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解析
| 共计 31 道试题
解答题-原理综合题 | 较难(0.4) |
名校
1 . 研发二氧化碳的碳捕集和碳利用技术是科学研究热点问题,其中催化转化法最具应用价值。回答下列问题:
(1)下,由最稳定单质生成物质B的焓变,叫做物质B的标准摩尔生成焓。298K,几种气态物质的标准摩尔生成焓如下表。
   _______
物质
()0
(2)催化加氢制取甲醇,反应如下:
主反应:   
副反应:   
在一定条件下,向某恒容密闭容器中充入发生反应,起始总压强为。实验测得的平衡转化率和平衡时的选择性随温度变化如图甲所示:

已知:的选择性
①图甲中表示平衡时的选择性的曲线为_______(填“X”或“Y”),温度高于280℃时,曲线Y随温度升高而升高的原因是_______
②240℃时,反应容器内达到平衡状态,副反应的,初始充入的物质的量_______mol,主反应的平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度,;计算结果保留1位小数)。
2023-05-20更新 | 116次组卷 | 1卷引用:海南省海南中学2023届高三第七次月考化学试题
解答题-原理综合题 | 适中(0.65) |
2 . 水煤合成气的生产和应用在化学工业中有极为重要的地位。回答下列问题:
(1)利用合成气(主要成分CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,可能发生的反应有:
①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-63 kJ•mol-1
②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2
③CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g) ΔH3
已知部分化学键键能数据如下表:
化学键H-HC=OC≡OO-H
键能(kJ•mol-1)4368031076465
则ΔH3=_______kJ•mol-1
(2)CO2和CH4在一定条件下反应也可制得合成水煤气。在1.0 L密闭容器中充入1.0 mol CH4和1.0 mol CO2,在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示。

①比较压强大小:p1_______p3(选填“>”、“<”或“=”)。
②若要提高CH4的平衡转化率,可采取的措施有______________。(任写两条)
③若p4=2.0 MPa,则x点的平衡常数Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)化学家利用电化学原理回收CO2达到节能减排的目的,有一种实验设计的装置如下图所示。

已知在碱性条件下,卤素单质可以将乙醇氧化为乙醛。实验一段时间后,测得a电极周围有甲酸根离子HCOO-生成。回答:
①电极b为_______极;
②电解时a电极附近溶液的pH_______(选填“降低”、“升高”、“不变”);
③e为_______交换膜;
④d电极周围除了发生电极反应外,还有_______(用离子方程式表示)。
3 . 氮的氧化物是大气污染物之一,用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物,可防止空气污染。回答下列问题:
已知:2C(s)+O2(g)=2CO(g)   ΔH=-221 kJ/mol        
C(s)+O2(g)=CO2(g)   H=-393.5 kJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g)   ΔH= +181 kJ/mol
(1)若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式:_______;下列措施能够增大此反应中NO的转化率的是(填字母代号)_______
a.增大容器压强     b.升高温度     c.使用优质催化剂   d.增大CO的浓度
(2)向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO,反应为C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),NO和N2的物质的量变化如表所示。
物质的量/molT1/℃T2/℃
05 min10 min15 min20 min25 min30 min
NO2.01.160.800.800.500.400.40
N200.420.600.600.750.800.80

①0~5min内,以CO2表示的该反应速率v(CO2)=_______,该条件下的平衡常数K=_______。T1温度达平衡时NO的转化率α=_______
②第15 min后,温度调整到T2,数据变化如上表所示,则T1_______ T2(填“>”“<”或“=”)。
③若30min时,保持T2不变,向该容器中再加入该四种反应混合物各2 mol,则此时反应_______移动(填“正向”“逆向”或“不”);
2022-10-22更新 | 65次组卷 | 1卷引用:海南省琼海市嘉积第二中学2021-2022学年高二下学期教学质量监测(段考)化学科试题
4 . 乙烯是重要的化工原料,常用来衡量石油化工发展水平。工业上有多种获得方式。
I.CO2催化加氢:6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)       H。
(1)已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)       H1=-480kJ•mol-1
②CH2=CH2(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)       H2=-1081.4kJ•mol-1
则上述反应中H=____
(2)已知反应6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)的v=k·p2(CO2)·p6(H2)、v=k·p(C2H4)·p4(H2O),该反应在温度T2℃下有k=1.5k,则T2℃下的Kp=____。若温度T3℃下有k=2k,则T3____(填“大于”、“小于”或“等于”)T2,理由为____
II.乙烷裂解:C2H6(g)CH2=CH2(g)+H2(g)       H。
(3)工业生产中,通常采用恒压条件下在乙烷裂解原料中加入惰性气体以提高乙烯产率,试解释其原因:____
(4)乙烷裂解时易发生副反应:2C2H6(g)CH2=CH2(g)+2CH4(g)。已知在一定温度下,在恒容密闭容器中充入10molC2H6进行反应,达到平衡时CH4和C2H4的体积分数均为,则乙烷的总转化率为____;将裂解产物通过足量溴水后,再完全燃烧,将生成的气体通入6L2mol·L-1KOH溶液中,所得溶液中c(H2CO3)____(填“>”、“<”或“=”)c(CO)。
2022-08-20更新 | 38次组卷 | 1卷引用:海南省海口市灵山中学2021-2022学年高三下学期4月线上测试化学试题
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5 . “水煤气(CO和)”是化学工业常用的原料气,请回答:
I.已知:焦炭、CO的标准燃烧热分别为,氢气燃烧的热化学反应方程式:
(1)试写出由焦炭和水蒸气生成水煤气的热化学反应方程式:___________
(2)下列说法正确的是___________
A.将煤炭在空气中直接加强热进行干馏,制备生成水煤气的原料焦炭
B.水煤气可经过催化合成获得液体燃料、碳氢化合物和含氧有机物
C.水煤气也可采用高温下煤和水蒸气直接作用制得
D.在恒压反应釜中,利用焦炭与水蒸气高温制备水煤气时,适当加快通入水蒸气的流速,有利于水煤气的生成

II.合成氨工厂以“水煤气”为原料,采用两段间接换热式绝热反应器(反应器中的催化剂对原料气的吸附时间长短,对原料气的转化率会造成一定影响)在常压下进行转换合成氨,装置如图。

A反应器中主要发生的反应为:
B反应器中主要发生的反应为:
主反应:
副反应:
由进气口充入一定量含CO、的混合气体,在B中充分反应,在T℃下,反应达到平衡后,测得混合气体各组分的物质的量分别为CO0.2mol、
已知标准平衡常数:,其中表示标准压强()表示各组分的分压,如为体系中CO的物质的量分数
(3)T℃时,主反应的压强平衡常数___________
(4)平衡时CO的转化率为___________
(5)进气空速对反应产品的收率有一定的影响,实验测得在不同进气空速下,测得平衡时的收率如下图所示

①曲线中A点到B点变化的原因是:___________
②若将绝热转换反应器改为恒温转换反应器,试在图中画出随进气空速变化的收率曲线___
解答题-原理综合题 | 较难(0.4) |
名校
6 . 请回答下列问题。
Ⅰ.合成氨对人类生存具有重大意义,反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)     H=-92.4kJ/mol。
(1)我国科学家在合成氨反应机理研究中取得新进展,首次报道了LiH-3d过渡金属这一复合催化剂体系,并提出了“氮转移”催化机理。
①3LiH(s) + N2(g) =Li2NH(s) + LiNH2(g)   ΔH1=+32.8kJ·mol-1
②Li2NH(s)+2H2(g)=2LiH(s)+NH3(g)     ΔH2=-78kJ·mol-1
③LiNH2(g)+H2(g)=LiH(s)+NH3(g)     ΔH3
则ΔH3=___________
(2)将10mol N2和30mol H2投入容积恒为10L的反应器中,控制不同温度与压强,得到平衡时N2的转化率与温度、压强的关系如图所示。

根据M点数据求出该条件下的平衡常数Kp=___________
(3)工业上,合成氨反应在高压条件下进行,实际上Kp值不仅与温度有关,还与压力和气体组成有关。一定条件下,合成氨反应接近平衡时,遵循如下方程:。其中r(NH3)为氨合成反应的净速率,a为常数,与催化剂性质及反应条件有关,该条件下,实验测得a=0.5,则反应达到平衡时,k、kKp三者之间的关系式为___________
Ⅱ.已知:①水体中氨氮(NH3、NH)过量会导致富营养化,国家标准要求经处理过的氨氮废水中氨氮标准限值范围为0.02mg/L~150mg/L、pH控制在6~9;②HClO的氧化性比NaClO强;③NH3比NH更易被氧化。
某研究小组用NaClO氧化法处理氨氮废水,进水pH对氨氮去除率和出水pH的影响如图所示:

(4)①进水pH为1.25~2.75范围内,氨氮去除率随进水pH升高迅速下降的原因是___________。②进水pH为2.75~6.00范围内,氨氮去除率随进水pH升高而上升的原因是___________
(5)常温下将0.1004mol碳酸氢铵粉末加入到1L 0.1mol/L盐酸中,充分反应后溶液pH恰好为7(此时溶液中几乎不含碳元素,忽略溶液体积变化),则溶液中c(NH)=___________,NH3·H2O的电离平衡常数为___________
7 . Ⅰ.铁及铁的氧化物广泛应于生产、生活、航天、科研领域。
(1)铁的氧化物循环分解水制H2
已知:H2O(l)=H2(g)+1/2 O2(g) ΔH1=a kJ•mol-1
6FeO(s)+O2(g)=2Fe3O4(s) ΔH2=b kJ•mol-1
则:3FeO(s)+H2O(l)=H2(g)+Fe3O4(s) ΔH3=_______
(2)Fe2O3与CH4反应可制备“纳米级”金属铁。已知,恒温恒容时,加入Fe2O3与CH4发生反应:3CH4(g)+Fe2O3(s)2Fe(s)+6H2(g)+3CO(g)
①此反应的化学平衡常数表达式为_______
②下列条件能判断该反应达到平衡状态的是_______
a.消耗1molFe2O3的同时,消耗3molCO
b.容器内气体的颜色不再改变
c.容器内压强不再改变
d.v(CH4)=2v(H2)
Ⅱ.用CH4还原NO2的反应为CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),向两个容积均为2L温度分别为T1、T2的恒温恒容密闭容器中分别加入1mol CH4和2mol NO2,测得各容器中n(NO2)随反应时间t的变化如图所示:

①T1_______T2(填“>”或“<”)。
②T1时,40~80 min内,用N2的浓度变化表示的平均反应速率为v(N2)= _______
③T1下,200 min时,向容器中再加入CH4、NO2和H2O(g)各l mol,化学平衡_______移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
Ⅲ.CaSO4微溶于水和酸,可加入氢氧化钠并通入CO2使其转化为CaCO3,然后加酸浸泡除去,反应的离子方程式为CaSO4+CO=CaCO3+SO,室温下,该反应的化学平衡常数为_______(室温下,Ksp(CaCO3)=3×10-9,Ksp(CaSO4)=9×10-6)。
8 . 氮肥厂的废水中氮元素以NH3∙H2O、NH3的形式存在,对氨氮废水无害化处理已成为全球科学研究热点,下面是电化学氧化法除氨氮的方法。研究表明,以碳材料为阴极,O2可在阴极生成H2O2,并进一步生成氧化性更强的·OH,·OH可以将水中氨氮氧化为N2.阴极区加入Fe2可进一步提高氨氮的去除率,原理如下图所示结合如图解释。则下列说法不正确的是
A.·OH的电子式为:
B.写出·OH去除氨气的化学反应方程式为:6·OH+2NH3=N2+6H2O
C.O2在阴极生成H2O2的电极反应式为:O2+2e+2H=H2O2
D.阴极区加入Fe2+可进一步提高氨氮的去除率的原因是生成的Fe3+起催化剂作用
9 . CO和NO是汽车尾气中的主要污染物,易引起酸雨、温室效应和光化学烟雾等环境污染问题。随着我国机动车保有量的飞速发展,汽车尾气的有效处理变得迫在眉睫。其中的一种方法为2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g),请回答下列问题:
(1)已知该反应为自发反应,则该反应的反应热H___________0(填“>”或“<”或“=”)
(2)已知:N2 (g) + O2(g)=2NO(g) H= a kJ•mol -1
C(s) + O2 (g)=CO2 (g) H= b kJ•mol -1
2C(s) + O2 (g)=2CO(g) H= c kJ•mol -1
则 2CO(g)+2NO(g)=N2 (g)+2CO2 (g) H=___________kJ•mol-1 (用含 a、b、c 的表达式表示)。
(3)一定温度下,将 2molCO、4molNO 充入一恒压密闭容器。已知起始压强为 1MPa,到达平衡时, 测得N2的物质的量为 0.5 mol,则:
①该温度此反应用平衡分压代替平衡浓度的平衡常数Kp=___________(写出计算表示式)
②该条件下,可判断此反应到达平衡的标志是___________
A.单位时间内,断裂 2 molC=O 同时形成 1 mol N≡N。
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变。
C.混合气体的密度不再改变。
D.CO与NO的转化率比值不再改变。
(4)某研究小组探究催化剂对 CO、NO 转化的影响。将 CO 和 NO 以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中 N2的含量,从而确定尾气脱氮率(即 NO 的转化率),结果如图所示:

①由图可知:要达到最大脱氮率,该反应应采取的最佳实验条件为___________
②若低于 200℃,图中曲线 I 脱氮率随温度升高变化不大的主要原因为___________
(5)已知常温下,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5Ka1(H2CO3) =4.4×10-7Ka2(H2CO3) =4.4×10-11.此温度下某氨水的浓度为 2mol/L,则溶液中c(OH-)=___________mol/L,将脱氮反应后生成CO2通入氨水中使溶液恰好呈中性,则此时 =___________(保留小数点后4位数字)
(6)电解NO制备NH4NO3,其工作原理如图所示,为使电解产物全部转化为NH4NO3,需要补充物质A,A是___________,理由是___________
2021-05-24更新 | 807次组卷 | 3卷引用:2021年海南高考化学试题变式题11-19
10 . H2在生物学、医学等领域有重要应用,传统制氢成本高、技术复杂,研究新型制氢意义重大,已成为科学家研究的重要课题。回答下列问题:
(1)我国科学家研究发现,在Rh的催化下,单分子甲酸分解制H2反应的过程如图1所示,其中带“*”的物种表示吸附在Rh表面,该反应过程中决定反应速率步骤的化学方程式为___________;甲酸分解制H2的热化学方程式可表示为___________(阿伏加德罗常数用NA表示)。

(2)T℃下H2S可直接分解制取H2,反应的原理如下:2H2S(g)2H2(g)+S2(g)。实际生产中往刚性容器中同时通入H2S和水蒸气,水蒸气与反应体系的任何物质均不发生反应,测得容器总压(P总压)和H2S的转化率(a)随时间的变化关系如图2所示。计算反应在0~20 min内的平均反应速率v(H2)= ___kPa·min-1;平衡时,p(水蒸气)=_______kPa,平衡常数Kp=____kPa(Kp为以分压表示的平衡常数)。

(3)工业上也可采用乙苯()气体催化脱氢法制取H2,同时生成苯乙烯()气体。其他条件不变时,在不同催化剂(n、m、p)作用下,反应进行相同时间后,乙苯的转化率随反应温度的变化如图3所示。相同温度下,三种催化剂(n、m、p)的催化活性由高到低的顺序为___________;b点乙苯的转化率高于a点的原因是___________
2021-04-24更新 | 1132次组卷 | 7卷引用:2021年海南高考化学试题变式题11-19
共计 平均难度:一般