1 . 利用催化加氢合成乙烯可实现的综合利用。反应方程式为,在一定压强下,按投料反应。平衡时四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。下列有关说法错误的是
A.该反应为放热反应 | B.A点时 |
C.曲线a、b分别表示、 | D.同一温度下与的转化率始终相等 |
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2 . 二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”,由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
①
②
③
回答下列问题:
(1)反应的平衡常数K=________ (用、、表示)。
(2)在保持反应物投料不变的情况下,请写出一条提高甲醇产率的措施________ 。
(3)一定温度下,将0.2molCO和通入2L恒容密闭容器中,发生反应③,5min后达到化学平衡,平衡后测得的体积分数为0.1。则0~5min内________ ,CO的转化率为________ 。
(4)将合成气以通入1L的反应器中,一定条件下发生反应: ,其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图1所示。下列说法正确的是________ (填字母)。
(5)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和制备二甲醚(DME)。观察图2,当约为________ 时最有利于二甲醚的合成。
①
②
③
回答下列问题:
(1)反应的平衡常数K=
(2)在保持反应物投料不变的情况下,请写出一条提高甲醇产率的措施
(3)一定温度下,将0.2molCO和通入2L恒容密闭容器中,发生反应③,5min后达到化学平衡,平衡后测得的体积分数为0.1。则0~5min内
(4)将合成气以通入1L的反应器中,一定条件下发生反应: ,其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图1所示。下列说法正确的是
图1
A. B. C.若在和316℃时,起始时,则平衡时,α(CO)小于50%(5)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和制备二甲醚(DME)。观察图2,当约为
图2
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3 . 氨是最重要的化学品之一,我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题:
(1)在不同压强下,以两种不同组成进料,反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为,另一种为。(物质i的摩尔分数:)___________ ,判断的依据是___________ 。
②进料组成中含有惰性气体的图是___________ 。
③图3中,当、时,氮气的转化率___________ 。该温度时,反应的平衡常数___________ (化为最简式)。
(1)在不同压强下,以两种不同组成进料,反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为,另一种为。(物质i的摩尔分数:)
①图中压强由小到大的顺序为
②进料组成中含有惰性气体的图是
③图3中,当、时,氮气的转化率
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4 . 合成氨厂和硝酸厂的烟气中含有大量的氮氧化物,脱硝是指将烟气中的氮氧化物转化为无毒无害物质的化学过程。回答下列问题:
(1)在一定条件下,向某反应容器中投入5molN2、15molH2在不同温度(T)下发生反应:,平衡体系中的质量分数随平衡时气体总压强变化的曲线如图所示。①T1、T2、T3中,温度最低的是___________ 。
②M点时,的转化率为___________ 。
③下列情况能说明反应达到平衡状态的是___________ (填标号)。
A.2v(NH3)=3v(H2)
B.混合气体的相对分子质量不再变化
C.N2体积分数不再变化
D.恒容容器中混合气体的密度保持不变
(1)在一定条件下,向某反应容器中投入5molN2、15molH2在不同温度(T)下发生反应:,平衡体系中的质量分数随平衡时气体总压强变化的曲线如图所示。①T1、T2、T3中,温度最低的是
②M点时,的转化率为
③下列情况能说明反应达到平衡状态的是
A.2v(NH3)=3v(H2)
B.混合气体的相对分子质量不再变化
C.N2体积分数不再变化
D.恒容容器中混合气体的密度保持不变
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5 . 甲醇是重要的化工原料,可以使用多种方法制备甲醇。
(1)利用CO2和H2合成甲醇,在催化剂Cu/ZnO作用下可发生如下两个平行反应。
反应I:CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)
反应II:CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g);
温度对CO2转化率及甲醇和CO产率的影响如图乙所示。①由图乙判断合成CH3OH最适宜的温度是___________ 。
②由图可知,温度升高CH3OH产率先升高后降低,降低的可能原因是___________ 。
③下列措施有利于提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率的有___________ 。
A.增大体系压强
B.提高CO2和H2的投料比
C.体积和投料比不变,提高反应物浓度
(2)利用CH4与O2在催化剂的作用下合成甲醇。主反应:CH4(g)+O2(g)→CH3OH(g),副反应:CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(g)。在温度为T℃、压强为PKPa条件下,向容器中充入2molCH4、1molO2和6molH2O,充分反应达平衡时CH4的转化率为50%,产物的选择性(如甲醇的选择性=)如图丙所示:①求平衡时O2的物质的量为___________
②主反应的相对压力平衡常数=___________ 。(用含P和p0的计算式表示。表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压除以p0)
(1)利用CO2和H2合成甲醇,在催化剂Cu/ZnO作用下可发生如下两个平行反应。
反应I:CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)
反应II:CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g);
温度对CO2转化率及甲醇和CO产率的影响如图乙所示。①由图乙判断合成CH3OH最适宜的温度是
②由图可知,温度升高CH3OH产率先升高后降低,降低的可能原因是
③下列措施有利于提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率的有
A.增大体系压强
B.提高CO2和H2的投料比
C.体积和投料比不变,提高反应物浓度
(2)利用CH4与O2在催化剂的作用下合成甲醇。主反应:CH4(g)+O2(g)→CH3OH(g),副反应:CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(g)。在温度为T℃、压强为PKPa条件下,向容器中充入2molCH4、1molO2和6molH2O,充分反应达平衡时CH4的转化率为50%,产物的选择性(如甲醇的选择性=)如图丙所示:①求平衡时O2的物质的量为
②主反应的相对压力平衡常数=
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6 . 利用γ-丁内酯制备1,4-丁二醇,反应过程中伴有生成四氢呋喃和1-丁醇的副反应,涉及反应如下:已知:①反应Ⅰ为快速平衡,可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响;②因反应Ⅰ在高压氛围下进行,故压强近似等于总压。回答下列问题:
(1)以或为初始原料,在的高压氛围下,分别在恒压容器中进行反应。达平衡时,以为原料,体系向环境放热,转化率为α;以为原料,体系从环境吸热,转化率为。忽略副反应,反应Ⅰ焓变_______ 与的数学关系为_______ 。
(2)初始条件同上。表示某物种i的物质的量与除外其它各物种总物质的量之比,和随时间t变化关系如图1所示。实验测得,则图中表示初始反应物为_______ (填“”或“”)时的变化关系;反应Ⅰ平衡常数_______ (保留两位有效数字)。以为原料时,时刻_______ ,产率=_______ (保留两位有效数字)。(3)三种条件下,以为初始原料,在相同体积的刚性容器中发生反应,反应物的转化率随时间t变化关系如图2所示。因反应在高压氛围下进行,可忽略压强对反应速率的影响。曲线a、b、c中,对应条件的是_______ (填代号);与曲线b相比,曲线c达到平衡所需时间更长,原因是_______ 。
(1)以或为初始原料,在的高压氛围下,分别在恒压容器中进行反应。达平衡时,以为原料,体系向环境放热,转化率为α;以为原料,体系从环境吸热,转化率为。忽略副反应,反应Ⅰ焓变
(2)初始条件同上。表示某物种i的物质的量与除外其它各物种总物质的量之比,和随时间t变化关系如图1所示。实验测得,则图中表示初始反应物为
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7 . 2023年9月23日第19届亚运会在我国杭州正式开幕。开幕式主火炬首次使用了零碳甲醇燃料,充分体现了杭州亚运会“绿色、智能、节俭、文明”的办赛理念。已知一定条件下,催化加氢生产甲醇,发生如下反应:
反应;
反应ii:。
(1)反应体系中存在反应,则____________ 。
(2)将和通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,的体积分数变化趋势如图甲所示:①平衡时,点的体积分数为,则的转化率为____________ 。(计算结果保留三位有效数字)。
(2)轴上点的数值比点____________ (填“大”或“小”)。
(3)在不同压强下,按照进行投料,在容器中发生上述三个反应,平衡时,和在含碳产物和中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图乙所示:①压强由大到小的顺序为____________ 。
②曲线____________ (填“”或“”)代表在含碳产物中的物质的量分数。
③在,压强为时,反应的浓度平衡常数____________ (填含的表达式)。
(4)光催化制甲醇技术也是研究热点。如图丙铜基纳米光催化材料还原的机理为:光照时,低能价带失去电子并产生空穴(,具有强氧化性)。
①光催化原理与电解原理类似,写出高能导带的电极反应式:____________ 。
②太阳光激发下,在导带和价带中除了产生电子和空穴外,还会生成____________ (填写微粒名称)参与的还原再生。
反应;
反应ii:。
(1)反应体系中存在反应,则
(2)将和通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,的体积分数变化趋势如图甲所示:①平衡时,点的体积分数为,则的转化率为
(2)轴上点的数值比点
(3)在不同压强下,按照进行投料,在容器中发生上述三个反应,平衡时,和在含碳产物和中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图乙所示:①压强由大到小的顺序为
②曲线
③在,压强为时,反应的浓度平衡常数
(4)光催化制甲醇技术也是研究热点。如图丙铜基纳米光催化材料还原的机理为:光照时,低能价带失去电子并产生空穴(,具有强氧化性)。
①光催化原理与电解原理类似,写出高能导带的电极反应式:
②太阳光激发下,在导带和价带中除了产生电子和空穴外,还会生成
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2024-04-16更新
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376次组卷
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2卷引用:黑龙江省部分学校2024届高三第二次模拟考试化学试题
解题方法
8 . 向100mL0.001mol⋅L-1A溶液中逐滴加入等浓度B溶液,反应为 (忽略温度对的影响)。下列说法错误的是
A. |
B. |
C.时,该反应平衡常数约为667L·mol-1 |
D.时,100mL0.001mol⋅L-1的AB溶液达到平衡时,吸收热量Q>4.3J |
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9 . 甲烷化反应即为氢气和碳氧化物反应生成甲烷,有利于实现碳循环利用。已知涉及的反应如下:
反应Ⅰ: ∆H1<0
反应Ⅱ: ∆H2<0
在360℃时,在固定容积的容器中进行上述反应,平衡时CO和H2的转化率及CH4和 CO2的产率随 变化的情况如图所示。若按 向恒容容器内投料,初始压强为 p₀[已知:①CH,的选择性= 100%;②平衡常数用分压表示,分压=总压×物质的量分数]。 下列说法错误的是
反应Ⅰ: ∆H1<0
反应Ⅱ: ∆H2<0
在360℃时,在固定容积的容器中进行上述反应,平衡时CO和H2的转化率及CH4和 CO2的产率随 变化的情况如图所示。若按 向恒容容器内投料,初始压强为 p₀[已知:①CH,的选择性= 100%;②平衡常数用分压表示,分压=总压×物质的量分数]。 下列说法错误的是
A.图中表示CO转化率变化的曲线是 b, 产率变化的曲线是c |
B.点 C 通过改变温度达到点 A,则 A、B、C 三点温度由大到小为 |
C.若两个反应达到平衡时总压为 ,CO的平衡转化率为a,则 CH₄的选择性 |
D.若两个反应达到平衡时总压为 CO的平衡转化率为a,则反应Ⅰ的 |
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10 . 利用可见光催化还原,将转化为增值化学原料(HCHO、HCOOH、等),这被认为是一种可持续的资源化有效途径。
(1)已知几种物质的燃烧热(△H)如表所示:
已知: ,则 ______ 。
(2)我国学者探究了BiIn合金催化剂电化学还原生产HCOOH的催化性能及机理,并通过DFT计算催化剂表面该还原过程的物质的相对能量,如图所示(带“*”表示物质处于吸附态),试从图分析,采用BiIn合金催化剂优于中金属Bi和单金属In催化剂的原因分别是______ 。
(3)催化加氢制的反应体系中,发生的主要反应有:
ⅰ、
ⅱ、
ⅲ、
一定压强下,往某密闭容器中按投料比充入和,反应达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
①下列说法正确的是______ 。
A.恒温恒压时充入氦气,反应ⅱ、ⅲ的平衡均逆向移动,反应ⅰ不移动
B.增大的比值,的平衡转化率增大
C.图中X、Y分别代表CO、
D.体系中的的物质的量分数随温度变化不大,原因是温度变化,反应ⅰ、ⅲ的平衡移动方向相反
②在上图中画出反应达到平衡时,随温度变化趋势图(只用画220℃以后)______ 。
③在一定温度下,向容积为2L的恒容密闭容器中充入1mo1(g)和nmol(g)。仅发生反应ⅲ。实验测得的平衡分压与起始投料比[]的关系如图。起始时容器内气体的总压强为8pkPa,则b点时反应的平衡常数______ (用含p的表达式表示)。(已知:用气体分压计算的平衡常数为,分压=总压×物质的量分数)。
(1)已知几种物质的燃烧热(△H)如表所示:
物质 | HCHO(g) | (g) |
燃烧热(△H)() | -570.8 | -285.8 |
(2)我国学者探究了BiIn合金催化剂电化学还原生产HCOOH的催化性能及机理,并通过DFT计算催化剂表面该还原过程的物质的相对能量,如图所示(带“*”表示物质处于吸附态),试从图分析,采用BiIn合金催化剂优于中金属Bi和单金属In催化剂的原因分别是
(3)催化加氢制的反应体系中,发生的主要反应有:
ⅰ、
ⅱ、
ⅲ、
一定压强下,往某密闭容器中按投料比充入和,反应达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
①下列说法正确的是
A.恒温恒压时充入氦气,反应ⅱ、ⅲ的平衡均逆向移动,反应ⅰ不移动
B.增大的比值,的平衡转化率增大
C.图中X、Y分别代表CO、
D.体系中的的物质的量分数随温度变化不大,原因是温度变化,反应ⅰ、ⅲ的平衡移动方向相反
②在上图中画出反应达到平衡时,随温度变化趋势图(只用画220℃以后)
③在一定温度下,向容积为2L的恒容密闭容器中充入1mo1(g)和nmol(g)。仅发生反应ⅲ。实验测得的平衡分压与起始投料比[]的关系如图。起始时容器内气体的总压强为8pkPa,则b点时反应的平衡常数
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