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解析
| 共计 82 道试题
1 . 减少排放并实现的有效转化是科研的热点。以下几种为常见的利用方法,回答下列问题:
I.利用干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用,还可以缓解温室效应对环境的影响。该反应一般认为通过如下步骤来实现:
i.
ii.[为吸附活性炭]
反应过程的能量变化如图所示:

(1)干重整反应的总热化学方程式为___________,其反应速率由反应ⅰ决定,则反应ⅱ的逆反应活化能应小于___________
II.以氧化铟()作催化剂,可实现催化加氢制甲醇。
已知:①催化剂时具有活性,而时无活性。
在活化的催化剂表面同时发生如下反应:
反应iii:主反应
反应iv:副反应
(2)工业上以原料气通过催化剂表面的方法生产甲醇,是造成催化剂失活的重要原因,为了减少催化剂的失活,可以采用的方法是___________
(3)反应iii、iv的平衡常数的的变化曲线如图所示:

由图可知,代表反应iii的曲线是___________(填“”或“”),原因是___________;升高温度,反应iv的平衡常数___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)在恒温恒容密闭容器中,按物质的量比加入,发生反应iii和反应iv,初始压强为。相同时间内的转化率、甲醇的产率在不同温度下的变化如图所示(不考虑温度对催化剂的影响):

①在以上,升高温度,甲醇的产率降低的原因是___________
时,反应已处于平衡状态,此时容器内压强为,则反应ⅳ的平衡常数___________(结果用分数表示)。
解答题-原理综合题 | 较难(0.4) |
名校
2 . 氨的合成对国民经济发展有重要意义,Haber-Bosch法合成氨发生的反应为:,回答下列问题:
(1)氨气可用于工业脱硝(NO),脱硝反应为:     
已知:反应①:     
反应②:     
反应①中正反应的活化能___________逆反应的活化能(填“小于”或“大于”),由反应①和反应②可知脱硝反应的___________
(2)在密闭容器中充入0.1 mol 和0.3 mol 模拟Haber-Bosch法合成氨,平衡时的体积分数(ω)随温度和压强(单位:kPa)的变化如图所示。
   
①图中压强从大到小的顺序是___________(压强用表示),写出判断依据:___________
②250℃,压强为条件下,10 min反应达到平衡,若平衡时容器体积为2 L,则0~10 min内氨气的平均反应速率为___________
③250℃,压强为条件下反应的压强平衡常数___________(用气体的平衡分压代替平衡浓度计算,某气体的平衡分压=平衡时气体总压×该气体的物质的量分数,结果保留1位小数)。图中(A点)___________(B点)(填“>”“<”或“=”)。
④不改变的初始投入量和催化剂的种类,为了提高的产率,除了改变温度和压强外还可采取的措施是___________
3 . 用活性炭还原处理氮氧化物,有关反应为C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。
(1)写出上述反应的平衡常数表达式:_______
(2)在2 L恒容密闭容器中加入足量C与NO发生反应,所得数据如表,回答下列问题。
实验编号温度/℃起始时NO的物质的量/mol平衡时N2的物质的量/mol
17000.400.09
28000.240.08
①结合表中数据,判断该反应的ΔH_______(填“>”或“<”)0,理由是_______
②判断该反应达到平衡状态的依据是_______(填字母)。
A.容器内气体密度恒定       B.容器内各气体浓度恒定
C.容器内压强恒定         D.2v(NO)=v(N2)
(3)700 ℃时,若向2 L体积恒定的密闭容器中充入一定量N2和CO2发生反应:N2(g)+CO2(g) C(s)+2NO(g);其中N2、NO物质的量随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题。

①0~10 min内CO2的平均反应速率v=_______
②图中A点v_______(填“>”“<”或“=”)v
③第10 min时,外界改变的条件可能是_______(填字母)。
A.加催化剂          B.增大C的物质的量
C.减小CO2的物质的量     D.升温                      E.降温
(4)采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒,在发展非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇方向取得重要进展,该反应历程如图所示。

容易得到的副产物有CO和CH2O,其中相对较多的副产物为_______;上述合成甲醇的反应速率较慢,要使反应速率加快,主要降低下列变化中_______(填字母)的能量变化。
A.*CO+*OH*CO+*H2O     B.*CO*OCH
C.*OCH2*OCH3         D.*OCH3*CH3OH
解答题-原理综合题 | 适中(0.65) |
名校
4 . 制甲醇有多种方法,其中催化加氢的主要反应是:
Ⅰ.   
Ⅱ.   
(1)还原CO反应合成甲醇的热化学方程式为:   ,则_______kJ/mol,该反应自发进行的条件为_______
A.高温       B.低温       C.任何温度条件下
(2)①已知反应Ⅰ的速率方程为 ,k,k均为速率常数且只与温度有关,x为物质的量分数。其物质的量分数平衡常数_______(以k、k表示)
②在恒容密闭容器中,由进行反应Ⅰ合成甲醇,在其它条件不变的情况下,有利于提高平衡转化率的措施有_______(填标号)。
A.反应中及时分离出甲醇       B.投料比不变,增加反应物的浓度
C.增大的初始投料比       D.混合气体中掺入一定量惰性气体
(3)控制初始投料比为1:3时,温度对平衡转化率及甲醇和CO的产率的影响如图所示,则在250℃以上,升高温度的转化率增大,但甲醇的产率降低,原因是_______

(4)300℃,在固定容积为1.0L的容器中初始投料2.0mol和3.2mol,反应Ⅰ达到平衡状态时,的转化率为50%,甲醇的选择性为60%(参与反应的中转化为甲醇的百分比)。则300℃时反应Ⅰ的平衡常数K=_______
2022-10-27更新 | 171次组卷 | 1卷引用:山西省晋城市第一中学2022-2023学年高三上学期第六次调研考试化学试题
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5 . 温室气体让地球发烧,倡导低碳生活,是一种可持续发展的环保责任,将CO2应用于生产中实现其综合利用是目前的研究热点。
Ⅰ.在催化作用下由CO2和CH4转化为CH3COOH的反应历程示意图如图。

(1)在合成CH3COOH的反应历程中,下列有关说法正确的是_______(填字母)。
A.该催化剂使反应的平衡常数增大
B.CH4→CH3COOH过程中,有C-H键断裂和C-C键形成
C.生成乙酸的反应原子利用率100%
D.ΔH=E2-E1

Ⅱ.以CO2、C2H6为原料合成C2H4涉及的主要反应如下:
CO2(g)+C2H6(g)⇌C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) ΔH=+177 kJ·mol-1(主反应)
C2H6(g)⇌CH4(g)+H2(g)+C(s) ΔH=+9 kJ·mol-1(副反应)
(2)主反应的反应历程可分为如下两步,反应过程中能量变化如图1所示:

ⅰ.C2H6(g)⇌C2H4(g)+H2(g) ΔH1=+136 kJ·mol-1
ⅱ.H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)+CO(g) ΔH2
ΔH2=_______,主反应的决速步骤为_______(填“反应ⅰ”或“反应ⅱ”)。
(3)向恒压密闭容器中充入CO2和C2H6,温度对催化剂K­Fe­Mn/Si­2性能的影响如图2所示,工业生产中主反应应选择的温度是_______

(4)在一定温度下的密闭容器中充入一定量的CO2和C2H6,固定时间测定不同压强下C2H4的产率如图3所示,p1压强下a点反应速率:v(正)_______v(逆)。

(5)某温度下,在0.1 MPa恒压密闭容器中充入等物质的量的CO2和C2H6,只发生主反应,达到平衡时C2H4的物质的量分数为20%,该温度下反应的平衡常数Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
6 . 在“碳达峰、碳中和”的目标引领下,对减少二氧化碳排放的相关技术研究正成为世界各国的前沿发展方向。回答下列问题:
(1)利用CH4-CO2干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用,还可以缓解温室效应对环境的影响。
①该反应一般认为通过如下步骤来实现:
I.CH4(g)=C(ads)+2H2(g)
II.C(ads)+CO2(g)=2CO(g)
上述反应中C( ads)为吸附活性炭,反应历程的能量变化如图所示:

①反应I是___________(填“ 慢反应”或“快反应”),CH4-CO2干重整反应的热化学方程式为_____。(选取图中E1、E2、E3、E4、E5表示反应热)。
②在恒压条件下,等物质的量的CH4(g)和CO2(g)发生干重整反应时,各物质的平衡转化率随温度变化如图1所示。已知在干重整中还发生了副反应:H2(g)+CO2(g)=H2O(g)+CO(g) ΔH> 0,则表示CO2平衡转化率的是曲线___________ (填“ A”或“B") ,判断的依据是___________
③在恒压p 、800 K条件下,在密闭容器中充入等物质的量的CH4(g)和CO2(g) ,若曲线A对应物质的平衡转化率为40%,曲线B对应物质的平衡转化率为20%,则以上反应平衡体系中n(H2): n(H2O)=___________,则干重整反应的平衡常数Kp___________ (用平衡分压代替平衡浓度表示,分压=总压×物质的量分数,列出计算式,无需化简)。

(2)二氧化碳电还原反应提供了一种生产乙醇的方法,已知反应过程中在三种不同催化剂表面(Cu、C/Cu、N-C/Cu)的某个基元反应的能量变化如图所示(IS表示始态,TS表示过渡态,FS表示终态, *表示催化剂活性中心原子)。科学家研究发现铜表面涂覆一层氮掺杂的碳(N-C)可以提高乙醇的选择性,其原因可能是___________

(3)科学家通过使用双极膜电渗析法来捕获和转化海水中的CO2,其原理如图所示。

①写出与电源正极相连一极上的电极反应式:___________
②下列说法正确的是___________(填字母)。
A.循环液1和循环液2中的阴离子种类相同
B.隔膜1为阳离子交换膜,隔膜2为阴离子交换膜
C.水的电离程度:处理后海水1>处理后海水2
D.该方法可以同时将海水进行淡化
2022-05-23更新 | 1311次组卷 | 6卷引用:山西省太原市2022届高三下学期三模考试理综化学试题
7 . 我国科学家利用Co的化合物在Fe(OH)2氧化过程中的催化作用,促进了电催化过程中流失的Fe催化活性中心的原位自修复(Fe再沉积的主要反应过程) ,反应机理如图所示。下列说法错误的是

A.反应过程中CoOOH为催化剂
B.图中各反应不能在酸性条件下进行
C.存在反应Co(OH)2+OH- -e- =CoOOH+H2O
D.图中所示物质之间的转化有非极性键的形成和断裂
2022-05-23更新 | 2389次组卷 | 11卷引用:山西省太原市2022届高三下学期三模考试理综化学试题
8 . 为实现我国政府提出的2060年碳中和目标,须控制CO2的排放。
(1)请写出CO2与C反应生成CO的热化学方程式_______
已知:
①4CO(g)+Fe3O4(s)=3Fe(s)+4CO2(g) ΔH=-14kJ·mol-1
②3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s) ΔH=-1118kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394kJ·mol-1
若在恒温密闭容器中发生反应①,当反应达到平衡后充入CO2,重新达到平衡后容器中的变化情况是_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。反应②在_______(填“低温”或“高温”)条件下更有利于反应的自发进行。
(2)已知:CO2(g)+CH4(g)→2CO(g)+2H2(g),为研究温度、压强变化对此反应的影响,某科研小组的研究人员向某密闭容器中充入a mol CH4、b mol CO2,测得反应过程中CO2的平衡转化率与温度(K)、压强(kPa)的关系如图所示。欲使X点时CH4的转化率>60%,则a_______b(填“>”、“=”或“<”);若两种压强下通入气体的量相同,则正反应速率v(Y)_______v(X),ΔH_______0(填“>”、“=”或“<”)。

(3)CO2在Cu-ZnO催化下,可同时发生如下反应I和II。
I.CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)
II.CO2(g)+H2(g) →CO(g)+H2O(g)
在Cu-ZnO存在的条件下,保持温度T不变,在一刚性密闭容器中,充入一定量的CO2及H2,起始及达平衡时,容器内各气体物质的量如下表:
CO2H2CH3OHCOH2O(g)总压/kPa
起始/mol5.07.0000p0
平衡/moln1n2p
若反应I、II均达平衡时,p0=1.2p,则表中n1=_______;若此时n2=3,则反应I的平衡常数Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数。计算结果用含总压p的最简分式表示)。
2022-05-09更新 | 573次组卷 | 8卷引用:山西省怀仁市大地中学高中部2021-2022学年高二下学期第三次月考化学试题
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9 . 有效去除烟气中的是环境保护的重要课题。
(1)O3能将NO和NO2转化成绿色硝化剂N2O5。已知下列热化学方程式:



则反应_______
(2)一种通过的相互转化脱除的原理如图1所示。脱除的总反应为_______

(3)NH3在催化剂作用下能与烟气(主要为空气,含少量NOx)中的NOx反应,实现NOx的脱除。常见的催化剂有V2O5等。反应的催化剂附在载体的表面,该载体为Ti的氧化物,其有两种晶体类型,分别如图2(a)、(b)所示,其中晶体a比表面积大,附着能力强,可用作载体,一定温度下可转化为晶体b。在V2O5催化下,NOx的脱除机理如图3所示。

①晶体b的化学式为_______
②转化IV中,V元素化合价的变化为_______
③脱除NOx时须控制反应的温度,实验发现,其他条件一定,当温度过高时,NOx的脱除率会降低,原因除高温下不利于NH3的吸附、催化剂本身活性降低外,还可能的原因是______________
2022-04-21更新 | 953次组卷 | 6卷引用:山西省晋中市祁县中学2022-2023学年高三上学期10月月考化学试题
10 . 硫化氢(H2S)、二氧化硫(SO2)是有害气体,可用多种方法进行脱除。
(1)实验室制取乙炔时,用硫酸铜溶液除去乙炔气体中混有的H2S气体,发生反应:H2S+Cu2+(aq)=CuS+2H+(aq),计算25℃时,该反应的平衡常数为___________。(已知25℃时Ksp(CuS)=1.25×10-36,H2S的Ka1=1×10-7,Ka2=1×10-13)
(2)某科研小组将微电池技术用于去除天然气中的H2S,装置如图,主要反应:2Fe+2H2S+O2=2FeS+2H2O(FeS难溶于水),室温时,pH=7的条件下,研究反应时间对H2S的去除率的影响。

①装置中微电池负极的电极反应式为___________
②一段时间后,单位时间内H2S的去除率降低,可能的原因是___________
(3)Fe2(SO4)3溶液脱除空气中H2S并再生的原理如图甲所示。

将一定体积含H2S的空气匀速通入Fe2(SO4)3溶液中,反应相同时间,初始Fe3+浓度ρ(Fe3+)及其pH与H2S脱除率的关系如图乙所示。当ρ(Fe3+)>10g·L-1,H2S脱除率下降的原因是___________

(4)在恒容密闭容器中,用H2还原SO2生成S的反应分两步完成(如图所示),该过程中部分物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示:

依据上图描述H2还原SO2生成S的两步反应为:___________(用化学方程式表示)
2022-02-13更新 | 380次组卷 | 4卷引用:山西省运城市2021-2022学年高三上学期期末考试理科综合化学试题
共计 平均难度:一般