(3)采取下列措施可提高萨巴蒂尔反应中平衡转化率的是_______(选填序号)。
(4)下列关于萨巴蒂尔反应的说法中,正确的是_______(选填序号)。
(5)载人宇宙飞船中再生分两步完成,萨巴蒂尔反应是第一步,第二步在太阳能电池作用下完成。请在下图中画出再生过程的能量变化,要标注出相应的物质_______ 。
(1)经计算,萨巴蒂尔反应在催化剂表面的反应历程如下图所示,其中“*”表示该粒子吸附在催化剂表面。
①该历程中,最大的一步为
②萨巴蒂尔反应在
③速率与活化能关系可用Arrhenius经验公式表示:(为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。用纳米铜线时的变化曲线为图中曲线a,则传统铜质催化剂的变化曲线是
(2)将、加入总压为p的恒温恒压容器中,达到平衡后,转化率为x,则萨巴蒂尔反应的平衡常数
(3)采取下列措施可提高萨巴蒂尔反应中平衡转化率的是_______(选填序号)。
A.恒温减压 | B.恒温恒压增大 | C.恒压降温 | D.延长反应时间 |
A.混合气体的密度不再改变,不一定能确定反应达到限度 |
B.该反应的物质中,有2种是极性键构成的非极性分子 |
C.升温可提高反应物活化分子百分数,加快反应速率 |
D.提高平衡产率是推动科学家寻找性能更好的催化剂的重要因素之一 |
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【推荐1】甲醇不仅是重要的化工原料,而且是性能优良的能源和车用燃料。
I.制备1:与制甲醇的总反应为:该反应一般认为通过以下步骤来实现:
①(慢)
②(快)
③
(1)则总反应的_______ 。
II.制备2:工业上用纳米级作催化剂合成甲醇:。
(2)能说明反应已达平衡状态的是_______(填字母)。
(3)时,在体积为固定体积的密闭容器中加入和的,随着反应的进行,容器内压强变化如下表:
根据表中数据回答:
①用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即,则前内平均反应速率_______
②时该反应的压强平衡常数的计算式_______ (只代入数值,不要化简,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数)。
III.据报道:某公司开发了一种以液态甲醇为原料,以溶液为电解质溶液,用于手机的可充电的高效燃料电池,充一次电可连续使用一个月。
(4)下图是模拟电化学过程的示意图。请写出负极反应式_______ 。
I.制备1:与制甲醇的总反应为:该反应一般认为通过以下步骤来实现:
①(慢)
②(快)
③
(1)则总反应的
II.制备2:工业上用纳米级作催化剂合成甲醇:。
(2)能说明反应已达平衡状态的是_______(填字母)。
A. |
B.在绝热恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化 |
C.等温等容的容器内气体的压强不再变化 |
D.反应体系中,混合气体的平均摩尔质量不再变化 |
(3)时,在体积为固定体积的密闭容器中加入和的,随着反应的进行,容器内压强变化如下表:
时间 | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
压强 | 90.0 | 82.0 | 76.1 | 72.2 | 70.0 | 70.0 |
①用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即,则前内平均反应速率
②时该反应的压强平衡常数的计算式
III.据报道:某公司开发了一种以液态甲醇为原料,以溶液为电解质溶液,用于手机的可充电的高效燃料电池,充一次电可连续使用一个月。
(4)下图是模拟电化学过程的示意图。请写出负极反应式
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【推荐2】第三代半导体材料以碳化硅和氮化镓为主,广泛应用于新能源汽车、高铁等领域。
(1)基态Si原子的价电子排布图为_______ 。
(2)C、N、Si的第一电离能由大到小的顺序是_______ (填元素符号)。
(3)的空间构型为_______ ,其中碳原子的杂化轨道类型为_______ 。
(4)岩盐矿结构的GaN晶体结构如图a、图b所示,Ga、N原子半径分别为、,则Ga原子的配位数为_______ ,设阿伏加德罗常数的值为NA,则该GaN的密度是_______ (列出算式)。
(5)煤的气化是一种重要的制氢途径。在一定温度下:向体积固定的密闭容器中加入足量的和1mol,发生下列反应生成水煤气:
Ⅰ.
Ⅱ.
反应平衡时,的转化率为50%,CO的物质的量为0.1mol。
①_______ 。
②下列说法正确的是_______ 。
A.将炭块粉碎,可加快反应速率
B.平衡时向容器中充入惰性气体,反应Ⅰ的平衡逆向移动
C.混合气体的密度保持不变时,说明反应体系已达到平衡
D.平衡时的体积分数可能大于
③求反应Ⅱ的平衡常数K=_______ 。
(1)基态Si原子的价电子排布图为
(2)C、N、Si的第一电离能由大到小的顺序是
(3)的空间构型为
(4)岩盐矿结构的GaN晶体结构如图a、图b所示,Ga、N原子半径分别为、,则Ga原子的配位数为
(5)煤的气化是一种重要的制氢途径。在一定温度下:向体积固定的密闭容器中加入足量的和1mol,发生下列反应生成水煤气:
Ⅰ.
Ⅱ.
反应平衡时,的转化率为50%,CO的物质的量为0.1mol。
①
②下列说法正确的是
A.将炭块粉碎,可加快反应速率
B.平衡时向容器中充入惰性气体,反应Ⅰ的平衡逆向移动
C.混合气体的密度保持不变时,说明反应体系已达到平衡
D.平衡时的体积分数可能大于
③求反应Ⅱ的平衡常数K=
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解题方法
【推荐3】为实现我国承诺的“碳达峰、碳中和”目标,中国科学院提出了“液态阳光”方案,即将工业生产过程中排放的二氧化碳转化为甲醇,其中反应之一是:
回答下列问题:
(1)该反应的能量变化如图Ⅰ所示,反应的=___________ ,曲线___________ (填“a”或“b”)表示使用了催化剂。
(2)下列措施既能加快反应速率,又能提高CO转化率的是___________ ,
A.升高温度 B.增大压强 C.降低温度 D.增加投料量
(3)相同温度下,若已知反应的平衡常数为,反应的平衡常数为,则反应的化学平衡常数___________ (用含和的代数式表示)。
(4)在恒温恒容密闭容器中按加入反应起始物
Ⅰ.下列描述不能说明反应达到平衡状态的是___________ 。
A.容器内压强不再变化 B.氢气的转化率达到最大值
C.容器内CO与的浓度相等 D.容器内CO的体积分数不再变化
Ⅱ.若CO的平衡转化率[]随温度的变化曲线如图Ⅱ所示,R、S两点平衡常数大小:___________ (填“>”、“=”或“<”)。温度下,测得起始压强,达平衡时___________ kPa(×物质的量分数)。
回答下列问题:
(1)该反应的能量变化如图Ⅰ所示,反应的=
(2)下列措施既能加快反应速率,又能提高CO转化率的是
A.升高温度 B.增大压强 C.降低温度 D.增加投料量
(3)相同温度下,若已知反应的平衡常数为,反应的平衡常数为,则反应的化学平衡常数
(4)在恒温恒容密闭容器中按加入反应起始物
Ⅰ.下列描述不能说明反应达到平衡状态的是
A.容器内压强不再变化 B.氢气的转化率达到最大值
C.容器内CO与的浓度相等 D.容器内CO的体积分数不再变化
Ⅱ.若CO的平衡转化率[]随温度的变化曲线如图Ⅱ所示,R、S两点平衡常数大小:
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】我国向国际社会承诺2030年“碳达峰”,2060年实现“碳中和”。研发CO2资源化利用技术,降低空气中CO2含量成为世界各国研究热点。
(1)CO2与CH4是典型的温室气体,CH4-CO2重整制合成气提供了一条规模化综合利用碳源、氢源并转化温室气体的技术路线。
CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247kJ·mol-1
①该反应△S_____ 0。(填“>”或“<”)
②有传闻CH4-CO2重整制合成气可以在任何条件下自发进行,你认为此传闻是否正确?_____ 。(填“正确”或“错误”,并写出原因)
③若让此反应能自发进行,你认为应选择_____ 。(填“高温”或“低温”)
(2)乙醇作为清洁燃料已被在添加汽油中使用,下面是二甲醚催化制备乙醇的主要反应:
反应Ⅰ:CO(g)+CH3OCH3(g)=CH3COOCH3(g)
反应Ⅱ:CH3COOCH3(g)+2H2(g)=CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)
固定CO、CH3OCH3、H2的起始原料比为1:1:2、体系压强不变的条件下发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡时部分物质的物质的量分数随温度变化如题所示。回答下列问题:
①反应Ⅱ为_____ 反应。(填“吸热”或“放热”)
②曲线C_____ 表示CH3OH的物质的量分数。(填“可以”或“不可以”)
③由500K上升至600K,温度对反应Ⅰ的影响_____ 对反应Ⅱ的影响。(填“大于”“等于”或“小于”)
(1)CO2与CH4是典型的温室气体,CH4-CO2重整制合成气提供了一条规模化综合利用碳源、氢源并转化温室气体的技术路线。
CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247kJ·mol-1
①该反应△S
②有传闻CH4-CO2重整制合成气可以在任何条件下自发进行,你认为此传闻是否正确?
③若让此反应能自发进行,你认为应选择
(2)乙醇作为清洁燃料已被在添加汽油中使用,下面是二甲醚催化制备乙醇的主要反应:
反应Ⅰ:CO(g)+CH3OCH3(g)=CH3COOCH3(g)
反应Ⅱ:CH3COOCH3(g)+2H2(g)=CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)
固定CO、CH3OCH3、H2的起始原料比为1:1:2、体系压强不变的条件下发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡时部分物质的物质的量分数随温度变化如题所示。回答下列问题:
①反应Ⅱ为
②曲线C
③由500K上升至600K,温度对反应Ⅰ的影响
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适中
(0.65)
【推荐2】将还原转化为有用的化学产品是目前研究的热点之一、回答下列问题:
Ⅰ.用铜铝催化剂可将加氢合成甲醇,已知过程中发生的反应如下:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
(1)_____ (用含、的代数式表示),_____ (用含、的代数式表示)。
(2)查阅资料可知,,则_____ (填“低温"“商温”或“任意温度”)条件下有利于反应ⅲ自发进行。
Ⅱ.和以1:3的物质的量之比通入某密闭容器中,仅发生反应,的平衡转化率与温度、气体的总压强的关系如图所示:(3)反应速率:______ (填“>”“<”或“=”)。
(4)平衡常数:____ (填“>”“<”或“=”)。
(5)压强:______ (填“>”“<”或“=”)。
(6)b点时,该反应的平衡常数______ (分压=总压×物质的量分数,用含x、的代数式表示)。
Ⅲ.常温下,CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示:(7)若生成乙烯和乙烷的体积比为6:5,则消耗的和的体积比为______ 。
Ⅰ.用铜铝催化剂可将加氢合成甲醇,已知过程中发生的反应如下:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
(1)
(2)查阅资料可知,,则
Ⅱ.和以1:3的物质的量之比通入某密闭容器中,仅发生反应,的平衡转化率与温度、气体的总压强的关系如图所示:(3)反应速率:
(4)平衡常数:
(5)压强:
(6)b点时,该反应的平衡常数
Ⅲ.常温下,CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示:(7)若生成乙烯和乙烷的体积比为6:5,则消耗的和的体积比为
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】乙酸水蒸气重整制氢气是一项极具前景的制氢工艺,该过程中发生下列反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ在___________ 条件下能自发进行。
(2)已知:水碳比(S/C)是指转化进料中水蒸气分子总数与碳原子总数的比值,水碳比(S/C)分别为2和4时,反应温度对H2(g)平衡产率的影响如图1所示:①表示水碳比(S/C)=4的曲线是___________ (填“a”或“b”);
②水碳比(S/C)=2时,H2(g)平衡产率随温度升高先增大后逐渐减小,H2(g)平衡产率逐渐减小的原因可能是___________ 。
(3)已知:S表示选择性,。在时,1 MPa下,平衡时S(CO)和S(CO2)随温度的变化;350℃下,平衡时S(CO)和S(CO2)随压强的变化均如图2所示。平衡常数随温度变化如图3所示①350℃下,CO2选择性随压强变化的曲线是___________ (填字母)。
②图中B、C、D、M、N、P、Q7个点中与A点处于相同化学平衡状态的点有___________ 个。
③在一定温度和压强下,向容积可变的密闭容器中通入2 mol H2O和1 mol CH3COOH,同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ达到平衡点C,测得平衡时体系中气体物质的量增加40%,则反应Ⅱ的___________ (保留2位有效数字)。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ在
(2)已知:水碳比(S/C)是指转化进料中水蒸气分子总数与碳原子总数的比值,水碳比(S/C)分别为2和4时,反应温度对H2(g)平衡产率的影响如图1所示:①表示水碳比(S/C)=4的曲线是
②水碳比(S/C)=2时,H2(g)平衡产率随温度升高先增大后逐渐减小,H2(g)平衡产率逐渐减小的原因可能是
(3)已知:S表示选择性,。在时,1 MPa下,平衡时S(CO)和S(CO2)随温度的变化;350℃下,平衡时S(CO)和S(CO2)随压强的变化均如图2所示。平衡常数随温度变化如图3所示①350℃下,CO2选择性随压强变化的曲线是
②图中B、C、D、M、N、P、Q7个点中与A点处于相同化学平衡状态的点有
③在一定温度和压强下,向容积可变的密闭容器中通入2 mol H2O和1 mol CH3COOH,同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ达到平衡点C,测得平衡时体系中气体物质的量增加40%,则反应Ⅱ的
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