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解析
| 共计 58 道试题
1 . CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:
(1)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
已知:C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol−1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol−1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol−1
该催化重整反应的ΔH=______kJ·mol−1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是____(填标号)。
A.高温低压B.低温高压C.高温高压D.低温低压
某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为_______mol2·L−2
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。
相关数据如下表:
积碳反应
CH4(g)=C(s)+2H2(g)
消碳反应
CO2(g)+C(s)=2CO(g)
ΔH/(kJ·mol−1)75172
活化能/
(kJ·mol−1)
催化剂X3391
催化剂Y4372
①由上表判断,催化剂X____Y(填“优于”或“劣于”),理由是_________________。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是________填标号)。

A.K、K均增加B.v减小,v增加
C.K减小,K增加D.v增加的倍数比v增加的倍数大
②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为________________
2018-06-09更新 | 14117次组卷 | 23卷引用:【全国百强校】山西省平遥中学2018-2019学年高二上学期期中考试化学试题
2 . 已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1
②2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s) ΔH2
③2Al(s)+ O2(g)=Al2O3(s) ΔH3
④2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) ΔH4
下列关于反应焓变的判断正确的是
A.H2的燃烧热为ΔH1B.ΔH2=ΔH3+ΔH4
C.增加氧气的量可改变ΔH2、ΔH3的值D.ΔH3<ΔH2
3 . 清洁能源的综合利用可有效降低碳排放,是实现“碳中和、碳达峰”的重要途径。
(1)以环己烷为原料通过芳构化反应生产苯,同时可获取氢气。图甲是该反应过程中几种物质间的能量关系。

芳构化反应:(g)→(g)+3H2(g) _______kJ/mol。
(2)合成乙醇反应为:。将等物质的量的充入一刚性容器中,测得平衡时的体积分数随温度和压强的关系如图乙。

①压强P1_______P2(填“>”“=”或“<”,下同),a、b两点的平衡常数Ka_______Kb。
②已知Arrhenius经验公式为(为活化能,k为速率常数,RC为常数),为探究m、n两种催化剂的催化效能,进行了实验探究,依据实验数据获得图丙曲线。

在m催化剂作用下,该反应的活化能_______J/mol。从图中信息获知催化效能较高的催化剂是_______(填“m”或“n”),判断理由是_______
(3)和CO合成甲烷反应为:。T℃将等物质的量CO和H2充入恒压(200KPa)的密闭容器中。已知逆反应速率,其中p为分压,该温度下。反应达平衡时测得v=。CO的平衡转化率为_______,该温度下反应的Kp=_______(用组分的分压计算的平衡常数)。
2022-04-14更新 | 1510次组卷 | 10卷引用:山西省晋中市平遥县第二中学校2021-2022学年高二下学期升级化学试题
4 . 碳中和目标背景下,我国加快低碳技术的发展和应用推广,其中二氧化碳碳捕集、利用与封存技术已经成为近期化学研究的热点,回答下列问题:
(1)已知常温常压下下列反应的能量变化如图所示:

写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式:_______
(2)CO2催化加氢制取甲醇,反应如下:
主反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1=-49.5kJ·mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2=+41.2kJ·mol-1
①在一定条件下,向某1L恒容密闭容器中充入1molCO2和amolH2发生主反应。图中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系的是曲线_______(填“m”或“n”),判断依据是_______

②副反应的反应速率v=v-v=kc(CO2)·c(H2)kcm(CO)·cn(H2O),其中k、k分别为正、逆反应速率常数。该反应的平衡常数K=,则m=_______,升高温度时k-k_______(填“增大”减小”或“不变”)。
③在一定温度下,①中的起始总压强为21.2MPa。实验测得CO2的平衡转化率和平衡时CH3OH的选择性随温度变化如图所示:

已知:CH3OH的选择性=×100%。图中表示平衡时CH3OH的选择性的曲线为_______(填“X”或“Y”),温度高于280°C时,曲线Y随温度升高而升高的原因是_______。240°C时,反应20min容器内达平衡状态,副反应的K,初始充入H2的物质的量a=_______mol,主反应的平衡常数Kp=_______(MPa)-2(①用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数;②计算结果保留1位小数)。
2022-03-14更新 | 651次组卷 | 1卷引用:山西省晋中市2022届高三下学期3月第一模拟考试理科综合化学试题
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5 . 已知下列热化学方程式:
①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g) +2H2O(l)     ΔH1=﹣870.3 kJ·mol-1
②C(s) +O2(g) =CO2(g)     ΔH2=﹣393.5 kJ·mol-1
③H2(g) +O2(g) =H2O(l)   ΔH3=﹣285.8 kJ·mol-1
则反应2C(s) +2H2(g) +O2(g)=CH3COOH(l)的焓变ΔH
A.﹣488.3 kJ·mol-1B.﹣224.15 kJ·mol-1
C.488.3 kJ·mol-1D.244.15 kJ·mol-1
2021-11-17更新 | 1506次组卷 | 90卷引用:山西省祁县第二中学校2019-2020学年高二上学期期中考试化学试题
7 . 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 | 947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
8 . 乙二醇是一种重要的化工原料,可用于生产聚酯纤维、防冻剂、增塑剂等。由合成气直接法制乙二醇的主要反应如下:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
(1)已知298K、101kPa下,,则_______
(2)在恒压密闭容器中充入合成气,仅考虑发生反应Ⅰ,维持10%转化率,所需反应条件(温度、压强)如表:

温度T/K

298.15

300

354.7

400

压强P/kPa

5.73

6.38

49.27

260.99

反应平衡常数K

1

____________(填“>”或“<”)0,随着温度升高所需压强增大的原因是_____________________
(3)在2L刚性容器中充入合成气,总压,温度473K,催化剂(含)下进行反应。
①测得的时空收率分别为(时空收率是指催化剂中单位质量Rh在单位时间内所获得的产物量),则用表示的反应速率为_____________
②平衡时,若体积分数相等,的分压为,则的选择性为_______,反应Ⅰ的平衡常数___________(用含x的式子表示)。(已知:的选择性;分压=总压×物质的量分数。)
(4)合成气直接法制乙二醇的反应Ⅰ、反应Ⅱ的反应历程(部分)如图1,一定条件下CO分压对选择性影响如图2所示。

   

图1(TS表示过渡态,*表示吸附在催化剂表面)
   图2
结合图1,图2,从速率角度解释CO分压增大选择性升高的原因_________________
9 . 下列四幅图示所表示的信息与对应的叙述相符的是
A.图1表示H2与O2发生反应过程中的能量变化,则H2的燃烧热为241.8kJ·mol−1
B.图2表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
C.图3表示一定条件下H2和Cl2生成HCl的反应热与途径无关,则 △H1=△H2+△H3
D.图4表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)的影响,乙的压强大
2019-05-10更新 | 1833次组卷 | 22卷引用:山西省晋中市祁县中学校2019-2020学年高二11月月考化学试题
10 . CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题。
已知:反应ICO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-58kJ·mol1
反应ICO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2=+41kJ·mol1
(1)CO(g)和H2(g)反应生成CH3OH(g)的热化学方程式为______________
(2)某实验过程中,控制压强一定,将CO2和H2按一定的初始投料比、一定流速通过催化剂,经过相同时间测得如下实验数据(反应未达到平衡状态):

T/K

CO2实际转化率/%甲醇的选择性/%

543

12.3

42.3

553

15.3

39.1

表中实验数据表明,升高温度,CO2实际转化率提高而甲醇的选择性降低。其原因是____________________________
(3)在一定条件下,选择合适的催化剂只进行反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。调整CO2和H2初始投料比,测得在一定投料比和一定温度下,该反应CO2的平衡转化率如图(各点对应的反应温度可能相同,也可能不同)。

已知:Kx是以物质的量分数表示的化学平衡常数。
①经分析,A、E和G三点对应的反应温度相同,结合数据说明判断理由_______________
②已知反应速率v=v-v=kx(CO2)x(H2)-kx(CO)x(H2O),k、k分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数。C、D、E三点中k-k最大的是___________,A、B、F三点中v最大的是___________。计算E点所示的投料比在从起始到平衡的过程中,当CO2转化率达到50%时,=___________
(4)关于合成甲醇过程中用到的催化剂,下列说法错误的是___________(填字母)。
A.参与了反应,改变了反应历程和△HB.使k和k增大,但二者增大倍数不同
C.降低了反应的活化能D.提高了CO2的平衡转化率
2021-04-04更新 | 783次组卷 | 1卷引用:山西省晋中市2021届高三二模理综化学试题
共计 平均难度:一般