1 . I.回答下列问题
(1)下列变化中满足图示的是___________(填字母)。
(2)下图是在 101kPa、298K条件下,1mol NO₂气体和1mol CO反应生成 和 1mol NO 气体的能量变化的示意图。该反应的热化学方程式为___________ 。
(3)有关化学键的键能如上表所示。则该反应的反应热为ΔH=___________ 。
Ⅱ. 近年来,我国化工技术获得重大突破,利用合成气(主要成分为 CO、CO₂和) 在催化剂的作用下合成甲醇(CH₃OH)是其中的一个研究项目。该研究发生的主要反应如下:
i. CO与H₂反应合成甲醇:
i i.CO₂与H₂反应合成甲醇:
(4)上述反应符合原子经济性的是反应___________ (i或ii)。
(5)在某一时刻采取下列措施,能使反应 i 的反应速率减小的措施是___________。
(6)一定温度下,在容积固定的密闭容器中发生反应ii,下列说法可以表明反应达到化学平衡状态的是___________。
(7)H₂还原 CO电化学法制备甲醇( 的工作原理如图所示:通入H₂的一端是电池的___________ 极(填“正”或“负”),电池工作过程中 通过质子膜向___________ (填“左”或者“右”)移动,通入CO的一端发生的电极反应式为___________ 。
(1)下列变化中满足图示的是___________(填字母)。
A.镁和稀盐酸的反应 |
B.与NH₄Cl的反应 |
C.NaOH 固体加入水中 |
D.乙醇燃烧 |
(2)下图是在 101kPa、298K条件下,1mol NO₂气体和1mol CO反应生成 和 1mol NO 气体的能量变化的示意图。该反应的热化学方程式为
化学键 | C——H | C=C | C—C | H—H |
键能/(kJ·mol⁻¹) | 414 | 615 | 347.7 | 436.4 |
(3)有关化学键的键能如上表所示。则该反应的反应热为ΔH=
Ⅱ. 近年来,我国化工技术获得重大突破,利用合成气(主要成分为 CO、CO₂和) 在催化剂的作用下合成甲醇(CH₃OH)是其中的一个研究项目。该研究发生的主要反应如下:
i. CO与H₂反应合成甲醇:
i i.CO₂与H₂反应合成甲醇:
(4)上述反应符合原子经济性的是反应
(5)在某一时刻采取下列措施,能使反应 i 的反应速率减小的措施是___________。
A.恒温恒容下,再充入CO | B.升高温度 |
C.恒温恒容下,向其中充入Ar | D.恒温恒压下,向其中充入 Ar |
(6)一定温度下,在容积固定的密闭容器中发生反应ii,下列说法可以表明反应达到化学平衡状态的是___________。
A.单位时间内消耗 3molH₂, 同时生成1mol的 CH₃OH |
B.CH₃OH 的体积分数不再发生变化 |
C. |
D.容器内气体密度不再改变 |
(7)H₂还原 CO电化学法制备甲醇( 的工作原理如图所示:通入H₂的一端是电池的
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解题方法
2 . 氟化学在现代无机化学中占有相当重要的地位。请回答下列问题:
(1)1886年法国化学家莫瓦桑首次通过电解熔融的氟氢化钾()制备,两极均有气体产生。装置如图所示,钢电极与电源的_____ (填“正极”或“负极”)相连,阳极反应式为______ ,两极产生的气体产物必须隔开的原因是________ 。(2)已知: ;F-Cl(ClF中)的键能为248kJ/mol,F-Cl(中)的键能为172kJ/mol,F-F的键能为157kJ/mol。计算:Cl-Cl的键能为_______ kJ/mol。
(3)氟单质的氧化性很强,可与稀有气体氙(Xe)同时发生如下三个反应。
已知:分压=总压×该组分物质的量分数,对于反应,,其中kPa,、、、为各组分的平衡分压。
①在恒温、恒容条件下,向密闭容器中通入一定量的Xe和,下列有关说法不正确的是_______ (填序号)。
A.当混合气体的密度不变时,体系达到平衡
B.当Xe与的投料比为1∶1时,的平衡转化率大于Xe
C.达到平衡后将从体系中移除,反应ⅰ、ⅱ、ⅲ均正向移动
D.反应ⅰ、ⅱ、ⅲ均为放热反应
②在600K条件下,向体积为2L的密闭容器中通入30.0mol Xe和60.0mol ,10min时,产物的物质的量(n)如表所示。10min内,Xe的平均反应速率为_____ ,的转化率为______ 。
③523K时,以Xe和制取。反应达到平衡时,欲使产物,的分压为______ kPa。
(1)1886年法国化学家莫瓦桑首次通过电解熔融的氟氢化钾()制备,两极均有气体产生。装置如图所示,钢电极与电源的
(3)氟单质的氧化性很强,可与稀有气体氙(Xe)同时发生如下三个反应。
标准平衡常数 | (523K) | (673K) |
ⅰ. | ||
ⅱ. | ||
ⅲ. | 36 |
①在恒温、恒容条件下,向密闭容器中通入一定量的Xe和,下列有关说法不正确的是
A.当混合气体的密度不变时,体系达到平衡
B.当Xe与的投料比为1∶1时,的平衡转化率大于Xe
C.达到平衡后将从体系中移除,反应ⅰ、ⅱ、ⅲ均正向移动
D.反应ⅰ、ⅱ、ⅲ均为放热反应
②在600K条件下,向体积为2L的密闭容器中通入30.0mol Xe和60.0mol ,10min时,产物的物质的量(n)如表所示。10min内,Xe的平均反应速率为
物质 | |||
n/mol | 3.6 | 17.4 | 0.4 |
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3 . 乙烯是世界上产量最大的化学产品之一,是合成纤维、合成橡胶基本化工原料。二氧化碳氧化乙烷脱氢制乙烯为生产乙烯提供了新途径。一定温度下,与在催化剂表面发生如下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
已知部分共价键的键能如下表所示:
回答下列问题:
(1)反应Ⅱ:________ ,该反应的反应物和生成物中,属于杂化的原子种类有________ 种。
(2)用惰性气体与混合作为反应气体时只发生反应Ⅰ:,在923K、100kpa恒温恒压条件下,将的混合气体进行脱氢反应,平衡时的转化率为b,则该反应平衡常数________ kpa(用含a、b的代数式表示)。
(3)在一定条件下 反应达到平衡状态,当改变反应的某一条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________。
(4)反应Ⅱ: 是提高乙烯产率的关键,但同时发生副反应Ⅲ。
①为提高反应Ⅱ的平衡转化率,应选择的反应条件为________ 。
A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压
②基于上述反应,在催化剂表面与发生脱氢制乙烯的总反应为:,该反应温度常控制在600℃左右,其原因是________ 。
(5)乙烯氯化反应合成1,2-二氯乙烷电化学装置如图所示,A、B为多孔铂电极分别通入乙烯和氯气。A电极的电极反应式为________ ,离子交换膜为________ (填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
已知部分共价键的键能如下表所示:
共价键 | C-H | H-H | H-O | C=O |
键能 | 413 | 436 | 464 | 799 |
(1)反应Ⅱ:
(2)用惰性气体与混合作为反应气体时只发生反应Ⅰ:,在923K、100kpa恒温恒压条件下,将的混合气体进行脱氢反应,平衡时的转化率为b,则该反应平衡常数
(3)在一定条件下 反应达到平衡状态,当改变反应的某一条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________。
A.正反应速率先增大后减小 | B.混合气体密度增大 |
C.反应物的体积百分数增大 | D.化学平衡常数K值增大 |
(4)反应Ⅱ: 是提高乙烯产率的关键,但同时发生副反应Ⅲ。
①为提高反应Ⅱ的平衡转化率,应选择的反应条件为
A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压
②基于上述反应,在催化剂表面与发生脱氢制乙烯的总反应为:,该反应温度常控制在600℃左右,其原因是
(5)乙烯氯化反应合成1,2-二氯乙烷电化学装置如图所示,A、B为多孔铂电极分别通入乙烯和氯气。A电极的电极反应式为
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4 . 氢能的开发和利用是推动我国能源结构转型,保障国家能源安全,实现“碳达峰”、“碳中和”目标的重要途径。目前,我国已成为世界第一大产氢国,主要有三类工业制氢路线:
(1)化工燃料重整制氢
已知:
则与反应生成和的反应热是___________ 。
(2)工业副产氢
已知:工业上用水煤气法制氢气,有关化学方程式是:
反应一:
反应二:
①反应一在时达到化学平衡状态,则此温度下该反应的平衡常数表达式___________ 。
②在时将和各通入体积为的密闭容器中反应发生反应二,时达到平衡状态,该反应的平衡常数是9,则的转化率是___________ ,用的浓度变化表示的反应速率是___________ 。
(3)清洁能源电解制氢
已知:利用电解饱和食盐水可制得氢气,下图为电解装置示意图:①电极是极___________ (填“阴”或“阳”),电极的电极反应式___________ 。
②假设室温条件下电解饱和食盐水一段时间,当两极产生的气体共(标准状况下)时,溶液的为___________ (溶液体积没有变化)。
(1)化工燃料重整制氢
已知:
则与反应生成和的反应热是
(2)工业副产氢
已知:工业上用水煤气法制氢气,有关化学方程式是:
反应一:
反应二:
①反应一在时达到化学平衡状态,则此温度下该反应的平衡常数表达式
②在时将和各通入体积为的密闭容器中反应发生反应二,时达到平衡状态,该反应的平衡常数是9,则的转化率是
(3)清洁能源电解制氢
已知:利用电解饱和食盐水可制得氢气,下图为电解装置示意图:①电极是极
②假设室温条件下电解饱和食盐水一段时间,当两极产生的气体共(标准状况下)时,溶液的为
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解题方法
5 . 我国向国际社会承诺,2023年买现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”。已知500℃时,在2L恒容密闭容器中充入2mol 和6mol ,发生反应:,∆H=-49kJ/mol平衡时体系压强为,测得和的浓度随时间变化如图所示。(1)0~4min,平均反应速率_______ mol/(L∙min)。 H2和CO2转化率关系_______ (相等、不相等),15分钟后平衡,平衡时H2的转化率为_______ 。
(2)下列能说明该反应已达到平衡状态的是_________ 。
A.气体的密度不再变化
B.容器内气体的压强不再变化
C.
D.、、和浓度之比为1:3:1:1
该温度下平衡常数________ (用各气体分压代入K的公式,用含的代数式表示,为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
一定比例的和在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示。(3)温度为470K时,图中P点________ (填是或不是)处于平衡状态,如果P不是平衡的,继续反应则平衡转化率________ 。490K之后,甲醇产率下降的原因是________________ 。
电解法转化可实现的资源化利用,电解制的原理示意图如图所示:(4)装置中Pt片应与电源的______ 极相连,反应时阴极电极反应式为_____________ 。
(2)下列能说明该反应已达到平衡状态的是
A.气体的密度不再变化
B.容器内气体的压强不再变化
C.
D.、、和浓度之比为1:3:1:1
该温度下平衡常数
一定比例的和在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示。(3)温度为470K时,图中P点
电解法转化可实现的资源化利用,电解制的原理示意图如图所示:(4)装置中Pt片应与电源的
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解题方法
6 . 对和进行回收利用是节能减排的重要课题。某温度下,向恒容密闭容器中充入发生反应:。
(1)①只改变下列某一反应条件时,能使上述反应速率加快的是_______ 。
A.使用高效催化剂 B. 向容器中充入氩气
C. 降低温度 D. 减小的物质的量
②下列能说明反应达到平衡状态的是_______ 。
A.混合气体的密度保持不变
B.的物质的量保持不变
C.容器内混合气体原子总数不变
D.每生成的同时消耗
(2)在体积为密闭容器中充入和,发生反应,测得的物质的量随时间变化如图所示。①反应到达时,_______ (填>“<”或“=)。
②内,_______ 。
③反应达到平衡状态时,的体积分数为_______ (保留1位小数)。
④a、b、c三点中代表达到平衡的是_______ ,a点的正反应速率_______ (填>、<或=)b点的逆反应速率
⑤“二甲醚酸性燃料电池”的工作原理示意图如图所示。A电极为_______ (填“正”或“负”)极:该电极的电极反应式为:_______ ,当消耗的二甲醚时,转移电子的数目为:_______ 。
(1)①只改变下列某一反应条件时,能使上述反应速率加快的是
A.使用高效催化剂 B. 向容器中充入氩气
C. 降低温度 D. 减小的物质的量
②下列能说明反应达到平衡状态的是
A.混合气体的密度保持不变
B.的物质的量保持不变
C.容器内混合气体原子总数不变
D.每生成的同时消耗
(2)在体积为密闭容器中充入和,发生反应,测得的物质的量随时间变化如图所示。①反应到达时,
②内,
③反应达到平衡状态时,的体积分数为
④a、b、c三点中代表达到平衡的是
⑤“二甲醚酸性燃料电池”的工作原理示意图如图所示。A电极为
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解题方法
7 . 减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容。合理应用和处理氮及其化合物,在生产生活中有重要意义。
Ⅰ.雾霾严重影响人们的生活,雾霾的形成与汽车排放的等有毒气体有关。
(1)通过活性炭对汽车尾气进行处理,相关原理为C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。下列情况能说明该反应达到平衡状态的是_____ 。
A. B.混合气体中的体积分数保持不变
C.单位时间内断裂1个同时生成1个C=O D.恒温、恒容条件下,混合气体的密度保持不变
E.恒温、恒压条件下,混合气体的平均摩尔质量保持不变
(2)在催化转化器中,汽车尾气中的CO和NO可发生反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g),若在容积为10L的密闭容器中进行该反应,起始时充入0.4molCO、0.2molNO,反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。①实验b从开始至平衡时的反应速率v(CO)=______ 。
②实验a中NO的平衡转化率为______ 。
③与实验b相比,实验c改变的条件是_______ 。
Ⅱ.为减少汽车尾气的污染,逐步向着新能源汽车发展。肼—空气燃料电池是一种碱性电池,无污染,能量高,有广泛的应用前景,其工作原理如图所示,
(3)回答下列问题:①该燃料电池负极发生的反应式为______ 。
②电池工作时,移向______ 电极(填“a”或“b”)。
③当电池放电转移10mol电子时,至少消耗燃料肼_____ g。
Ⅰ.雾霾严重影响人们的生活,雾霾的形成与汽车排放的等有毒气体有关。
(1)通过活性炭对汽车尾气进行处理,相关原理为C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。下列情况能说明该反应达到平衡状态的是
A. B.混合气体中的体积分数保持不变
C.单位时间内断裂1个同时生成1个C=O D.恒温、恒容条件下,混合气体的密度保持不变
E.恒温、恒压条件下,混合气体的平均摩尔质量保持不变
(2)在催化转化器中,汽车尾气中的CO和NO可发生反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g),若在容积为10L的密闭容器中进行该反应,起始时充入0.4molCO、0.2molNO,反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。①实验b从开始至平衡时的反应速率v(CO)=
②实验a中NO的平衡转化率为
③与实验b相比,实验c改变的条件是
Ⅱ.为减少汽车尾气的污染,逐步向着新能源汽车发展。肼—空气燃料电池是一种碱性电池,无污染,能量高,有广泛的应用前景,其工作原理如图所示,
(3)回答下列问题:①该燃料电池负极发生的反应式为
②电池工作时,移向
③当电池放电转移10mol电子时,至少消耗燃料肼
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解题方法
8 . 随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳资源化利用倍受关注。
I.以和为原料合成尿素 。
(1)有利于提高平衡转化率的措施是___________(填序号)。
(2)研究发现,合成尿素反应分两步完成,其能量变化如下图所示:
第一步:
第二步: ①图中___________ 。
②决定该反应速率是___________ 反应(填“第一步”或“第二步”),理由是___________ 。
Ⅱ.以和催化重整制备合成气:。
(3)在密闭容器中通入物质的量均为的和,在一定条件下发生反应,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行,下列叙述能说明反应到达平衡状态的是___________ (填序号)。
A.容器中混合气体的密度保持不变 B.容器内混合气体的压强保持不变
C.反应速率: D.同时断裂键和键
②由图可知,压强___________ (填“>”“<”或“=”,下同);点速率___________ 。
③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数,则点对应温度下的___________ (用含的代数式表示)。
Ⅲ.电化学法还原二氧化碳制乙烯
在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图所示:(4)阴极电极反应式为___________ 。
I.以和为原料合成尿素 。
(1)有利于提高平衡转化率的措施是___________(填序号)。
A.高温低压 | B.低温高压 | C.高温高压 | D.低温低压 |
(2)研究发现,合成尿素反应分两步完成,其能量变化如下图所示:
第一步:
第二步: ①图中
②决定该反应速率是
Ⅱ.以和催化重整制备合成气:。
(3)在密闭容器中通入物质的量均为的和,在一定条件下发生反应,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行,下列叙述能说明反应到达平衡状态的是
A.容器中混合气体的密度保持不变 B.容器内混合气体的压强保持不变
C.反应速率: D.同时断裂键和键
②由图可知,压强
③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数,则点对应温度下的
Ⅲ.电化学法还原二氧化碳制乙烯
在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图所示:(4)阴极电极反应式为
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解题方法
9 . 软锰矿的主要成分为MnO2,含少量Al2O3和SiO2。闪锌矿主要成分为ZnS,含少量FeS、CuS、CdS杂质。现以软锰矿和闪锌矿为原料制备MnO2和Zn,其简化流程如下:已知:I.矿石中所有金属元素在滤液A中均以离子形式存在。
Ⅱ.常温下各种金属离子完全沉淀的pH如下表:
回答下列问题:
(1)为了加快矿石的酸浸速率,通常采用的方法有___________ (写出两种)。
(2)滤渣2的成分有___________ (填化学式)。
(3)步骤①中发生多个反应,其中、FeS与硫酸共热时有淡黄色物质析出,溶液变为棕黄色,写出、FeS与硫酸共热发生反应的离子方程式___________ 。
(4)步骤③中的作用可以用___________ 溶液(填化学式)来代替,有关反应的离子方程式为___________ ;另外一种物质X用来调节溶液的pH,X可以是下列的___________ (填序号)。
A. B.ZnO C. D.
(5)当金属离子浓度为时认为该离子完全沉淀,则___________ 。
(6)步骤④以锂离子电池作电源,用惰性电极进行电解,其阳极的电极反应式为___________ ;用可以制取锂离子电池的正极材料,该电池充电时的反应为:,写出充电时阳极的电极反应式___________ 。
Ⅱ.常温下各种金属离子完全沉淀的pH如下表:
pH | 8.0 | 10.1 | 9.0 | 3.2 | 4.7 |
(1)为了加快矿石的酸浸速率,通常采用的方法有
(2)滤渣2的成分有
(3)步骤①中发生多个反应,其中、FeS与硫酸共热时有淡黄色物质析出,溶液变为棕黄色,写出、FeS与硫酸共热发生反应的离子方程式
(4)步骤③中的作用可以用
A. B.ZnO C. D.
(5)当金属离子浓度为时认为该离子完全沉淀,则
(6)步骤④以锂离子电池作电源,用惰性电极进行电解,其阳极的电极反应式为
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10 . 随着“碳达峰”、“碳中和”战略的提出,大气中含量的控制和回收利用已成为当今化学研究的主题,其过程包括的富集、的合成气化、的甲醇化、的甲烷化等。回答下列问题:
(1)的富集:含量较高的空气叫富碳空气,捕集其中的可通过如下途径实现。通入富碳空气后,饱和纯碱水变浑浊,其原因是___________ (用文字叙述)。
(2)的合成气化:反应原理为 。已知有关反应的热化学方程式: , 。
①___________ 。
②利于该反应自发进行的条件为___________ (填“高温”“低温”或“任意条件”)。
(3)的甲醇化:利用光解海水产生的将转化为甲醇 ],其转化过程如图1所示。①反应i的能量转化方式为___________ 。
②一定温度下,向体积为的密闭容器中充入和,发生反应后到达平衡,此时。前内,___________ ,该温度下反应的平衡常数___________ (用分数表示)。
③一定温度下,在一个固定体积的密闭容器中仅发生反应ii,下列不能说明反应达到平衡状态的是___________ (填字母)。
A.容器内气体的压强不变
B.容器内混合气体的总物质的量不变
C.和物质的量之比不变
D.单位时间内,每有键断裂,同时有键形成
(4)的甲烷化:科学家利用吸收后的纯碱水溶液,通过电解转化为及及的产率随电解电压变化曲线如图2所示。①电压较高时,转化为的电极反应式为___________ 。
②工业生产上常采用较高电压,其目的为___________ 。
(1)的富集:含量较高的空气叫富碳空气,捕集其中的可通过如下途径实现。通入富碳空气后,饱和纯碱水变浑浊,其原因是
(2)的合成气化:反应原理为 。已知有关反应的热化学方程式: , 。
①
②利于该反应自发进行的条件为
(3)的甲醇化:利用光解海水产生的将转化为甲醇 ],其转化过程如图1所示。①反应i的能量转化方式为
②一定温度下,向体积为的密闭容器中充入和,发生反应后到达平衡,此时。前内,
③一定温度下,在一个固定体积的密闭容器中仅发生反应ii,下列不能说明反应达到平衡状态的是
A.容器内气体的压强不变
B.容器内混合气体的总物质的量不变
C.和物质的量之比不变
D.单位时间内,每有键断裂,同时有键形成
(4)的甲烷化:科学家利用吸收后的纯碱水溶液,通过电解转化为及及的产率随电解电压变化曲线如图2所示。①电压较高时,转化为的电极反应式为
②工业生产上常采用较高电压,其目的为
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