1 . 氮氧化物进入同温层可对臭氧层造成破坏,对人类生活造成不利影响,目前工业上可采用多种方法对废气中的氮氧化物进行脱除,回答下列问题:
(1)SCR法主要是针对柴油发动机产生的的处理工艺,原理是和在选择性催化剂表面转化为和,反应历程中的能量变化如下图所示:其中决定总反应速率的步骤是___________ ,SCR法会产生高分散度的烟尘,会使催化剂的活性下降,原因是___________ 。
(2)甲烷脱硝:
①已知甲烷的燃烧热为890.3kJ/mol, , ,则甲烷脱硝反应的___________ kJ/mol。
②800K时,为提高NO的平衡转化率,理论上可以采取的措施有:___________ 。
A.恒容时增加 B.恒压时通入一定量的Ar
C.移去部分 D.选择合适的催化剂
③一定温度下,将按一定比例混合的反应气匀速通过恒容催化反应器,测得NO去除率同转化率随反应温度的变化关系如下图所示:当T>780K时,NO去除率随温度升高而降低的原因是___________ ;若反应气中,起始总压为66kPa,甲烷的平衡转化率为80%(若不考虑过程中存在的其他副反应),计算该温度下反应的分压平衡常数___________ (以分压表示,分压=总压×物质的量分数,保留两位有效数字)。
(3)中国科学院研究人员报道了一种以铜锡合金为催化剂,在电催化条件下还原NO高效合成氨的方法,并通过DFT计算研究了反应可能得机理如下(*表示催化剂表面吸附位,如表示吸附于催化剂表面的NOH):
Ⅰ Ⅱ
Ⅲ Ⅳ
Ⅴ Ⅵ
上述反应机理中,第Ⅲ步的转化机理为___________ ;若电路中有4mol电子通过,其中生成的选择性为95%,则阴极生成的物质的量为___________ mol。
(1)SCR法主要是针对柴油发动机产生的的处理工艺,原理是和在选择性催化剂表面转化为和,反应历程中的能量变化如下图所示:其中决定总反应速率的步骤是
(2)甲烷脱硝:
①已知甲烷的燃烧热为890.3kJ/mol, , ,则甲烷脱硝反应的
②800K时,为提高NO的平衡转化率,理论上可以采取的措施有:
A.恒容时增加 B.恒压时通入一定量的Ar
C.移去部分 D.选择合适的催化剂
③一定温度下,将按一定比例混合的反应气匀速通过恒容催化反应器,测得NO去除率同转化率随反应温度的变化关系如下图所示:当T>780K时,NO去除率随温度升高而降低的原因是
(3)中国科学院研究人员报道了一种以铜锡合金为催化剂,在电催化条件下还原NO高效合成氨的方法,并通过DFT计算研究了反应可能得机理如下(*表示催化剂表面吸附位,如表示吸附于催化剂表面的NOH):
Ⅰ Ⅱ
Ⅲ Ⅳ
Ⅴ Ⅵ
上述反应机理中,第Ⅲ步的转化机理为
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2 . 利用传感技术可探究压强对化学平衡的影响。往注射器中充入适量气体保持活塞位置不变达到平衡(图甲);恒定温度下,分别在时快速移动注射器活塞后保持活塞位置不变,测得注射器内气体总压强随时间变化如图乙。下列说法错误的是
A.两点对应的反应速率: |
B.B点对应的分压平衡常数为 |
C.C点到D点平衡逆向移动,针筒内气体颜色D点比B点深 |
D.三点中,点的气体平均相对分子质量最大 |
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3 . 工业上用CH4催化还原NO2可以消除氮氧化物的污染,反应原理为:。不同的催化剂催化该反应的最佳活性温度不同。下列说法正确的是
A.上述反应平衡常数 |
B.其他条件不变时,NO2去除率随温度升高而增大的原因可能是催化剂的活性增强或平衡常数变大 |
C.其他条件不变时,在恒压条件下通入一定量的惰性气体可以提高CH4的平衡转化率 |
D.反应中若采用高分子分离膜及时分离出水蒸气,可以使正反应速率增大,NO2去除率增大 |
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4 . 、(主要指和)是大气主要污染物之一、有效去除大气中的、是环境保护的重要课题。
已知:
反应1:
反应2:
反应3:
反应4:
回答下列问题:
(1)计算_____ ,已知反应3的,则该反应自发进行的最高温度为_____ (取整数)K。
(2)已知反应4在某催化剂作用下的反应历程如图。①_____ (填“”或“”)0.
②该反应历程的决速步骤为_____ 。
③可提高该反应中平衡转化率的措施有_____ (填两条)。
(3)向密闭容器中充入一定量的和,保持总压为,发生反应4.当时的平衡转化率随温度以及下NO的平衡转化率随投料比的变化关系如图:①能表示此反应已经达到平衡状态的是_____ (填标号)。
A.气体的密度保持不变
B.的浓度不变
C.
②表示时的平衡转化率随温度的变化关系曲线是_____ (填“"或“II"),理由是_____ 。
③a、d两点对应的平衡常数大小比较为_____ (填“>”“<”或“=”)。
④b点对应条件下的压强平衡常数_____ (为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数,列出计算式即可)。
已知:
反应1:
反应2:
反应3:
反应4:
回答下列问题:
(1)计算
(2)已知反应4在某催化剂作用下的反应历程如图。①
②该反应历程的决速步骤为
③可提高该反应中平衡转化率的措施有
(3)向密闭容器中充入一定量的和,保持总压为,发生反应4.当时的平衡转化率随温度以及下NO的平衡转化率随投料比的变化关系如图:①能表示此反应已经达到平衡状态的是
A.气体的密度保持不变
B.的浓度不变
C.
②表示时的平衡转化率随温度的变化关系曲线是
③a、d两点对应的平衡常数大小比较为
④b点对应条件下的压强平衡常数
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5 . 回答下列问题。
(1)若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2mol的N2和0.6mol的H2在一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)∆H<0,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2mol。平衡时H2的转化率为___________ %。
(2)若在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)∆H<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示:请完成下列问题:
①写出化学平衡常数K的表达式___________ 。
②试比较K1、K2的大小,K1___________ K2(填“>”、“<”或“=”);
③400℃时,当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3mol、2mol和1mol时,则该反应的v(N2)正___________ v(N2)逆(填“>”、“<”或“=”)。
(3)平衡后,若提高H2的转化率,可以采取的措施有___________。
(1)若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2mol的N2和0.6mol的H2在一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)∆H<0,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2mol。平衡时H2的转化率为
(2)若在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)∆H<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示:请完成下列问题:
T/℃ | 200 | 300 | 400 |
K | K1 | K2 | 0.5 |
②试比较K1、K2的大小,K1
③400℃时,当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3mol、2mol和1mol时,则该反应的v(N2)正
(3)平衡后,若提高H2的转化率,可以采取的措施有___________。
A.加了催化剂 | B.增大容器体积 | C.降低反应体系的温度 | D.加入一定量N2 |
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6 . 二氧化碳和甲烷是两种温室效应气体,将二者进行转化,可得到具有高附加值的化学品或清洁燃料。
(1)和催化重整制取和
主反应:①
副反应:②
③
④
主反应的___________ ,该反应在___________ (填“较高温度”或“较低温度”)下可自发进行。
(2)和反应可制取乙烯,反应的化学方程式为。一定温度下,向某恒容密闭容器中充入和,体系的初始压强为,若平衡时的转化率为,不考虑副反应的发生,的平衡分压为___________ (用表示,下同),该反应的压强平衡常数___________ 。
(3)过光电化学转化可制得乙二醇,在某催化剂作用下该反应的机理如图所示。图中表示催化剂被光激发出电子之后产生的空穴。①下列说法错误的是___________ (填标号)。
A.该反应为自由基型反应
B.生成的反应为
C.该反应的副产物
D.该机理中存在极性键和非极性键的断裂和形成
②以乙二醇为燃料的燃料电池工作时,乙二醇在电池___________ (填“负极”或“正极”)发生反应,若以溶液为电解液,则该电极的反应式为___________ 。
(4)铜基催化剂电催化还原制乙醇的两种途径(分别以和作催化剂)的相对能量变化如图所示,标“”的为吸附在催化剂上的物质。分析可知,以___________ 作催化剂的催化效率更高。
(1)和催化重整制取和
主反应:①
副反应:②
③
④
主反应的
(2)和反应可制取乙烯,反应的化学方程式为。一定温度下,向某恒容密闭容器中充入和,体系的初始压强为,若平衡时的转化率为,不考虑副反应的发生,的平衡分压为
(3)过光电化学转化可制得乙二醇,在某催化剂作用下该反应的机理如图所示。图中表示催化剂被光激发出电子之后产生的空穴。①下列说法错误的是
A.该反应为自由基型反应
B.生成的反应为
C.该反应的副产物
D.该机理中存在极性键和非极性键的断裂和形成
②以乙二醇为燃料的燃料电池工作时,乙二醇在电池
(4)铜基催化剂电催化还原制乙醇的两种途径(分别以和作催化剂)的相对能量变化如图所示,标“”的为吸附在催化剂上的物质。分析可知,以
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7 . 先进的甲醇低压羰基合成乙酸工艺的普及推广,导致我国乙酸产能过剩。使用特定催化剂进行乙酸直接加氢制备乙醇的反应原理如下:
主反应:△H1
副反应:
副反应的反应热绝对值远远小于主反应的反应热绝对值。
(1)一定温度下,将1 mol CH3COOH(g)、5 mol H2(g)通入到恒压密闭容器中(不考虑副反应)。达到平衡时,H2的转化率为4%,该反应放热a kJ。则该温度下主反应的△H1=_______ 。该反应自发发生的条件为_______ (选填“高温”“低温”或者“任何温度”)。
(2)250℃下,恒压密闭容器中充入一定量H2(g)和CH3COOH(g) (不考虑副反应),下列条件不能判断反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
(3)已知:Ⅰ.S表示选择性,且主反应产物的选择性往往大于副反应产物的选择性
Ⅱ.
在n(H2):n(CH3COOH)=10时:2 MPa下,平衡时S(乙醇)和S(乙酸乙酯)随温度的变化;250℃下,平衡时S(乙醇)和S(乙酸乙酯)随压强的变化均如图所示。①250℃下,乙醇选择性随压强变化的曲线是_______ (填字母)。
②曲线b变化的原因是_______ 。
③150℃,在催化剂作用下H2和CH3COOH反应一段时间后,乙醇的选择性位于m点。不改变反应的温度和时间,一定能提高乙醇选择性的措施_______ (填一条)。
(4)一定温度和恒定压强下,向初始体积为1 L容积可变的密闭容器中通入2 mol H2和1 mol CH3COOH同时发生主反应和副反应,测得平衡时n[H2O(g)]=0.8 mol,体系中气体物质的量减小20%,则平衡时,c(H2)_______ mol/L,主反应的Kc=_______ 。
主反应:△H1
副反应:
副反应的反应热绝对值远远小于主反应的反应热绝对值。
(1)一定温度下,将1 mol CH3COOH(g)、5 mol H2(g)通入到恒压密闭容器中(不考虑副反应)。达到平衡时,H2的转化率为4%,该反应放热a kJ。则该温度下主反应的△H1=
(2)250℃下,恒压密闭容器中充入一定量H2(g)和CH3COOH(g) (不考虑副反应),下列条件不能判断反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.混合气体的密度保持不变 | B.混合气体的平均相对分子质量保持不变 |
C.H2O的体积分数不变 | D.n(H2O)和n(CH3CH2OH)的比值一定 |
Ⅱ.
在n(H2):n(CH3COOH)=10时:2 MPa下,平衡时S(乙醇)和S(乙酸乙酯)随温度的变化;250℃下,平衡时S(乙醇)和S(乙酸乙酯)随压强的变化均如图所示。①250℃下,乙醇选择性随压强变化的曲线是
②曲线b变化的原因是
③150℃,在催化剂作用下H2和CH3COOH反应一段时间后,乙醇的选择性位于m点。不改变反应的温度和时间,一定能提高乙醇选择性的措施
(4)一定温度和恒定压强下,向初始体积为1 L容积可变的密闭容器中通入2 mol H2和1 mol CH3COOH同时发生主反应和副反应,测得平衡时n[H2O(g)]=0.8 mol,体系中气体物质的量减小20%,则平衡时,c(H2)
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143次组卷
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2卷引用:四川省绵阳南山中学2024届高三下学期三诊热身考试理综-化学试题
2024高三下·全国·专题练习
解题方法
8 . 硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途,如可用作农药防治小麦黑穗病,制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题:
(1)将置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:(I)。平衡时的关系如下图所示。时,该反应的平衡总压___________ 、平衡常数___________ 。随反应温度升高而___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。(2)提高温度,上述容器中进一步发生反应(II),平衡时___________ (用表示)。在时,,则___________ ,___________ (列出计算式)。
(1)将置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:(I)。平衡时的关系如下图所示。时,该反应的平衡总压
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2024高三下·全国·专题练习
9 . 丙烯是有机化工中的重要原料,可用丙烷直接脱氢工艺和丙烷氧化脱氢工艺制备,其主反应和有关物质的燃烧热数据如下。
Ⅰ.丙烷直接脱氢工艺:;
Ⅱ.丙烷氧化脱氢工艺:;
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的ΔH=___________ kJ/mol,其自发进行的条件是___________ 。丙烷在不同温度下按照一定流速通过铬催化剂反应相同时间,所得混合物中部分物质的体积分数如下表所示,实际控制温度为580℃,原因是___________ 。
(2)①反应Ⅱ属于自由基反应,其反应历程如下,写出第iv步的反应方程式。
i)C3H6+O2→·C3H7+HO2·
ii)·C3H7+HO2·→C3H6+H2O2
iii)H2O2→2HO·
iv)___________ 。
(3)将3molC3H8、置于某恒温(高于100℃)、恒压(p)的密闭容器中进行反应Ⅱ时,发生了副反应Ⅲ:C3H8(g)+2O2(g)CH3CH2OH(g)+CO2(g)+H2O(g)。达平衡时的体积分数φ(C3H6)=40%,φ(CO2)=4%,则的选择性为___________ (的选择性=,计算结果保留3位有效数字),反应Ⅲ的___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)使用惰性电极电解CO2的酸性溶液制丙烯,其装置如下图所示。①若以铅酸蓄电池作为直流电源,其工作时负极质量___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
②X电极的电极反应式为___________ 。
Ⅰ.丙烷直接脱氢工艺:;
Ⅱ.丙烷氧化脱氢工艺:;
物质 | H2 | ||
燃烧热 | -2219.9 | -2058.0 | -285.8 |
(1)反应Ⅰ的ΔH=
510℃ | 550℃ | 580℃ | 620℃ | |
丙烷(%) | 64.82 | 57.87 | 37.76 | 31.91 |
丙烯(%) | 12.33 | 15.85 | 22.72 | 23.13 |
乙烯(%) | 0.12 | 0.19 | 0.20 | 0.71 |
甲烷(%) | 1.50 | 2.78 | 4.03 | 7.31 |
氢气(%) | 20.47 | 18.99 | 25.45 | 31.14 |
i)C3H6+O2→·C3H7+HO2·
ii)·C3H7+HO2·→C3H6+H2O2
iii)H2O2→2HO·
iv)
(3)将3molC3H8、置于某恒温(高于100℃)、恒压(p)的密闭容器中进行反应Ⅱ时,发生了副反应Ⅲ:C3H8(g)+2O2(g)CH3CH2OH(g)+CO2(g)+H2O(g)。达平衡时的体积分数φ(C3H6)=40%,φ(CO2)=4%,则的选择性为
(4)使用惰性电极电解CO2的酸性溶液制丙烯,其装置如下图所示。①若以铅酸蓄电池作为直流电源,其工作时负极质量
②X电极的电极反应式为
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10 . 氢能是最具用前景的绿色能源,下列反应是目前大规模制取氢气的方法之一: △H
已知:①
②
③
(1)△H =___________ ,反应②在___________ (填“高温”或“低温”)条件下有利于自发。
(2)实验发现,830℃时(其他条件相同),相同时间内,向上述体系中投入一定量的CaO可以提高H2的百分含量。做对比实验,结果如图所示,分析无CaO、投入微米CaO、投入纳米CaO,H2百分含量不同的原因是___________ 。(3)在T1℃时,将0.10 mol CO与0.40 mol H2O(g)充入5 L的恒容密闭容器中,反应达到平衡时,H2的物质的量分数x(H2)=0.08。
①CO的平衡转化率a=___________ ;T1℃时,反应平衡常数k=___________ (保留2位有效数字)。
②由T1℃时上述实验数据计算得到v正~x(CO)和v逆~x(H2)的关系如图1所示。若升高温度,反应重新达到平衡,则v正~x(CO)相应的点变为___________ 、v逆~x(H2)相应的点变为___________ 。(4)反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图2中曲线所示,已知经验公式为(其中Ea为活化能,k为速率常数,RE和C为常数)。该反应的活化能Ea=___________ kJ/mol。
已知:①
②
③
(1)△H =
(2)实验发现,830℃时(其他条件相同),相同时间内,向上述体系中投入一定量的CaO可以提高H2的百分含量。做对比实验,结果如图所示,分析无CaO、投入微米CaO、投入纳米CaO,H2百分含量不同的原因是
①CO的平衡转化率a=
②由T1℃时上述实验数据计算得到v正~x(CO)和v逆~x(H2)的关系如图1所示。若升高温度,反应重新达到平衡,则v正~x(CO)相应的点变为
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