名校
1 . 二甲醚(DME)作为一种新兴的基本有机化工原料,在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途,其制备方法有CO氢化法、氢化法、电化法等。回答下列问题:
(1)CO氢化法所涉及的反应如下:
反应i. ;
反应ii. ;
反应iii. 。
①反应iv。___________ ,利于该反应正向进行的条件是___________ (填“高温”“低温”或“任意温度”)。
②将和充入密闭容器中仅发生反应iv,平衡体系中的物质的量分数与压强和温度的关系如图所示,关于温度和压强的关系判断正确的是___________ (填字母)。A., B.,
C., D.,
(2)在某温度及压强为pMPa条件下,在密闭容器中按物质的量之比1:2充入、,发生反应,平衡时的转化率为50%。
①达平衡时,___________ MPa。
②该温度下,平衡常数___________ MPa-4(以平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数)。
(3)氢化法反应原理为反应v。 。在一定压强、和的起始投料一定的条件下,发生反应iii、反应v,实验测得平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图所示。①的选择性,其中表示平衡时的选择性的是曲线___________ (填“x”或“y”)。
②温度高于300℃时,曲线y随温度升高而升高的原因是___________ 。
③为同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性,应选择的反应条件为___________ (填字母)。
a.低温、低压 b.高温、高压 c.高温、低压 d.低温、高压
(4)电化法工作原理如图所示:阴极电极反应式为___________ ,电解过程中右池溶液的质量___________ (填“增大”“减少”或“不变”)。
(1)CO氢化法所涉及的反应如下:
反应i. ;
反应ii. ;
反应iii. 。
①反应iv。
②将和充入密闭容器中仅发生反应iv,平衡体系中的物质的量分数与压强和温度的关系如图所示,关于温度和压强的关系判断正确的是
C., D.,
(2)在某温度及压强为pMPa条件下,在密闭容器中按物质的量之比1:2充入、,发生反应,平衡时的转化率为50%。
①达平衡时,
②该温度下,平衡常数
(3)氢化法反应原理为反应v。 。在一定压强、和的起始投料一定的条件下,发生反应iii、反应v,实验测得平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图所示。①的选择性,其中表示平衡时的选择性的是曲线
②温度高于300℃时,曲线y随温度升高而升高的原因是
③为同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性,应选择的反应条件为
a.低温、低压 b.高温、高压 c.高温、低压 d.低温、高压
(4)电化法工作原理如图所示:阴极电极反应式为
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2024-05-19更新
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155次组卷
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3卷引用:2024届河南省豫南名校高三下学期第二次质量检测理科综合试卷-高中化学
名校
解题方法
2 . 利用工业废气实现双减最有希望开展大规模应用的是加氢生成甲醇的反应。298K、100kPa条件下该反应焓变和熵变的数据如下,假设反应不随温度的改变而变化。
I
(1)该反应在________ 自发(填“低温”或“任意条件”或“高温”)
(2)在使用催化剂时,该反应由两个基元反应组成,写出决速步骤基元反应方程式________ 。(3)给出温度、总压下,时,不同催化剂组成对[代表单位质量的催化剂在单位时间处理原料气的质量,体现出催化剂的处理能力]、甲醇选择性及副产物选择性的影响如下表:
在实际生产过程中选择催化剂2、3组均可,请说明工业生产中应选择第2组催化剂最主要的原因________ ,选择催化剂3的最主要的原因________ 。
(4)与不同比例对转化率和甲醇产率的影响如下图所示,在图中画出副产物产率曲线________ (在图中标出与虚线的坐标)。(5)温度在时,和反应生成甲醇的平衡常数为,在恒容容器中按照投料,若只发生反应Ⅰ,计算此时的平衡转化率________ 。
I
(1)该反应在
(2)在使用催化剂时,该反应由两个基元反应组成,写出决速步骤基元反应方程式
选择性(%) | CO选择性(%) | ||
催化剂1 | 78 | 40 | 60 |
催化剂2 | 88 | 100 | 0 |
催化剂3 | 138 | 91 | 9 |
(4)与不同比例对转化率和甲醇产率的影响如下图所示,在图中画出副产物产率曲线
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2024-03-22更新
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472次组卷
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3卷引用:2024届河南省焦作市博爱县第一中学高三下学期三模化学试题
2024届河南省焦作市博爱县第一中学高三下学期三模化学试题浙江省金丽衢十二校2023-2024学年高三下学期第二次联考 化学试题(已下线)压轴题13 化学反应原理综合题(方法总结+题型密押+压轴题速练)-2024年高考化学压轴题专项训练(浙江专用)
解题方法
3 . 实现碳的氧化物循环利用在工业上占有重要的地位。一氧化碳加氢制甲醇的原理为。回答下列问题;
(1)用甲醇燃料电池作为外接电源按图1所示电解硫酸铜溶液,起始时盛有的硫酸铜溶液(25℃,足量)。
①电解的总反应方程式为______ ,此时可观察到的现象是______ 。
②一段时间后溶液的pH变为1,若要使溶液恢复到起始浓度(温度不变,忽略溶液体积的变化),可向溶液中加入______ (填物质名称),其质量约为______ g。
(2)在不同条件下,向体积可变的密闭容器中充入0.50molCO(g)和1.00molH2(g)的混合气体,实验测得平衡时CH3OH的物质的量随温度、压强的变化如图2所示。
则温度:______ (填“>”“<”或“=”)三点对应的平衡常数由大到小关系为______ 。
(3)一定温度下,向恒容密闭容器中充入和混合气体,测得初始压强为。反应至时,恢复到原来温度,测得的转化率为。已知正反应速率为分压(分压=总压物质的量分数)。若该条件下,则时,______ 。若升高温,k正______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(1)用甲醇燃料电池作为外接电源按图1所示电解硫酸铜溶液,起始时盛有的硫酸铜溶液(25℃,足量)。
①电解的总反应方程式为
②一段时间后溶液的pH变为1,若要使溶液恢复到起始浓度(温度不变,忽略溶液体积的变化),可向溶液中加入
(2)在不同条件下,向体积可变的密闭容器中充入0.50molCO(g)和1.00molH2(g)的混合气体,实验测得平衡时CH3OH的物质的量随温度、压强的变化如图2所示。
则温度:
(3)一定温度下,向恒容密闭容器中充入和混合气体,测得初始压强为。反应至时,恢复到原来温度,测得的转化率为。已知正反应速率为分压(分压=总压物质的量分数)。若该条件下,则时,
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名校
4 . 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催化剂中时具有活性,而时无活性。
②与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的平衡常数的随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,按物质的量比加入和,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___________ 。
②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)。
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
II.以氧化铟()作催化剂,可实现催化加氢制甲醇。
已知:①催化剂中时具有活性,而时无活性。
②与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的平衡常数的随的变化曲线如图所示:
由图可知,代表反应iii的曲线是
(4)在恒温恒容密闭容器中,按物质的量比加入和,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
②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
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2024-02-08更新
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406次组卷
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3卷引用:河南省濮阳市油田第一中学2023-2024学年高三上学期第五次考试理科综合试题-高中化学
名校
解题方法
5 . 废旧铅酸蓄电池中含60%以上铅和铅的化合物,对其实施有效回收可实现铅资源的综合有效利用,减少环境污染。回答下列问题:
Ⅰ.火法炼铅:对废旧铅酸蓄电池进行拆解处理,然后用NaOH溶液对铅膏中的预脱硫,将得到的PbO固体与淀粉在700℃下共热得到粗铅。
(1)“预脱硫”反应的化学方程式为___________ ,淀粉的作用为___________ 。
Ⅱ.电化学回收:废旧铅酸蓄电池拆解得到的Pb阴极、阳极和膏熔炼获得铅电极,通过如图甲所示装置制备高纯铅。(2)该装置的能量转化形式为___________ 。
(3)该离子交换膜应选择___________ ,M极的电极反应为___________ 。
Ⅲ.湿法炼铅:用溶液浸泡废铅膏,再用冰醋酸处理制得溶液,经结晶法获得晶体,然后在空气氛围中焙烧醋酸铅获得超细氧化铅产品。
(4)若不考虑碳酸的分解,已知、、、和,则用冰醋酸处理的K=___________ (用含a、b、c、d、e的式子表示)。
Ⅳ.利用铅膏中的制备:以铅膏()、和NaOH为原料,通过混合后进行沉淀转化可制得。
已知:ⅰ.的产率(η)随pH的变化如图乙所示。
ⅱ.。(5)加入NaOH的作用为___________ 。
(6)加入NaOH不能过量的原因为___________ 。
Ⅰ.火法炼铅:对废旧铅酸蓄电池进行拆解处理,然后用NaOH溶液对铅膏中的预脱硫,将得到的PbO固体与淀粉在700℃下共热得到粗铅。
(1)“预脱硫”反应的化学方程式为
Ⅱ.电化学回收:废旧铅酸蓄电池拆解得到的Pb阴极、阳极和膏熔炼获得铅电极,通过如图甲所示装置制备高纯铅。(2)该装置的能量转化形式为
(3)该离子交换膜应选择
Ⅲ.湿法炼铅:用溶液浸泡废铅膏,再用冰醋酸处理制得溶液,经结晶法获得晶体,然后在空气氛围中焙烧醋酸铅获得超细氧化铅产品。
(4)若不考虑碳酸的分解,已知、、、和,则用冰醋酸处理的K=
Ⅳ.利用铅膏中的制备:以铅膏()、和NaOH为原料,通过混合后进行沉淀转化可制得。
已知:ⅰ.的产率(η)随pH的变化如图乙所示。
ⅱ.。(5)加入NaOH的作用为
(6)加入NaOH不能过量的原因为
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6 . 探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。丙烷制烯烃过程主要发生的反应有
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
已知:为用气体分压表示的平衡常数,分压=物质的量分数×总压。在下,丙烷单独进料时,平衡体系中各组分的体积分数见下表。
(1)比较反应自发进行(∆G=∆H-T∆S<0)的最低温度,反应 ⅰ_____ 反应 ⅱ(填“>”或“<”)。
(2)①在该温度下,Kp2远大于 Kp1,但φ(C3H6)和φ(C2H4)相差不大,说明反应 ⅲ 的正向进行有利于反应 ⅰ 的__________ 反应和反应 ⅱ 的_________ 反应(填“正向”或“逆向”)。
②从初始投料到达到平衡,反应 ⅰ、ⅱ、ⅲ 的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为:__________ 。
③平衡体系中检测不到,可认为存在反应:,下列相关说法正确的是_______ (填标号)。
a.
b.
c.使用催化剂,可提高丙烯的平衡产率
d.平衡后再通入少量丙烷,可提高丙烯的体积分数
④由表中数据推算:丙烯选择性_______ (列出计算式)。
(3)丙烷甲醇共进料时,还发生反应:
ⅳ.
在下,平衡体系中各组分体积分数与进料比的关系如图所示。
①进料比n(丙烷)(甲醇)时,体系总反应:_______
②随着甲醇投料增加,平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是_______ 。
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
已知:为用气体分压表示的平衡常数,分压=物质的量分数×总压。在下,丙烷单独进料时,平衡体系中各组分的体积分数见下表。
物质 | 丙烯 | 乙烯 | 甲烷 | 丙烷 | 氢气 |
体积分数(%) | 21 | 23.7 | 55.2 | 0.1 | 0 |
(2)①在该温度下,Kp2远大于 Kp1,但φ(C3H6)和φ(C2H4)相差不大,说明反应 ⅲ 的正向进行有利于反应 ⅰ 的
②从初始投料到达到平衡,反应 ⅰ、ⅱ、ⅲ 的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为:
③平衡体系中检测不到,可认为存在反应:,下列相关说法正确的是
a.
b.
c.使用催化剂,可提高丙烯的平衡产率
d.平衡后再通入少量丙烷,可提高丙烯的体积分数
④由表中数据推算:丙烯选择性
(3)丙烷甲醇共进料时,还发生反应:
ⅳ.
在下,平衡体系中各组分体积分数与进料比的关系如图所示。
①进料比n(丙烷)(甲醇)时,体系总反应:
②随着甲醇投料增加,平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是
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2023-11-16更新
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3331次组卷
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2卷引用:河南省信阳高级中学2023-2024学年高三上学期12月月考化学试题
名校
7 . 烷烃裂化的研究是石油化工中的重要课题。其中正丁烷的裂化反应如下:
反应ⅰ:
反应Ⅱ:
已知:部分物质的燃烧热如表
回答下列问题:
(1)反应ⅰ的反应热_____ ;已知,随温度变化的三种趋势如图甲中线条所示,能用来表示反应ⅰ的变化趋势的线条为_____ (填“a”“b”或“c”)。
(2)一定条件下,实验测得反应Ⅱ的反应速率关系为,,其中、为速率常数;CHI3CH2CH2CH3(g)与CH3CH=CH2(g)平衡时的体积分数随温度、压强(分别为p1、p2且p1<p2)的变化关系如图乙所示。
①反应ⅱ的平衡常数K=_____ (用含和的表达式表示),随着温度的升高,会逐渐_____ (填“增大”或“减小”)。
②在p1压强下,CH3CH=CH2(g);平衡时的体积分数随温度变化的曲线为_____ (填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”)。
③a、b、c三点反应ⅱ的平衡常数、、的大小关系为_____ 。
(3)一定温度下,向某刚性密闭容器中充入一定量CH3CH2CH2CH3(g),同时发生反应ⅰ和反应ⅱ。若初始时容器内压强为p0kPa,tmin时达到平衡,此时测得C2H6(g)和CH4(g)的分压分别为0.30p0kPa、0.50p0kPa.则:
①0~tmin内,_____ 。
②反应ⅱ的压强平衡常数_____ 。
反应ⅰ:
反应Ⅱ:
已知:部分物质的燃烧热如表
化合物 | 正丁烷 | 乙烷 | 乙烯 |
燃烧热/() | 2878.0 | 1560.8 | 1411.0 |
(1)反应ⅰ的反应热
(2)一定条件下,实验测得反应Ⅱ的反应速率关系为,,其中、为速率常数;CHI3CH2CH2CH3(g)与CH3CH=CH2(g)平衡时的体积分数随温度、压强(分别为p1、p2且p1<p2)的变化关系如图乙所示。
①反应ⅱ的平衡常数K=
②在p1压强下,CH3CH=CH2(g);平衡时的体积分数随温度变化的曲线为
③a、b、c三点反应ⅱ的平衡常数、、的大小关系为
(3)一定温度下,向某刚性密闭容器中充入一定量CH3CH2CH2CH3(g),同时发生反应ⅰ和反应ⅱ。若初始时容器内压强为p0kPa,tmin时达到平衡,此时测得C2H6(g)和CH4(g)的分压分别为0.30p0kPa、0.50p0kPa.则:
①0~tmin内,
②反应ⅱ的压强平衡常数
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8 . “碳中和”是国家战略目标,其目的是实现的排放量和利用量达到相等,将资源化是实现“碳中和”目标的重要手段。回答下列问题:
(1)下列措施有利于“碳中和”的是___________(填标号)。
(2)和H2在催化下发生反应可合成清洁能源甲醇:,该反应实际上分两步进行。
①第一步:
第二步:___________ (写出化学方程式)。
②断开(或形成)1mol化学键的能量变化数据如下表所示,利用下表中的数据可知,该反应每生成1mol甲醇,需要___________ (填“吸收”或“放出”)___________ kJ的热量。
(3)在恒温(始终保持反应温度为350℃)、2L恒容密闭容器中充入等物质的量的和,测得各物质的物质的量浓度随时间变化如下图所示。
①H2随时间变化的曲线是___________ (填“a”“b”或“c”)。0~2min用表示的反应速率是___________ 。
②若初始体系的压强为,则平衡时甲醇的分压为___________ (气体分压=总压x该气体的物质的量分数)。
③反应至2min改变了某一反应条件,根据图中信息可推测改变的反应条件是___________ 。
④达到平衡时,的转化率为___________ %。
(1)下列措施有利于“碳中和”的是___________(填标号)。
A.植树造林,发展绿色经济 | B.通过裂化将重油转化为汽油 |
C.在燃煤中添加或 | D.大力开采和使用可燃冰 |
①第一步:
第二步:
②断开(或形成)1mol化学键的能量变化数据如下表所示,利用下表中的数据可知,该反应每生成1mol甲醇,需要
化学键 | H-H | C-O | C=O | O-H | C-H |
436 | 326 | 803 | 464 | 414 |
①H2随时间变化的曲线是
②若初始体系的压强为,则平衡时甲醇的分压为
③反应至2min改变了某一反应条件,根据图中信息可推测改变的反应条件是
④达到平衡时,的转化率为
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2023高三下·全国·专题练习
9 . 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)根据图1数据计算反应的ΔH =___________ kJ·mol-1。(2)研究表明,合成氨反应在Fe催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位,N表示被吸附于催化剂表面的N2 )。判断上述反应机理中,速率控制步骤(即速率最慢步骤)为___________ (填步骤前的标号),理由是___________ 。
图2反应机理
(i)N2(g)+*N
(ii)N+*2N*
(iii)H2(g)+*H
(iv)H+*2H*
(v)N*+H*NH*+*
……
(…)NHNH3(g)+*
(3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为Fe3O4)使用前经H2还原,生成α-Fe包裹的Fe3O4.已知α-Fe属于立方晶系,晶胞参数a=287pm,密度为7.8 g ·cm-3,则α-Fe晶胞中含有Fe的原子数为___________ (列出计算式,阿伏加德罗常数的值为NA)。
(4)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___________ ,判断的依据是___________ 。
②进料组成中含有惰性气体Ar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)根据图1数据计算反应的ΔH =
图2反应机理
(i)N2(g)+*N
(ii)N+*2N*
(iii)H2(g)+*H
(iv)H+*2H*
(v)N*+H*NH*+*
……
(…)NHNH3(g)+*
(3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为Fe3O4)使用前经H2还原,生成α-Fe包裹的Fe3O4.已知α-Fe属于立方晶系,晶胞参数a=287pm,密度为7.8 g ·cm-3,则α-Fe晶胞中含有Fe的原子数为
(4)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Ar的图是
③图3中,当、时,氮气的转化率
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10 . 用可以消除氮氧化物的污染,发生的反应为。将和通入恒容密闭容器中,在一定温度下发生上述反应,各组分的物质的量浓度随时间的变化曲线如图所示。
(1)_______ 。
(2)曲线②表示的是_______ (填“NO”“”“”或“”)的浓度随时间的变化。
(3)图中达到平衡的点是_______ (填“A”“B”“C”或“D”)。
(4)A点时,NO的转化率为_______ (转化率是指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的量之比)。
(5)10min末,其他条件不变,采用下列措施一定能加快上述反应速率的是_______(填字母)。
(6)起始的压强与平衡时的压强之比为_______ (用分数表示),平衡时,混合气体的平均摩尔质量是_______ (保留两位小数)。
(1)
(2)曲线②表示的是
(3)图中达到平衡的点是
(4)A点时,NO的转化率为
(5)10min末,其他条件不变,采用下列措施一定能加快上述反应速率的是_______(填字母)。
A.升高体系的温度 | B.充入一定量的 |
C.将容器体积变为5L | D.充入一定量氦气 |
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2023-04-11更新
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413次组卷
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2卷引用:河南省南阳市六校联考2022-2023学年高一下学期4月期中考试化学试题