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1 . 工业上常采用氨氧化法制硝酸,其流程是将氨和空气混合后通入灼热的铂铑合金网,反应生成NO(g),生成的一氧化氮与残余的氧气继续反应生成二氧化氮:2NO(g)+O2(g) = 2NO2(g);ΔH = -116.4 kJ·mol-1。随后将二氧化氮通入水中制取硝酸。对于反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),下列说法正确的是
A.该反应能够自发的原因是ΔS > 0 |
B.工业上使用合适的催化剂可提高NO2的生产效率 |
C.升高温度,该反应V(逆)减小,V(正)增大,平衡向逆反应方向移动 |
D.2 mol NO(g)和1 mol O2(g)中所含化学键能总和比2 mol NO2(g)中大116.4 kJ·mol-1 |
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2 . 研发二氧化碳的利用技术具有重要意义。
(1)还原是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关反应有:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
则反应的___________ 。
(2)利用电解法在碱性或酸性条件下将还原为和的原理如下图所示:
已知:选择性(S)和法拉第效率(FE)的定义(X代表或)如下:
①写出碱性条件下生成的电极反应式:___________ 。
②实验测得,碱性条件生成、总的选择性小于酸性条件,原因是___________ 。
③实验测得,酸性条件生成、总的法拉第效率小于碱性条件,原因是___________ 。
④碱性条件下反应一段时间,实验测得、的选择性及的法拉第效率如下表所示。则的法拉第效率为___________ 。
(1)还原是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关反应有:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
则反应的
(2)利用电解法在碱性或酸性条件下将还原为和的原理如下图所示:
已知:选择性(S)和法拉第效率(FE)的定义(X代表或)如下:
①写出碱性条件下生成的电极反应式:
②实验测得,碱性条件生成、总的选择性小于酸性条件,原因是
③实验测得,酸性条件生成、总的法拉第效率小于碱性条件,原因是
④碱性条件下反应一段时间,实验测得、的选择性及的法拉第效率如下表所示。则的法拉第效率为
2% | 8% | |
12.5% |
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2024-02-24更新
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255次组卷
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2卷引用:江苏省 徐州市第七中学2023-2024学年高三上学期12月月考化学试题
3 . 氢能是一种绿色能源,也是重要的还原剂。目前有多种方法可以制氢并储氢。催化加氢反应可以用于重要化工原料的转化。
Ⅰ.电解法制氢
(1)甲醇电解可制得,其原理如图所示。阳极的电极反应式为___________ 。
Ⅱ.催化重整法制氢
(2)已知:反应1:
反应2:
则反应3: =______
(3)以催化剂进行甲醇重整制氢时,固定其它条件不变,改变水、甲醇的物质的量比,甲醇平衡转化率及选择性的影响如图所示。的选择性=
当水、甲醇比大于0.8时,选择性下降的原因是___________ 。
(4)铜基催化剂()能高效进行甲醇重整制氢,但因原料中的杂质或发生副反应生成的物质会使催化剂失活。甲醇中混有少量的甲硫醇(),重整制氢时加入可有效避免铜基催化剂失活且平衡产率略有上升,其原理用化学反应方程式表示为___________ 。
Ⅲ.催化加氢还原反应的应用
①使用双单原子催化剂可以大大提高4-乙烯基苯胺的产率,原因是_______ 。
Ⅰ.电解法制氢
(1)甲醇电解可制得,其原理如图所示。阳极的电极反应式为
Ⅱ.催化重整法制氢
(2)已知:反应1:
反应2:
则反应3: =
(3)以催化剂进行甲醇重整制氢时,固定其它条件不变,改变水、甲醇的物质的量比,甲醇平衡转化率及选择性的影响如图所示。的选择性=
当水、甲醇比大于0.8时,选择性下降的原因是
(4)铜基催化剂()能高效进行甲醇重整制氢,但因原料中的杂质或发生副反应生成的物质会使催化剂失活。甲醇中混有少量的甲硫醇(),重整制氢时加入可有效避免铜基催化剂失活且平衡产率略有上升,其原理用化学反应方程式表示为
Ⅲ.催化加氢还原反应的应用
能将在特定条件下转化为4-乙烯基苯胺。两种不同催化剂将4-硝基苯乙烯还原加氢的过程如图所示。
(5)已知单原子位点对4-硝基苯乙烯有较好吸附效果。①使用双单原子催化剂可以大大提高4-乙烯基苯胺的产率,原因是
②请描述4-硝基苯乙烯在单原子催化剂下与发生反应的过程
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4 . 催化重整可获得合成气。重整过程中主要反应的热化学方程式为
反应①
反应②
反应③
反应④
研究发现在密闭容器中下,,平衡时各含碳物种的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
反应①
反应②
反应③
反应④
研究发现在密闭容器中下,,平衡时各含碳物种的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.图中a表示 |
B.的 |
C.其他条件不变,在范围,随着温度的升高,平衡时不断增大 |
D.当,其他条件不变时,提高的值,能减少平衡时积碳量 |
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2024-02-13更新
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1159次组卷
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4卷引用:江苏省南通市2024届高三上学期第一次调研测试(一模)化学试题
江苏省南通市2024届高三上学期第一次调研测试(一模)化学试题江苏省南京市2023-2024学年高二下学期期初学业质量调研化学试卷(已下线)专题05 化学反应与能量-【好题汇编】2024年高考化学一模试题分类汇编(全国通用)山东省潍坊市2024届高高考模拟训练调研化学试题
5 . 脱除汽车尾气中的NO和CO包括以下两个反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
将恒定组成的NO和CO混合气通入不同温度的反应器,相同时间内检测物质浓度,结果如题13图所示。下列说法正确的是
Ⅰ.
Ⅱ.
将恒定组成的NO和CO混合气通入不同温度的反应器,相同时间内检测物质浓度,结果如题13图所示。下列说法正确的是
A. |
B.使用合适催化剂,能提高NO的平衡转化率 |
C.其他条件不变,增大体系的压强,NO的平衡转化率增大 |
D.350℃~420℃范围内,温度升高,反应Ⅰ速率增大的幅度大于反应Ⅱ速率增大的幅度 |
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6 . 甲烷是一种能量密度低、难液化、运输成本较高的能源。将甲烷转化成能量密度较高的液体燃料已成为重要的课题。
Ⅰ.直接氧化法制甲醇
(1)已知下列反应的热化学方程式:
反应1:
反应2:
写出甲烷氧化法制甲醇的热化学方程式:______ 。
(2)甲烷氧化过程中的活化能垒如图所示。该方法制备CH3OH产率较低,其原因是______ 。
Ⅱ.甲烷的电催化氧化
(3)Hibino科学团队在阳极进行甲烷转化研究,其装置图如图所示,其阳极电极反应式为______ 。
(4)钒(V)物种被认为是形成活性氧物质(如)的活性位点,V2O5/SnO2作阳极材料时,CH3OH的浓度与电流的关系如图所示,当电流>5mA时,CH3OH的浓度随电流的增加而下降的原因是______ 。
Ⅲ.多相催化剂氧化甲烷法
光照条件下,TiO2负载的Fe2O3多相催化剂合成甲醇时,可将甲醇的选择性(选择性)提升至90%以上,其反应机理如图所示。
(5)光照时,表面形成的空穴(h+)具有强______ (填“氧化性”或“还原性”)。
(6)写出甲烷通过多相催化剂法制取甲醇的化学方程式______ 。
(7)从反应过程中产生的微粒角度分析,TiO2负载的Fe2O3多相催化剂能将甲醇的选择性提升至90%以上的原因是______ 。
Ⅰ.直接氧化法制甲醇
(1)已知下列反应的热化学方程式:
反应1:
反应2:
写出甲烷氧化法制甲醇的热化学方程式:
(2)甲烷氧化过程中的活化能垒如图所示。该方法制备CH3OH产率较低,其原因是
Ⅱ.甲烷的电催化氧化
(3)Hibino科学团队在阳极进行甲烷转化研究,其装置图如图所示,其阳极电极反应式为
(4)钒(V)物种被认为是形成活性氧物质(如)的活性位点,V2O5/SnO2作阳极材料时,CH3OH的浓度与电流的关系如图所示,当电流>5mA时,CH3OH的浓度随电流的增加而下降的原因是
Ⅲ.多相催化剂氧化甲烷法
光照条件下,TiO2负载的Fe2O3多相催化剂合成甲醇时,可将甲醇的选择性(选择性)提升至90%以上,其反应机理如图所示。
(5)光照时,表面形成的空穴(h+)具有强
(6)写出甲烷通过多相催化剂法制取甲醇的化学方程式
(7)从反应过程中产生的微粒角度分析,TiO2负载的Fe2O3多相催化剂能将甲醇的选择性提升至90%以上的原因是
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解题方法
7 . 利用和重整技术可获得合成气(主要成分为、),重整过程中部分反应的热化学方程式:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
相同时间内,不同配比随温度变化对出口合成气中的影响如图所示。
下列说法正确的是
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
相同时间内,不同配比随温度变化对出口合成气中的影响如图所示。
下列说法正确的是
A. |
B.时,点的大于点的是反应Ⅱ导致的 |
C.使用合适的催化剂可以提高合成气的平衡产率 |
D.当时,温度高于后减小是由于反应Ⅲ平衡逆向移动 |
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解题方法
8 . 尿素 是常用的化肥与工业原料,其生产与应用有着重要的意义。
(1)尿素生产一般控制在 下进行,主要涉及下列反应:
反应1
反应2
反应 的___________ 。
(2)具有强还原性,生产尿素过程中,常通入适量氧气防止镍制容器表面的金属钝化膜被破坏。
①与反应产生的化学方程式为___________ 。
②生产时通入的气体中常混有少量。有氧气存在的条件下,腐蚀反应容器的速率会更快,其原因是___________ 。
(3)尿素在结晶过程中主要副反应是尿素发生脱氨反应。其反应历程如下:
反应3 CO(NH2)2(l)=HNCO(g)+NH3(g) (快反应)
反应4 HNCO(g)+CO(NH2)2(l)=(H2NCO)2NH(l)(缩二脲) (慢反应)
①在缩二脲的结构式()中圈出电子云密度最小的氢原子___________ 。
②在尿素结晶过程中,反应3可视为处于平衡状态。实验表明,在合成尿素的体系中,的浓度越高,缩二脲生成速率越慢,其原因是___________ 。
(4)含结晶水的晶体表面存在结构“”,用加热后的 晶体作催化剂,以为原料,电解溶液可获得尿素。
①生成尿素的电极方程式为___________ 。
②加热后的晶体表面会产生位点,位点与位点共同形成 位点,其催化机理(部分)如图所示。实验表明,在下加热 晶体得到的催化剂催化效果最好,温度过高或过低催化效果会降低的原因是___________ 。
③电解质溶液中若存在极大地降低催化剂的活性,原因是___________ 。
(1)尿素生产一般控制在 下进行,主要涉及下列反应:
反应1
反应2
反应 的
(2)具有强还原性,生产尿素过程中,常通入适量氧气防止镍制容器表面的金属钝化膜被破坏。
①与反应产生的化学方程式为
②生产时通入的气体中常混有少量。有氧气存在的条件下,腐蚀反应容器的速率会更快,其原因是
(3)尿素在结晶过程中主要副反应是尿素发生脱氨反应。其反应历程如下:
反应3 CO(NH2)2(l)=HNCO(g)+NH3(g) (快反应)
反应4 HNCO(g)+CO(NH2)2(l)=(H2NCO)2NH(l)(缩二脲) (慢反应)
①在缩二脲的结构式()中圈出电子云密度最小的氢原子
②在尿素结晶过程中,反应3可视为处于平衡状态。实验表明,在合成尿素的体系中,的浓度越高,缩二脲生成速率越慢,其原因是
(4)含结晶水的晶体表面存在结构“”,用加热后的 晶体作催化剂,以为原料,电解溶液可获得尿素。
①生成尿素的电极方程式为
②加热后的晶体表面会产生位点,位点与位点共同形成 位点,其催化机理(部分)如图所示。实验表明,在下加热 晶体得到的催化剂催化效果最好,温度过高或过低催化效果会降低的原因是
③电解质溶液中若存在极大地降低催化剂的活性,原因是
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9 . 、是重要污染物,处理、等污染物对建设美丽中国具有重要意义。回答下列问题。
(1)已知还原的反应机理如图1所示:
已知:
则与反应的热化学方程式为___________ 。
(2)研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。雨水中含有来自大气中的,溶于水的只有部分转化为。已知时, ,正反应的速率可表示为,逆反应的速率可表示,则___________ (用含的代数式表示)。
(3)电解法转化是实现可再生能源有效利用的关键手段之一,其装置原理如图2所示。
①为电源的___________ (填“正极”或“负极”),该装置的阴极的电极反应式为___________ 。
②若电解开始前两极室溶液质量相等,当电解过程转移了电子,则阴阳极室溶液质量差为___________ 。
(4)近年来,低温等离子技术是在高压放电下,产生自由基,自由基将氧化为后,再用溶液吸收,达到消除的目的。实验室将模拟气(、、)以一定流速通入低温等离子体装置,实验装置如图3所示。
已知: 。
①等离子体技术在低温条件下可提高的转化率,原因是___________ 。
②其他条件相同,等离子体的电功率与的转化率关系如图4所示,当电功率大于时,转化率下降的原因可能是___________ 。
(1)已知还原的反应机理如图1所示:
已知:
则与反应的热化学方程式为
(2)研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。雨水中含有来自大气中的,溶于水的只有部分转化为。已知时, ,正反应的速率可表示为,逆反应的速率可表示,则
(3)电解法转化是实现可再生能源有效利用的关键手段之一,其装置原理如图2所示。
①为电源的
②若电解开始前两极室溶液质量相等,当电解过程转移了电子,则阴阳极室溶液质量差为
(4)近年来,低温等离子技术是在高压放电下,产生自由基,自由基将氧化为后,再用溶液吸收,达到消除的目的。实验室将模拟气(、、)以一定流速通入低温等离子体装置,实验装置如图3所示。
已知: 。
①等离子体技术在低温条件下可提高的转化率,原因是
②其他条件相同,等离子体的电功率与的转化率关系如图4所示,当电功率大于时,转化率下降的原因可能是
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10 . 环氧乙烷(,简称EO)是一种重要的工业原料和消毒剂。工业上用乙烯制备EO。
(1)一定条件下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)的过程中部分物料与能量变化如图所示。
①中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为_______ kJ/mol。
②由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为_______ 。
(2)一定条件下,用Ag作催化剂,氧气直接氧化乙烯制环氧乙烷(部分机理未配平)。
主反应:2CH2=CH2(g)+O2(g)=2EO(g) ΔH=-213.8kJ/mol
副反应:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1323kJ/mol
催化机理:O2+Ag(助剂)→ (ads)+Ag+
(ads)+ CH2=CH2+Ag+→EO+ O(ads)+Ag
O(ads)+ CH2=CH2→CO2+H2O
实际生产采用220-260℃的可能原因是________ 。
(3)乙烯电解制备EO的原理示意如图。
阳极室产生Cl2后发生的反应有:Cl2+H2O=HCl+HClO、CH2=CH2+HClO=HOCH2CH2Cl。
法拉第效率FE的定义:FE(B)=×100%
①若FE(EO)=100%,则溶液b的溶质为________ (化学式)。
②一定条件下,反应物按一定流速通过该装置。当乙烯完全消耗时,测得FE(EO)≈70%,S(EO)≈97%。
推测FE(EO)≈70%的原因:若没有生成EO的乙烯全部在阳极放电生成CO2,则生成CO2的电极反应方程式为______ ,FE(CO2)≈____ %。经检验阳极放电产物没有CO2,则S(EO)≈97%的可能原因是______ 。
(1)一定条件下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)的过程中部分物料与能量变化如图所示。
①中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为
②由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为
(2)一定条件下,用Ag作催化剂,氧气直接氧化乙烯制环氧乙烷(部分机理未配平)。
主反应:2CH2=CH2(g)+O2(g)=2EO(g) ΔH=-213.8kJ/mol
副反应:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1323kJ/mol
催化机理:O2+Ag(助剂)→ (ads)+Ag+
(ads)+ CH2=CH2+Ag+→EO+ O(ads)+Ag
O(ads)+ CH2=CH2→CO2+H2O
实际生产采用220-260℃的可能原因是
(3)乙烯电解制备EO的原理示意如图。
阳极室产生Cl2后发生的反应有:Cl2+H2O=HCl+HClO、CH2=CH2+HClO=HOCH2CH2Cl。
法拉第效率FE的定义:FE(B)=×100%
①若FE(EO)=100%,则溶液b的溶质为
②一定条件下,反应物按一定流速通过该装置。当乙烯完全消耗时,测得FE(EO)≈70%,S(EO)≈97%。
推测FE(EO)≈70%的原因:若没有生成EO的乙烯全部在阳极放电生成CO2,则生成CO2的电极反应方程式为
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