2024高三下·全国·专题练习
1 . 雾霾主要成分为灰尘、SO2、NOx和有机碳氢化合物等粒子。烟气脱硝是治理雾霾的方法之一、
(1)以臭氧为烟气脱硝剂时,脱硝过程涉及的反应之一为:2NO2(g)+O3(g)⇌N2O5(g)+O2(g)。不同温度下,控制其它条件一定,在两个恒容容器中发生该反应,相关信息如下表及图所示:
①T1___________ T2(填“<"、“>”或“无法确定”),该反应的H___________ 0(填“<”或“>”)。
②0~25min内乙容器中反应的平均速率:v(NO2)=___________ 。
③T1温度下,混合气体的起始总压为p,则达到平衡时,NO2的转化率为___________ ,平衡常数Kp=___________ (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(1)以臭氧为烟气脱硝剂时,脱硝过程涉及的反应之一为:2NO2(g)+O3(g)⇌N2O5(g)+O2(g)。不同温度下,控制其它条件一定,在两个恒容容器中发生该反应,相关信息如下表及图所示:
容器 | 甲 | 乙 |
温度/K | T1 | T2 |
容积/L | 2 | |
起始充入量 | 4molNO2和2molO3 |
②0~25min内乙容器中反应的平均速率:v(NO2)=
③T1温度下,混合气体的起始总压为p,则达到平衡时,NO2的转化率为
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2024高三下·全国·专题练习
解题方法
2 . 二氧化碳催化加氢制甲醇,能助力“碳达峰”,涉及反应有:
反应①
反应②
反应③
(1)在下,和按物质的量之比为进行投料,只发生反应①和反应③,平衡时CO和在含碳产物中的物质的量分数及转化率随温度的变化如图所示。③250℃时,反应①的平衡常数___________ (为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
反应①
反应②
反应③
(1)在下,和按物质的量之比为进行投料,只发生反应①和反应③,平衡时CO和在含碳产物中的物质的量分数及转化率随温度的变化如图所示。③250℃时,反应①的平衡常数
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解题方法
3 . 甲醇和乙醇都是清洁能源,也是重要的化工原料。回答下列问题:
(1)工业上利用合成气合成甲醇:
已知:①;
②;
③
上述反应中的___________ 。
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中充入1molCO和1molH2,在固体催化剂作用下合成甲醇:,下列叙述错误的是___________(填字母)。
(3)甲醇是一种潜在储氢材料。我国学者研究甲醇在钯基催化剂表面上分解制氢:,其反应历程如图a所示(吸附在催化剂表面的物种用“*”表示)。该总反应在___________ 下(高温、低温、任意温度)自发进行;图示历程包括___________ 个基元反应;其中决速反应是反应___________ (填序号),写出该步反应式:___________ 。
(4)工业上,可以采用CO2催化还原制备CH3OH、CH3CH2OH.发生反应如下:
①(主反应);
②(主反应);
③(副反应)。
一定温度下,在甲、乙体积相同的反应容器中分别充入1molCO2和3molH2,发生上述反应,其中一个容器使用水分子膜分离技术,另一个容器不使用水分子膜分离技术。实验测得CO2平衡转化率与压强关系如图b所示。其他条件相同,增大压强,CO2平衡转化率增大,其原因是___________ ;采用水分子膜分离技术的容器是___________ (填“甲”或“乙”)。(5)一定温度下,向总压强恒定为100kPa的反应器中充入1molCO2和3molH2,发生(4)中反应①②③,达到平衡时CO2转化率为60%,生成CH3CH2OH与CO各为0.1mol,则反应①的平衡常数为___________ 。(写出数字表达式即可,分压=总压×物质的量分数)
(1)工业上利用合成气合成甲醇:
已知:①;
②;
③
上述反应中的
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中充入1molCO和1molH2,在固体催化剂作用下合成甲醇:,下列叙述错误的是___________(填字母)。
A.当CO体积分数不变时达到平衡状态 |
B.平衡后充入少量氩气,平衡不移动 |
C.平衡后再充入0.1molCO和0.1molH2,CO平衡转化率增大 |
D.增大催化剂质量,正、逆反应速率同倍数增大 |
(3)甲醇是一种潜在储氢材料。我国学者研究甲醇在钯基催化剂表面上分解制氢:,其反应历程如图a所示(吸附在催化剂表面的物种用“*”表示)。该总反应在
(4)工业上,可以采用CO2催化还原制备CH3OH、CH3CH2OH.发生反应如下:
①(主反应);
②(主反应);
③(副反应)。
一定温度下,在甲、乙体积相同的反应容器中分别充入1molCO2和3molH2,发生上述反应,其中一个容器使用水分子膜分离技术,另一个容器不使用水分子膜分离技术。实验测得CO2平衡转化率与压强关系如图b所示。其他条件相同,增大压强,CO2平衡转化率增大,其原因是
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4 . 氢能是一种绿色能源,氢能产业是我国战略性新兴产业的重点发展方向。
(1)甲烷和水蒸气催化制氢气主要反应如下:
I.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206.2kJ/mol
II.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2
已知:几种共价键的键能如下表。
①ΔH2=_____________________ kJ/mol
②在恒容密闭容器中发生反应II,下列能说明反应达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A.气体混合物的密度不再变化
B.CO消耗速率和H₂的生成速率相等
C.CO的浓度保持不变
D.气体平均相对分子质量不再变化
(2)CO2/HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。在催化剂作用下,HCOOH分解生成CO2和H2的反应机理如图1所示。若HCOOD在该条件下催化释氢,反应生成CO2和_______ (填化学式)。(3)的速率公式为(k为速率常数,只与温度、催化剂有关)。已知经验公式(其中Eₐ、k分别为活化能、速率常数,R、C为常数,T为温度)。在催化剂作用下,测得Rlnk与的关系如图2所示,则活化能,Ea=_______ kJ∙mol-1。(4)一定温度下,分别按CO2、H2起始物质的量之比为1∶1、1∶2、1∶3发生反应保持总压强为140kPa,测得CO2的平衡转化率与温度之间的关系如图3所示。曲线a代表的投料比为_______ 。X点条件下,用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数Kp=_______ kPa-1(分压=总压×物质的量分数)。(5)将CO2在碱性液中电解制备水煤气(H2、CO)的原理如下图所示,若产物中H2和CO的物质的量之比为1∶1,则生成水煤气的电极反应式为_______ ;当电路中转移4mole-时,理论上该装置能收集到标准状况下气体的体积为_______ L。
(1)甲烷和水蒸气催化制氢气主要反应如下:
I.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206.2kJ/mol
II.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2
已知:几种共价键的键能如下表。
共价键 | CO | O-H | C=O | H-H |
键能/(kJ·mol-¹) | 1075 | 463 | 803 | 436 |
②在恒容密闭容器中发生反应II,下列能说明反应达到平衡状态的是
A.气体混合物的密度不再变化
B.CO消耗速率和H₂的生成速率相等
C.CO的浓度保持不变
D.气体平均相对分子质量不再变化
(2)CO2/HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。在催化剂作用下,HCOOH分解生成CO2和H2的反应机理如图1所示。若HCOOD在该条件下催化释氢,反应生成CO2和
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解题方法
5 . 氨基甲酸铵是一种有机化合物,化学式为,为白色固体,易分解,易水解,是化学工业中尿素生产过程的中间产物,也用于医药氨化剂。利用如图所示的装置制备氨基甲酸铵并测定其在室温下(25℃)分解的分压平衡常数。
已知:,该反应在干燥条件下仅生成氨基甲酸铵,若有水存在则容易发生副反应生成无机盐。
I.制备氨基甲酸铵,部分实验装置如图所示:(1)如何检查装置A的气密性:_______ 。
(2)装置A和B中装有相同的固体,则该固体为_______ 。
(3)若缺少装置B,反应器中可能发生的副反应的化学方程式为_______ 。
(4)装置E中浓硫酸的作用为_______ 。
II.测定室温下(25℃)氨基甲酸铵分解的分压平衡常数:实验步骤:
①将氨基甲酸铵装入球泡中,调整旋塞位于d位置,调节恒温槽温度为25℃,将E处接至真空泵,打开K,降低体系内压强,利用水银压差计测得初始状态的压强为,关闭K。
②达到分解平衡时,利用水银压差计测得体系内压强为。
③反应结束后,调节旋塞的位置,然后E处接真空泵,经洗气瓶和干燥剂抽出氨基甲酸铵的分解产物。
(5)实验步骤③中调节旋塞位置为_______ (填“a”、“b”、“c”或“d”)。
(6)根据实验测得数据计算氨基甲酸铵固体分解的分压平衡常数为_______ 。
(7)达到分解平衡时,氨基甲酸铵应有少量剩余,若实验结束时发现无固体剩余,可能会对结果产生影响,分析原因:_______ 。
已知:,该反应在干燥条件下仅生成氨基甲酸铵,若有水存在则容易发生副反应生成无机盐。
I.制备氨基甲酸铵,部分实验装置如图所示:(1)如何检查装置A的气密性:
(2)装置A和B中装有相同的固体,则该固体为
(3)若缺少装置B,反应器中可能发生的副反应的化学方程式为
(4)装置E中浓硫酸的作用为
II.测定室温下(25℃)氨基甲酸铵分解的分压平衡常数:实验步骤:
①将氨基甲酸铵装入球泡中,调整旋塞位于d位置,调节恒温槽温度为25℃,将E处接至真空泵,打开K,降低体系内压强,利用水银压差计测得初始状态的压强为,关闭K。
②达到分解平衡时,利用水银压差计测得体系内压强为。
③反应结束后,调节旋塞的位置,然后E处接真空泵,经洗气瓶和干燥剂抽出氨基甲酸铵的分解产物。
(5)实验步骤③中调节旋塞位置为
(6)根据实验测得数据计算氨基甲酸铵固体分解的分压平衡常数为
(7)达到分解平衡时,氨基甲酸铵应有少量剩余,若实验结束时发现无固体剩余,可能会对结果产生影响,分析原因:
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6 . 氮及其化合物的研究对于生态环境保护和工农业生产发展非常重要。
(1)已知:2NH3(g)N2(g)+3H2(g),活化能Ea1=600 kJ/mol,合成氨有关化学键的键能如下表:
则合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的活化能Ea2=___________ 。
(2)在一定条件下,向某反应容器中投入1 mol N2、3mol H2在不同温度下反应,平衡体系中氨的质量分数随压强变化曲线如图1所示。温度T1、T2、T3中,由低到高为___________ , M点N2的转化率为___________ 。
(3)采用催化剂存在下臭氧氧化—碱吸收法同时脱除SO2和NO。
反应I:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g) = -200.9 kJ/mol
反应II:SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g) =-241.6 kJ/mol
一定条件下,向容积为2 L的反应器充如2.0 mol NO、2.0molSO2的模拟烟气和4.0molO3,升高温度,体系中NO和SO2的转化率随温度T变化如图2所示。下列有关说法错误的是___________ 。
A.温度越高,脱除SO2和NO的效果越好
B.相同温度下, NO的转化率远高于SO2
C.可根据不同温度下的转化率选择最佳温度脱除SO2和NO
(4)为避免汽车尾气中的氮氧化合物对大气的污染,需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) H=-746.8 kJ/mol。
实验测得:v正=k正p2(NO)·p2(CO),v逆=k逆p(N2)。p2(CO2)。其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,只与温度有关;p为气体分压(分压=物质的量分数×总压)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数___________ (选填“大于”“小于”或“等于”) k逆增大的倍数。
②一定温度下在刚性密闭容器中充入CO、NO和N2物质的量之比为2:2:1,压强为p0 kPa.达平衡时压强为0.9p0 kPa,则=___________ 。
(5)氮的氧化物脱除可用电化学原理处理,如图3装置可同时吸收SO2和NO。直流电源的正极为__________ (选填“a”或“b”),阳极的电极反应式___________ 。该电解装置选择___________ (选填“阳”或“阴")离子交换膜。
(1)已知:2NH3(g)N2(g)+3H2(g),活化能Ea1=600 kJ/mol,合成氨有关化学键的键能如下表:
化学键 | H-H | N≡N | N-H |
键能/kJ/mol | 436 | 946 | 391 |
(2)在一定条件下,向某反应容器中投入1 mol N2、3mol H2在不同温度下反应,平衡体系中氨的质量分数随压强变化曲线如图1所示。温度T1、T2、T3中,由低到高为
(3)采用催化剂存在下臭氧氧化—碱吸收法同时脱除SO2和NO。
反应I:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g) = -200.9 kJ/mol
反应II:SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g) =-241.6 kJ/mol
一定条件下,向容积为2 L的反应器充如2.0 mol NO、2.0molSO2的模拟烟气和4.0molO3,升高温度,体系中NO和SO2的转化率随温度T变化如图2所示。下列有关说法错误的是
A.温度越高,脱除SO2和NO的效果越好
B.相同温度下, NO的转化率远高于SO2
C.可根据不同温度下的转化率选择最佳温度脱除SO2和NO
(4)为避免汽车尾气中的氮氧化合物对大气的污染,需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) H=-746.8 kJ/mol。
实验测得:v正=k正p2(NO)·p2(CO),v逆=k逆p(N2)。p2(CO2)。其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,只与温度有关;p为气体分压(分压=物质的量分数×总压)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数
②一定温度下在刚性密闭容器中充入CO、NO和N2物质的量之比为2:2:1,压强为p0 kPa.达平衡时压强为0.9p0 kPa,则=
(5)氮的氧化物脱除可用电化学原理处理,如图3装置可同时吸收SO2和NO。直流电源的正极为
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7 . 氨是最基本的化工原料,常用于制液氮、氨水、硝酸、铵盐和胺类等。
(1)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,其反应如下:
根据下列键能数据,结合上述反应数据,计算的键能是___________ 。
(2)合成氨工业中,原料气(及少量的混合气)在进入合成塔前需经过铜氨液处理,目的是除去其中,其反应为:。
①配离子的中心离子是___________ ,配位数是___________ 。
②铜氨溶液吸收适宜的生产条件:___________ 温、___________ 压。(填“高”“低”)
(3)恒温恒压条件下,向容器中通入和,合成氨反应用摩尔分数表示的平衡常数,达到平衡时的转化率为___________ (保留3位有效数字)。(已知反应的,物质ⅰ的摩尔分数,)。
(4)制备时所需的可以通过反应合成,但缺。有学者倡议:常温下,把石膏矿中(Ⅱ)转化为难溶的,留下的和形成,反应方程式如下: ,化学平衡常数为,用下列相关的符号来表示___________ 。通过计算反应的判断以上倡议___________ (填“可行”或“不可行”)。
(已知、、、的、、)
(5)与镓在高温下生成,氮化镓晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被原子代替,顶点和面心的碳原子被原子代替。①以晶胞边长为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中的原子位置,称作原子坐标。原子坐标为,则原子坐标为___________ 。
②若为阿伏伽德罗常数的值,晶胞中原子与原子之间最短的核间距离是,则晶体的密度为___________ (只列计算式)。
(1)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,其反应如下:
根据下列键能数据,结合上述反应数据,计算的键能是
化学键 | ||
键能 | 946 | 436 |
(2)合成氨工业中,原料气(及少量的混合气)在进入合成塔前需经过铜氨液处理,目的是除去其中,其反应为:。
①配离子的中心离子是
②铜氨溶液吸收适宜的生产条件:
(3)恒温恒压条件下,向容器中通入和,合成氨反应用摩尔分数表示的平衡常数,达到平衡时的转化率为
(4)制备时所需的可以通过反应合成,但缺。有学者倡议:常温下,把石膏矿中(Ⅱ)转化为难溶的,留下的和形成,反应方程式如下: ,化学平衡常数为,用下列相关的符号来表示
(已知、、、的、、)
(5)与镓在高温下生成,氮化镓晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被原子代替,顶点和面心的碳原子被原子代替。①以晶胞边长为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中的原子位置,称作原子坐标。原子坐标为,则原子坐标为
②若为阿伏伽德罗常数的值,晶胞中原子与原子之间最短的核间距离是,则晶体的密度为
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8 . 精脱硫技术主要用于煤气中羰基硫(COS)和二硫化碳(CS2)的转化。回答下列问题:
(1)利用焦炉煤气中的H2可脱除煤气中羰基硫(COS)。羰基硫氢化反应历程有途径I和途径Ⅱ两种可能,如图所示:①已知羰基硫氢化反应速率较快,推测其更合理的反应历程是途径___________ (填“I”或“Ⅱ”)。
②反应的△H=___________ kJ·mol-1。
(2)MoS2可作羰基硫氢化反应的催化剂,催化机理如图所示:不同钼(Mo)含量的MoS2催化剂对COS转化率和H2S的选择性不同,实验数据如图所示。根据图中数据,选择___________ (填“3.4%Mo”或“8.7%Mo”)作催化剂效果最好;当H2S选择性低于100%时表明部分COS气体与催化剂发生了反应,催化剂有吸硫现象,若H2S选择性高于100%,可能的原因是___________ 。
(3)金属Mo的晶胞如图所示,若原子a、b的坐标分别为(0,0,0)、(1,0,0),则原子c的坐标为___________ ,设晶体密度为ρg·cm3,则晶胞参数为___________ pm(阿伏加德罗常数的值为NA)。(4)一定温度下,向恒容密闭容器中充入物质的量之比为1:4的CS2(g)和H2(g),发生反应,容器内气体压强随时间变化如下表所示。
①0-250min内,H2分压的平均变化值为___________ kPa·min-l。
②该温度下,平衡常数Kp=___________ (kPa)-2(列出计算式)。
(1)利用焦炉煤气中的H2可脱除煤气中羰基硫(COS)。羰基硫氢化反应历程有途径I和途径Ⅱ两种可能,如图所示:①已知羰基硫氢化反应速率较快,推测其更合理的反应历程是途径
②反应的△H=
(2)MoS2可作羰基硫氢化反应的催化剂,催化机理如图所示:不同钼(Mo)含量的MoS2催化剂对COS转化率和H2S的选择性不同,实验数据如图所示。根据图中数据,选择
(3)金属Mo的晶胞如图所示,若原子a、b的坐标分别为(0,0,0)、(1,0,0),则原子c的坐标为
时间/min | 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 |
压强/kPa | 100 | 88.0 | 79.8 | 72.4 | 68.2 | 65.0 | 65.0 |
②该温度下,平衡常数Kp=
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9 . 煤的间接液化是煤的综合利用的一种重要方法。首先是煤燃烧生成,再在钼系催化剂的催化作用下与反应,最终生成。过程中主要发生如下反应:
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)钼的基态原子中未成对电子数为_______ 。
(2)已知的燃烧热___ 。
(3)为更好地研究煤的液化过程,某学习小组对反应Ⅱ进行了系统的研究。在一个的刚性容器中加入气体及水蒸气,在及钼系催化剂(固体)存在条件下只发生反应Ⅱ。
①下列能说明该反应已达到平衡状态的有_______ (填标号) 。
A.的体积分数不再改变 B.不再改变
C.容器的总压不再改变 D.容器中气体的密度不再改变
②下图为四种组分的平衡时物质的量分数随温度的变化曲线。图中曲线b表示的物质是_______ ,原因是_______ 。③时该反应的平衡常数为_______ 。
④时,某同学在该容器中加入和,同时加入了和,达到平衡后的体积分数仍与N点相同,则_______ (用含m的代数式表示)。
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)钼的基态原子中未成对电子数为
(2)已知的燃烧热
(3)为更好地研究煤的液化过程,某学习小组对反应Ⅱ进行了系统的研究。在一个的刚性容器中加入气体及水蒸气,在及钼系催化剂(固体)存在条件下只发生反应Ⅱ。
①下列能说明该反应已达到平衡状态的有
A.的体积分数不再改变 B.不再改变
C.容器的总压不再改变 D.容器中气体的密度不再改变
②下图为四种组分的平衡时物质的量分数随温度的变化曲线。图中曲线b表示的物质是
④时,某同学在该容器中加入和,同时加入了和,达到平衡后的体积分数仍与N点相同,则
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解题方法
10 . 硫酸是一种重要的基本化工产品,接触法制硫酸的关键工序是的催化氧化: 。回答下列问题:
(1)该反应在有无催化剂下的部分反应历程如图所示:的________ (填“>”“<”或“=”,下同)0,________ 。
(2)在不同钒催化剂下,在相同时间内,的转化率与温度的关系如图所示:①催化性能最佳的催化剂是________ (填标号)。
②已知晶体钾属于立方晶系,晶胞参数为,晶体密度为,则钾晶胞中含有K的原子数为________ (列出计算式,设为阿伏加德罗常数的值)。
(3)在一定的温度和压强下,达到平衡时的转化率如下表所示:
实际生产中采用的压强为________ ,原因是_______________ 。
(4)在温度为T、容积为1L的恒容密闭容器中充入和,仅发生反应:,实验测得:、,平衡时的物质的量为,则________ 。
(1)该反应在有无催化剂下的部分反应历程如图所示:的
(2)在不同钒催化剂下,在相同时间内,的转化率与温度的关系如图所示:①催化性能最佳的催化剂是
②已知晶体钾属于立方晶系,晶胞参数为,晶体密度为,则钾晶胞中含有K的原子数为
(3)在一定的温度和压强下,达到平衡时的转化率如下表所示:
温度/℃ | 平衡时的转化率/% | ||||
0.1MPa | 0.5MPa | 1MPa | 5MPa | 10MPa | |
450 | 97.5 | 98.9 | 99.2 | 99.6 | 99.7 |
(4)在温度为T、容积为1L的恒容密闭容器中充入和,仅发生反应:,实验测得:、,平衡时的物质的量为,则
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182次组卷
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3卷引用:河南省濮阳市2024届高三第一次模拟考试理综-化学试题
河南省濮阳市2024届高三第一次模拟考试理综-化学试题山西省晋中市2024届高三第二次优生测试理综合化学试题-(已下线)题型11 反应原理综合题(25题)-2024年高考化学常考点必杀300题(新高考通用)