甲烷和二氧化碳是两种主要的温室气体,工业上利用甲烷和二氧化碳催化重整为合成气,实现节能减排。重整过程中主要发生如下反应:
Ⅰ.
;
Ⅱ.
。
回答下列问题:
(1)根据反应Ⅰ、Ⅱ,下列能提高
平衡转化率的是________(填字母)。
(2)研究表明,反应Ⅰ的一种反应机理(ads指吸附在催化剂表面的中间物种)如下:
ⅰ.
;
ⅱ.
;
ⅲ.……
ⅳ.
,
。
则反应ⅲ的方程式为________________ 。
(3)甲烷和二氧化碳催化重整反应体系中,催化剂失活主要是由于催化剂的表面积炭所致。催化剂表面积炭主要来自
裂解:
和
的歧化:
。
①歧化反应
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cc36e17ae25f5b5c3abdbedce82ee0ea.png)
________ 。
②研究表明,催化剂所用助剂碱性越强,抗积炭能力越强。用下列物质作助剂的催化剂抗积炭能力最强的是________ (填字母)。
A.
B.
C.
D.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b29e5890a882a946f99eb379b94801b1.png)
(4)在恒压、反应物起始物质的量比
条件下,发生上述反应Ⅰ、Ⅱ,
和
的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/26/cb5a6bc8-1220-4c7b-9b86-dad0f4519e9f.png?resizew=189)
①表示
的平衡转化率随温度变化的曲线是________ (填“曲线A”或“曲线B”)。
②恒压、800K、初始
条件下,要使
转化率的值从X点提高到Y点,需要改变的条件可能是________________ (答出1点即可)。
③已知图中940K时曲线A、B对应物质的平衡转化率分别为80%和60%,则平衡体系中
的物质的量分数为________________ ;此温度下,反应Ⅱ的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09b51ee6fe038c30ffb16019af67a9fe.png)
________ 。
Ⅰ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f371a480c81b7840ad6e89078aa91d0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e7d5b7cb89cca536e4e569f34f71f0bc.png)
Ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b35e90d9301361fd4631e9560221c133.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f82c0d4a9d760a1d525f4305db528cf7.png)
回答下列问题:
(1)根据反应Ⅰ、Ⅱ,下列能提高
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3855dcc64a8d2d84cce2105dc481531c.png)
A.恒温恒容下增加![]() | B.恒温恒压下通入惰性气体 |
C.升高温度 | D.加入更高效催化剂 |
(2)研究表明,反应Ⅰ的一种反应机理(ads指吸附在催化剂表面的中间物种)如下:
ⅰ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f6f109decba04b1040a0a0af7915b4c2.png)
ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e55277a6ab959fe0a838f07d0e367841.png)
ⅲ.……
ⅳ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/42c87fb09912029725e2aeec87987ac0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f2b8ed7565632d8c76b08f5fc9f4c6da.png)
则反应ⅲ的方程式为
(3)甲烷和二氧化碳催化重整反应体系中,催化剂失活主要是由于催化剂的表面积炭所致。催化剂表面积炭主要来自
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b1a6f244f3a18543ee4a7598ce417dcc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5e7512364d2d01b2def9e40fa25acd89.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f533df85db30e48504e6bcf72726cb8f.png)
①歧化反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f533df85db30e48504e6bcf72726cb8f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cc36e17ae25f5b5c3abdbedce82ee0ea.png)
②研究表明,催化剂所用助剂碱性越强,抗积炭能力越强。用下列物质作助剂的催化剂抗积炭能力最强的是
A.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8b111a57ced26b1adb55b7ab2ed9a6cd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/43d894bc065e134464eefd906187b16b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/17d51df16c763a44588b9cab73f9ff98.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b29e5890a882a946f99eb379b94801b1.png)
(4)在恒压、反应物起始物质的量比
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f4fbb748477e8f58e99b1f60efa36b5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/26/cb5a6bc8-1220-4c7b-9b86-dad0f4519e9f.png?resizew=189)
①表示
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
②恒压、800K、初始
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f4fbb748477e8f58e99b1f60efa36b5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
③已知图中940K时曲线A、B对应物质的平衡转化率分别为80%和60%,则平衡体系中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09b51ee6fe038c30ffb16019af67a9fe.png)
更新时间:2024-02-26 11:32:09
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【推荐1】Ⅰ.火箭升空需要高能的燃料,经常是用N2O4和N2H4作为燃料,工业上利用N2和H2可以合成NH3,NH3又可以进一步制备联氨(N2H4)等。已知:
N2(g) + 2O2(g)=2NO2(g) △H= +67.7kJ·mol-1
N2H4(g) + O2(g)=N2(g) + 2H2O(g) △H=-534.0kJ·mol-1
NO2(g)
1/2N2O4(g) △H=-26.35kJ·mol-1
试写出气态联氨在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式:___ 。
Ⅱ.1100℃时,体积为2L的恒容容器中发生如下反应:Na2SO4(s)+4H2(g)
Na2S(s)+4H2O(g)。
(1)下列能判断反应达到平衡状态的是____ 。
A.容器中压强不变 B.混合气体密度不变
C.1molH-H键断裂同时形成2 mol H-O D.H2的体积分数不变
(2)若2min时反应达平衡,此时气体质量增加8g,则用H2表示该反应的反应速率为___ 。
(3)某温度下该反应达平衡状态,测得混合气体的平均相对分子质量为14,则该温度下的平衡常数K为_____ 。
(4)若反应达平衡后,加入少量的H2,再次平衡后,H2O的体积分数___ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
N2(g) + 2O2(g)=2NO2(g) △H= +67.7kJ·mol-1
N2H4(g) + O2(g)=N2(g) + 2H2O(g) △H=-534.0kJ·mol-1
NO2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/10/9/2308285154238464/2309717080498176/STEM/578fd1fd6ceb47158d56f589b9c3ba60.png?resizew=32)
试写出气态联氨在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式:
Ⅱ.1100℃时,体积为2L的恒容容器中发生如下反应:Na2SO4(s)+4H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/10/9/2308285154238464/2309717080498176/STEM/c4de3b4a14724285bea1c016eabc6739.png?resizew=38)
(1)下列能判断反应达到平衡状态的是
A.容器中压强不变 B.混合气体密度不变
C.1molH-H键断裂同时形成2 mol H-O D.H2的体积分数不变
(2)若2min时反应达平衡,此时气体质量增加8g,则用H2表示该反应的反应速率为
(3)某温度下该反应达平衡状态,测得混合气体的平均相对分子质量为14,则该温度下的平衡常数K为
(4)若反应达平衡后,加入少量的H2,再次平衡后,H2O的体积分数
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【推荐2】工业上利用CO2和H2反应生成甲醇,也是减少CO2的一种方法。在容积为 1L 的恒温密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应: CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0 kJ/mol,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/8/579b4552-393f-44b9-baff-431bb41dac23.png?resizew=219)
(1)达到平衡的时刻是_________ min(填“3”或“10”)。在前10min内,用CO2浓度的变化表示的反应速率υ(CO2)=_________ mol/(L· min)。
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_________ 。
a.容器内压强不变 b.混合气体中c(CO2)不变 c.υ(CH3OH)=υ(H2O) d.c(CH3OH)=c(H2O)
(3)达平衡后,H2的转化率是_________ 。平衡常数 K =_________ (计算结果保留一位小数)。为了提高H2的转化率,可采取_________ (填“增大”或“减小”)CO2浓度的措施。
(4)工业上也可用 CO 和H2合成甲醇
已知:①CO(g) +
O2(g) = CO2(g) △H1=-283.0 kJ/mol
②H2(g) +
O2(g) = H2O(g) △H2=-241.8 kJ/mol
③CH3OH(g) +
O2(g) = CO2(g)+2H2O(g) △H3=-673kJ/mol
则反应CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g)△H=_________ kJ/mol
(5)如图是甲醇燃料电池原理示意图,电池正极的电极反应式为:_________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/8/579b4552-393f-44b9-baff-431bb41dac23.png?resizew=219)
(1)达到平衡的时刻是
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是
a.容器内压强不变 b.混合气体中c(CO2)不变 c.υ(CH3OH)=υ(H2O) d.c(CH3OH)=c(H2O)
(3)达平衡后,H2的转化率是
(4)工业上也可用 CO 和H2合成甲醇
已知:①CO(g) +
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8eff998d034284391ca064755fa6bf1b.png)
②H2(g) +
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8eff998d034284391ca064755fa6bf1b.png)
③CH3OH(g) +
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/103070abee09399f1e9510a75c3ba9e8.png)
则反应CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g)△H=
(5)如图是甲醇燃料电池原理示意图,电池正极的电极反应式为:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/8/f1321eac-3bf0-4111-8ed9-07bd28845843.png?resizew=379)
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
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解题方法
【推荐3】铁是重要的金属元素,用途极广。
(1)某高效净水剂可由Fe(OH)SO4聚合得到。工业上以FeSO4、NaNO2和稀硫酸为原料来制备Fe(OH)SO4,反应中有NO生成,化学方程式为_______ 。
(2)已知:①Fe2O3(s)+3C(石墨) = 2Fe(s)+3CO(g) ΔH1 = + 489.0 kJ/mol
②C(石墨)+CO2(g) = 2CO(g) ΔH2 = + 172.5 kJ/mol
高炉炼铁过程中发生的主要反应为:
Fe2O3(s)+ CO(g)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
Fe(s)+CO2(g) ΔH = a kJ/mol,则a =_______ kJ/mol。
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表:
在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,此时v正 _______ v逆(填“等于”、“大于”或“小于”)。经过l0 min,在1000℃达到平衡,则该时间范围内反应的平均反应速率v (CO2)= _______ 。欲提高上述反应中CO的平衡转化率,可采取的措施是_______ ;
A.提高反应温度 B.移出部分CO2 C.加入合适的催化剂 D.减小容器的容积
(1)某高效净水剂可由Fe(OH)SO4聚合得到。工业上以FeSO4、NaNO2和稀硫酸为原料来制备Fe(OH)SO4,反应中有NO生成,化学方程式为
(2)已知:①Fe2O3(s)+3C(石墨) = 2Fe(s)+3CO(g) ΔH1 = + 489.0 kJ/mol
②C(石墨)+CO2(g) = 2CO(g) ΔH2 = + 172.5 kJ/mol
高炉炼铁过程中发生的主要反应为:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4dac452fbb5ef6dd653e7fbbef639484.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bf31876698721a199c7c53c6b320aa86.png)
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表:
温度/℃ | 1000 | 1115 | 1300 |
平衡常数 | 4.0 | 3.7 | 3.5 |
A.提高反应温度 B.移出部分CO2 C.加入合适的催化剂 D.减小容器的容积
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
【推荐1】已知软锰矿和锰结核矿的主要成分均为MnO2,二氧化锰的制备和性质在生产生活和化学实验中有广泛应用。
二氧化锰的制备:
锰粉的主要成分为NH4Cl、C和MnO2,将锰粉进行如图所示操作后,可得到二氧化锰固体。
(1)某同学认为试剂a为蒸馏水,你认为______ (填“能”或“不能”)实现实验目的。
(2)操作1的名称是______ ,所用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和______ 。
(3)在空气中充分灼烧的目的是_________ 。
二氧化锰的性质检验:
Ⅰ.氧化性
(4)实验室用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2,可以选用的装置是______ (填字母)。
(5)将MnO2放在NH3气流中加热,可得到棕黑色的Mn2O3和N2,该反应的化学方程式为_______ 。
Ⅱ.还原性
(6)下列流程所发生的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为______ 。
Ⅲ.催化性
MnO2是实验室制取O2的催化剂。某同学设计实验探究双氧水分解的实验方案如下表所示。
(7)本实验的待测数据是___________ 。
(8)由实验①和②可得出的结论是______________________ 。
二氧化锰的制备:
锰粉的主要成分为NH4Cl、C和MnO2,将锰粉进行如图所示操作后,可得到二氧化锰固体。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/28/9828dac7-4ad7-4c45-b12c-0396b0a2f54c.png?resizew=347)
(1)某同学认为试剂a为蒸馏水,你认为
(2)操作1的名称是
(3)在空气中充分灼烧的目的是
二氧化锰的性质检验:
Ⅰ.氧化性
(4)实验室用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2,可以选用的装置是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/28/8011226b-ed39-43d8-b517-3a3b9c08c5b0.png?resizew=444)
(5)将MnO2放在NH3气流中加热,可得到棕黑色的Mn2O3和N2,该反应的化学方程式为
Ⅱ.还原性
(6)下列流程所发生的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/28/4921b505-6e2c-4f8c-9d3d-eacbd86c4200.png?resizew=301)
Ⅲ.催化性
MnO2是实验室制取O2的催化剂。某同学设计实验探究双氧水分解的实验方案如下表所示。
实验序号 | w(H2O2)/% | 粉状MnO2/g | 温度/℃ | 待测数据 |
① | 5 | 0 | 20 | |
② | 5 | 1.0 | 20 |
(8)由实验①和②可得出的结论是
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
【推荐2】某研究性学习小组利用H2C2O4与酸性KMnO4溶液的反应,探究“外界条件对化学反应速率的影响”,实验记录如下表所示:
查阅资料:KMnO4溶液中滴加过量的H2C2O4,振荡后溶液由紫色变为无色,反应的离子方程式为:5H2C2O4+2MnO
+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。
回答下列问题:
(1)T1=___________ 。
(2)V1=___________ ,理由是___________ 。
(3)若探究温度对化学反应速率的影响,可选择实验________ (填组别),根据实验数据,可以得出的结论是___________ 。
(4)甲同学依据经验绘制出A组实验中V(CO2)随时间t的变化如图1所示,乙同学查阅资料发现实验过程中V(CO2)随时间t的变化趋势如图2所示。
小组同学针对这一现象,设计实验进一步探究影响因素,具体情况见下表。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/16/2852502514188288/2853248920731648/STEM/65bb099e95574cc4bab15d2850122b02.png?resizew=524)
①补全方案1中的实验操作:_____ ;②方案2中的假设为_____ 。
实验组别 | 实验温度/K | 参加反应的物质 | 溶液褪色所需时间/s | ||||
KMnO4溶液(含硫酸) | H2C2O4溶液 | H2O | |||||
V/mL | c/mol·L-1 | V/mL | c/mol·L-1 | V/mL | |||
A | 293 | 3 | 0.2 | 7 | 1 | 0 | 60 |
B | T1 | 3 | 0.2 | 5 | 1 | V1 | 80 |
C | 313 | 3 | 0.2 | V2 | 1 | 2 | t1 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/16/2852502514188288/2853248920731648/STEM/d65ce869fff749f8b76f5b78b319d427.png?resizew=7)
回答下列问题:
(1)T1=
(2)V1=
(3)若探究温度对化学反应速率的影响,可选择实验
(4)甲同学依据经验绘制出A组实验中V(CO2)随时间t的变化如图1所示,乙同学查阅资料发现实验过程中V(CO2)随时间t的变化趋势如图2所示。
小组同学针对这一现象,设计实验进一步探究影响因素,具体情况见下表。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/16/2852502514188288/2853248920731648/STEM/65bb099e95574cc4bab15d2850122b02.png?resizew=524)
方案 | 假设 | 实验操作 |
1 | 该反应放热,使溶液温度升高,化学反应速率提高 | 向烧杯中加入3 mL 0.2 mol·L-1 KMnO4溶液和7 mL 1 mol·L-1 H2C2O4溶液,____。 |
2 | _____ | 取3 mL 0.2 mol·L-1 KMnO4溶液加入烧杯中,向其中加入少量硫酸锰固体,再加入7 mL 1 mol·L-1 H2C2O4溶液 |
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】某化学实验小组用酸性KMnO4溶液和草酸(H2C2O4)溶液反应,研究外界条件对反应速率的影响,实验操作及现象如下:
(1)由实验I、II可得出的结论是________________________________________________ 。
(2)关于实验II中80s后溶液颜色迅速变浅的原因,该小组提出了猜想:该反应中生成的Mn2+对反应有催化作用。利用提供的试剂设计实验III,验证猜想。
提供的试剂:0.01mol/L酸性KMnO4溶液,0.1mol/L草酸溶液,3mol/L硫酸,MnSO4溶液,MnSO4固体,蒸馏水
①补全实验III的操作:向试管中先加入1mL0.01mol/L酸性KMnO4溶液,再加入______ 滴3mol/L硫酸,然后加入少量____ ,最后加入1mL0.1mol/L草酸溶液。
②若猜想成立,应观察到的实验现象是加入草酸溶液后,溶液颜色开始变浅的时间___ (填“>”“=”或“<”)80s。
(3)该小组拟采用如图所示的实验方案继续探究外界条件对反应速率的影响。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/23/72a3c3a8-00bc-415b-a80c-0318edf72894.png?resizew=206)
①他们拟研究的影响因素是______ 。
②你认为他们的实验方案合理吗?理由是_________________________________ 。
编号 | 实验操作 | 实验现象 |
I | 向一支试管中先加入1mL0.01mol/L酸性KMnO4溶液,再加入1滴3mol/L硫酸和9滴蒸馏水,最后加入1mL0.1mol/L草酸溶液 | 前10min内溶液紫色无明显变化,后颜色逐渐变浅,30min后几乎变为无色 |
II | 向另一支试管中先加入1mL0.01mol/L酸性KMnO4溶液,再加入10滴3mol/L硫酸,最后加入1mL0.1mol/L草酸溶液 | 80s内溶液紫色无明显变化,后颜色迅速变浅,约150s后几乎变为无色 |
(1)由实验I、II可得出的结论是
(2)关于实验II中80s后溶液颜色迅速变浅的原因,该小组提出了猜想:该反应中生成的Mn2+对反应有催化作用。利用提供的试剂设计实验III,验证猜想。
提供的试剂:0.01mol/L酸性KMnO4溶液,0.1mol/L草酸溶液,3mol/L硫酸,MnSO4溶液,MnSO4固体,蒸馏水
①补全实验III的操作:向试管中先加入1mL0.01mol/L酸性KMnO4溶液,再加入
②若猜想成立,应观察到的实验现象是加入草酸溶液后,溶液颜色开始变浅的时间
(3)该小组拟采用如图所示的实验方案继续探究外界条件对反应速率的影响。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/23/72a3c3a8-00bc-415b-a80c-0318edf72894.png?resizew=206)
①他们拟研究的影响因素是
②你认为他们的实验方案合理吗?理由是
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|
适中
(0.65)
【推荐1】我国提出争取在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。因此,研发
利用技术,降低空气中
的含量成为研究热点。当前,科学家成功利用
和
合成了
,这对节能减排、降低碳排放具有重大意义。回答下列问题:
催化加氢制甲醇是极具前景的资源化研究领域,主要反成有:
i.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/24b7e254e2351a7735c5fae7e0f7cb73.png)
ii.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/10aadee09fcc2c291c486ff1d8dd586b.png)
iii.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/51a1b1b11306c213a5bba649ac8fb334.png)
(1)已知反应i速率方程为
,
,
、
均为速率常数且只与温度有关,x为物质的量分数。则反应ⅰ用物质的量分数表示的平衡常数
=_______ (用
、
表示;
指平衡时用各物质的物质的量分数来代替该物质的平衡浓度来计算平衡常数的一种新的表达式)。
(2)5MPa时,往某密闭容器中按投料比
充入
和
。反成达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图中所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/4/77e8eb48-91de-46b8-aa5e-9e8612f30b4d.png?resizew=262)
①图甲中X代表_______ (填化学式)。
②250℃时反应ⅱ的K_______ 1(填“>”“<”或“=”)。
③下列措施中,一定无法提高甲醇产率的是_______ (填字母)。
A.加入适量CO B.增加
C.循环利用原料气 D.升高温度
(3)在10MPa下,将
、CO按一定比例投料,恒压下平衡状态时各组分的物质的量与温度的关系如图乙所示。曲线b代表的物质为_______ (填化学式)。温度为700K时,该反应的平衡常数K=_______
(结果用分数表示)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/4/bbd3e23a-b612-4696-93cd-de6f9c86cae2.png?resizew=245)
(4)研究表明,
与
在催化剂作用下,发生反应ⅰ合成
时会发生副反应(反应ⅱ)。将一定量的
和
通入刚性的密闭容器中,
的平衡转化率和甲醇的选择率随温度的变化趋势如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/4/0d4fa090-3fda-4201-a8af-b8acc5119bc8.png?resizew=287)
已知:
的选择率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ad364e16229a982dfef2d56e03bcab19.png)
随着温度的升高,
的平衡转化率增加但甲醇的选择率降低,请分析其原因:_______ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
i.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f3259baddfe9bc02ac5766f800607825.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/24b7e254e2351a7735c5fae7e0f7cb73.png)
ii.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/005347070dffab62c10dba68c72af84e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/10aadee09fcc2c291c486ff1d8dd586b.png)
iii.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/448214d120a423ca1014cde0d1eaefc8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/51a1b1b11306c213a5bba649ac8fb334.png)
(1)已知反应i速率方程为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9127ebb0c24353c36de3cf0ae0c2b1de.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/faaf00ef84cffd0c0851ff4925825266.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6115766fdc93e803b2e4ef6612bb238e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f0168c0b10d9d09d7e7651c79b2cd16.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9c844a8c678719406417282f0b548417.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6115766fdc93e803b2e4ef6612bb238e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f0168c0b10d9d09d7e7651c79b2cd16.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9c844a8c678719406417282f0b548417.png)
(2)5MPa时,往某密闭容器中按投料比
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be449aed607a454ac928fa175065d022.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/4/77e8eb48-91de-46b8-aa5e-9e8612f30b4d.png?resizew=262)
①图甲中X代表
②250℃时反应ⅱ的K
③下列措施中,一定无法提高甲醇产率的是
A.加入适量CO B.增加
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
(3)在10MPa下,将
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5486b7b78ebf97bfb24ebce79b461c68.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/4/bbd3e23a-b612-4696-93cd-de6f9c86cae2.png?resizew=245)
(4)研究表明,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/4/0d4fa090-3fda-4201-a8af-b8acc5119bc8.png?resizew=287)
已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ad364e16229a982dfef2d56e03bcab19.png)
随着温度的升高,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】CO2的资源化利用能有效减少CO2排放缓解能源危机。用CO2、H2为原料合成甲醇(CH3OH)过程主要涉及以下反应:
a)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d6c8dc259f7cd88ac347e9853676a07.png)
b)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9dce416cb3a851626f72c40e1a322398.png)
c)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eb78475e71f39b7057015cd7c75cfdd0.png)
(1)根据盖斯定律,反应a的
=_______ 。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_______。
(3)加压,甲醇产率将_______ ;若原料二氧化碳中掺混一氧化碳,随一氧化碳含量的增加,甲醇产率将_______ 。(填“升高”、“不变”、“降低”或“无法确定”)。
(4)使用新型催化剂,让1molCO2和3molH2在1L密闭容器中只发生反应a、b,CO2平衡转化率和甲醇选择率(甲醇选择率是指转化生成甲醇的CO2物质的量分数)随温度的变化趋势如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/3/90654477-eabb-4fe7-888e-f711aba6b752.png?resizew=353)
553K时,若反应后体系的总压为p,反应a的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be2cbccd6562c2ff548b6c93a294d0d7.png)
_______ (列出计算式即可)。(
为压强平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中用气体分压代替浓度,气体的分压等于总压乘以物质的量分数)由上图可知,适宜的反应温度为_______ K。
a)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7651599998d321fb6813d8ec03b1a22b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d6c8dc259f7cd88ac347e9853676a07.png)
b)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4553ecfed3e39c200b5f80e3a3faad3a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9dce416cb3a851626f72c40e1a322398.png)
c)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff43bbfdbe8292cd582f6b63c57fe858.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eb78475e71f39b7057015cd7c75cfdd0.png)
(1)根据盖斯定律,反应a的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d6c8dc259f7cd88ac347e9853676a07.png)
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_______。
A.升高温度,反应b正向移动,反应c逆向移动 |
B.加入反应a的催化剂,可以降低反应的活化能及反应热 |
C.增大H2的浓度,有利于提高CO2的平衡转化率 |
D.及时分离除CH3OH,可以使得反应a的正反应速率增大 |
(4)使用新型催化剂,让1molCO2和3molH2在1L密闭容器中只发生反应a、b,CO2平衡转化率和甲醇选择率(甲醇选择率是指转化生成甲醇的CO2物质的量分数)随温度的变化趋势如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/3/90654477-eabb-4fe7-888e-f711aba6b752.png?resizew=353)
553K时,若反应后体系的总压为p,反应a的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be2cbccd6562c2ff548b6c93a294d0d7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22c9280b718ce4c2029309db58b48aea.png)
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适中
(0.65)
【推荐3】科学家分析,地球原始大气中的COS(羰基硫)对氨基酸缩合形成多肽的反应有催化作用,对生命起源起到重要作用。
(1)写出COS的电子式___ ,C与O形成共价键时,共用电子对会偏向___ 原子,判断依据是___ 。
(2)已知COS(g)+H2O(g)
H2S(g)+CO2(g) △H1=-34kJ/mol
CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g) △H2=-41kJ/mol
写出H2S与CO反应生成COS的热化学方程式___ 。
100℃时将CO与H2S按物质的量比为1∶1充入反应器中,达平衡后CO的转化率α=33.3%,此时反应的平衡常数K=___ 。
(3)在充有催化剂的恒压密闭容器中进行反应。设起始充入的n(CO)∶n(H2S)=m,相同时间内测得H2S转化率与m和温度(T)的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/18/11f7b709-5048-4f6b-8d9d-9e7d435fbc3a.png?resizew=273)
①m1___ m2(填>、<或=)
②温度高于T0时,H2S转化率减小的可能原因为___ 。
a.反应停止了
b.反应的△H变大
c.反应达到平衡
d.催化剂活性降低
(1)写出COS的电子式
(2)已知COS(g)+H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
CO(g)+H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
写出H2S与CO反应生成COS的热化学方程式
100℃时将CO与H2S按物质的量比为1∶1充入反应器中,达平衡后CO的转化率α=33.3%,此时反应的平衡常数K=
(3)在充有催化剂的恒压密闭容器中进行反应。设起始充入的n(CO)∶n(H2S)=m,相同时间内测得H2S转化率与m和温度(T)的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/18/11f7b709-5048-4f6b-8d9d-9e7d435fbc3a.png?resizew=273)
①m1
②温度高于T0时,H2S转化率减小的可能原因为
a.反应停止了
b.反应的△H变大
c.反应达到平衡
d.催化剂活性降低
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解题方法
【推荐1】天然气是一种重要的清洁能源和化工原料,其主要成分为甲烷。
(1)工业上可用煤制天然气,生产过程中有多种途径生成CH4。
写出CO与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式____________
已知: CO(g)+H2O(g)
H2(g)+CO2(g) ΔH=-41kJ·mol-1
C(s)+2H2(g)⇌CH4(g) ΔH=-73kJ·mol-1
2CO(g)⇌C(s)+CO2(g) ΔH=-171kJ·mol-1
(2)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中
通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式____________ 。
(3)天然气的一个重要用途是制取H2,其原理为:CO2(g)+CH4(g)
2CO(g)+2H2(g)。在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图1所示,则压强P1_________ P2(填“大于”或“小于”);压强为P2时,在Y点:v(正)___________ v(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”)。 求Y点对应温度下的该反应的平衡常数K=__________ 。(计算结果保留两位有效数字)
(4)以二氧化钛表面覆盖CuAl2O4为催化剂,可以将CH4和CO2直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图2所示。250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是________________ 。
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是________________ 。
(1)工业上可用煤制天然气,生产过程中有多种途径生成CH4。
写出CO与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式
已知: CO(g)+H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
C(s)+2H2(g)⇌CH4(g) ΔH=-73kJ·mol-1
2CO(g)⇌C(s)+CO2(g) ΔH=-171kJ·mol-1
(2)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中
通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式
(3)天然气的一个重要用途是制取H2,其原理为:CO2(g)+CH4(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/10/18/2056298572939264/2057577722191872/STEM/7215c10ec0a9456e9ba6cdeb568f2af9.png?resizew=18)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/26/91cbb59e-f1ab-4c2e-984a-e3d53bb5d88f.png?resizew=378)
(4)以二氧化钛表面覆盖CuAl2O4为催化剂,可以将CH4和CO2直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图2所示。250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是
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适中
(0.65)
【推荐2】丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈CH3CN 等,回答下列问题:
(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(CH2=CHCHO)的热化学方程式如下:
① C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g)△H=-515kJ/mol
② C3H6(g)+O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) △H=-353kJ/mol
有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是______ ;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是_____ 。
(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应温度为460℃。低于460℃时,丙烯腈的产率________ (填“是”或者“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是_____ ;高于460℃时,丙烯腈产率降低的可能原因是________ (双选,填标号)。
A. 催化剂活性降低 B. 平衡常数变大 C. 副反应增多 D. 反应活化能增大
(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为_________ ,理由是_______ 。进料氨、空气、丙烯的理论体积约为____________ 。
(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(CH2=CHCHO)的热化学方程式如下:
① C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g)△H=-515kJ/mol
② C3H6(g)+O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) △H=-353kJ/mol
有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是
(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应温度为460℃。低于460℃时,丙烯腈的产率
A. 催化剂活性降低 B. 平衡常数变大 C. 副反应增多 D. 反应活化能增大
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/13/69dda95e-6005-43e2-abc1-84a13a750b32.png?resizew=168)
(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/13/864a132e-cc89-4e17-a77e-412bfdcaf083.png?resizew=196)
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适中
(0.65)
【推荐3】某温度时,在2L密闭容器中,三种气态物质X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线如图所示,由图中数据分析可得:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/3/30/2689077065179136/2689207363887104/STEM/285a2a347c37424e84abb691eb2996e5.png?resizew=185)
(1)该反应的化学方程式为___ 。
(2)反应开始至2min,用Y表示的平均反应速率为___ 。
(3)在密闭容器里,通入amolA(g)和bmolB(g),发生反应A(g)+B(g)=2C(g),当改变下列条件时,会加快反应速率的是__ (填序号)。
①降低温度
②保持容器的体积不变,充入氦气
③加入催化剂
④保持容器的体积不变,增加A(g)的物质的量
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(1)该反应的化学方程式为
(2)反应开始至2min,用Y表示的平均反应速率为
(3)在密闭容器里,通入amolA(g)和bmolB(g),发生反应A(g)+B(g)=2C(g),当改变下列条件时,会加快反应速率的是
①降低温度
②保持容器的体积不变,充入氦气
③加入催化剂
④保持容器的体积不变,增加A(g)的物质的量
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