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解题方法
1 . 过渡金属氧化物离子(以MO+表示)在烃类的选择性氧化等方面应用广泛。MO+与CH4反应的过程如下图所示。下列说法不正确 的是
A.反应速率:步骤I<步骤II |
B.CH3OH分子中,键角:H—C—H>H—O—C |
C.若MO+与CH3D反应,生成的氘代甲醇有2种 |
D.CH4(g) + MO+(g)=CH3OH(g) + M+(g) = E2+E4-E1-E3 |
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2024-04-01更新
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449次组卷
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5卷引用:江苏省常州市第一中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试化学试题
江苏省常州市第一中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试化学试题北京市丰台区2023-2024学年高三下学期综合练习(一)化学试题(已下线)通关练08 聚焦反应热、速率及化学平衡-【查漏补缺】2024年高考化学复习冲刺过关(新高考专用)(已下线)化学(天津卷03)-2024年高考化学押题预测卷(已下线)提升练03 反应历程探究与催化原理-【查漏补缺】2024年高考化学复习冲刺过关(新高考专用)
2 . 低碳经济已成为人们一种新的生活理念,二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。回答下列问题:
(1)工业上用和反应合成二甲醚。已知:
则_______ kJ∙mol-1。
(2)二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。科学家提出由制取的太阳能工艺如图:已知“重整系统”发生的反应中,则的化学式为_______ ,“热分解系统”中每转移电子,需消耗_______ 。
(3)催化时还可以使用一种无机固体电解质作催化剂,其由正离子和负离子组成,该物质以上形成无序结构(高温相),以下变为有序结构(低温相),二者晶体晶胞结构如图所示:_______ 。
ii.“高温相”具有良好的离子导电性,其主要原因是_______ 。
(4)铜基催化剂(为等)是加氢制甲醇常用的催化剂,部分合成路线如图所示。_______ 。
(5)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:选择性和法拉第效率()的定义(X代表或)如下:
①实验测得,碱性条件生成总的选择性小于酸性条件,原因是_______ 。
②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_______ 。
(1)工业上用和反应合成二甲醚。已知:
则
(2)二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。科学家提出由制取的太阳能工艺如图:已知“重整系统”发生的反应中,则的化学式为
(3)催化时还可以使用一种无机固体电解质作催化剂,其由正离子和负离子组成,该物质以上形成无序结构(高温相),以下变为有序结构(低温相),二者晶体晶胞结构如图所示:
说明:图中,○球为负离子;高温相中的●深色球为正离子或空位;低温相中的球为离子,●球为离子。
i.这种无机固体电解质的化学式为ii.“高温相”具有良好的离子导电性,其主要原因是
(4)铜基催化剂(为等)是加氢制甲醇常用的催化剂,部分合成路线如图所示。
请写出中碱位上发生反应的总化学方程式
(5)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:选择性和法拉第效率()的定义(X代表或)如下:
①实验测得,碱性条件生成总的选择性小于酸性条件,原因是
②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
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3 . 通过反应,可将有机氯化工业的副产品转化为。在、反应物起始物质的量比条件下,不同温度时转化率如图所示(图中虚线表示相同条件下的平衡转化率随温度的变化)。向反应体系中加入,能加快反应速率。
反应II:
反应III:
下列说法正确的是
反应II:
反应III:
下列说法正确的是
A.反应的 |
B.230至时,转化率降低是因为温度升高,平衡向逆反应方向移动 |
C.保持其他条件不变,时,使用,能使转化率从点的值升至点的值 |
D.在、条件下,若起始条件下,的转化率可能能达到点的值 |
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4 . 含氮化合物的综合利用是当前重要的研究课题。
I.汽车尾气中的和在一定条件下可发生反应生成无毒的和。
已知:①
②的燃烧热
③。
(1)_______ ;
(2)该反应达到平衡后,为了同时提高反应速率和NO的平衡转化率,可采取的措施包括_______ (填字母序号)。
a.改用高效催化剂
b.恒温恒容条件下,按投料比增大反应物浓度
c.移去
d.升高温度
e.缩小反应容器的体积
时,将等浓度和NO充入刚性密闭容器中发生上述反应,每隔一定时间测得容器内NO的浓度如下表所示:
(3)下列可判断以上平衡体系达到平衡状态的包括_______ 。(填序号)
a.
b.混合气体的平均相对分子质量不变
c.容器内的总压强不变
d.
(4)若起始时体系的压强为,反应开始至,体系的压强为_______ ,该反应的平衡常数_______ (保留3位有效数字)。
(5)反应达到平衡后,若再向容器中加入和,再次达到平衡时的百分含量将_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
Ⅱ.如图所示是一种以液态肼为燃料,固态氧化物为电解质的新型燃料电池。已知:在工作温度达时,可在该固体氧化物电解质中自由移动,反应生成物均为无毒无害的物质。
(6)电极甲上发生的电极反应方程式为_______ 。
(7)若想用外加电流的方法保护金属免受腐蚀,金属应该与该电池的_______ (填“电极甲”或“电极乙”)直接相连。
I.汽车尾气中的和在一定条件下可发生反应生成无毒的和。
已知:①
②的燃烧热
③。
(1)
(2)该反应达到平衡后,为了同时提高反应速率和NO的平衡转化率,可采取的措施包括
a.改用高效催化剂
b.恒温恒容条件下,按投料比增大反应物浓度
c.移去
d.升高温度
e.缩小反应容器的体积
时,将等浓度和NO充入刚性密闭容器中发生上述反应,每隔一定时间测得容器内NO的浓度如下表所示:
时间 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
浓度 | 1.00 | 0.80 | 0.65 | 0.52 | 0.40 | 0.40 | 0.40 |
(3)下列可判断以上平衡体系达到平衡状态的包括
a.
b.混合气体的平均相对分子质量不变
c.容器内的总压强不变
d.
(4)若起始时体系的压强为,反应开始至,体系的压强为
(5)反应达到平衡后,若再向容器中加入和,再次达到平衡时的百分含量将
Ⅱ.如图所示是一种以液态肼为燃料,固态氧化物为电解质的新型燃料电池。已知:在工作温度达时,可在该固体氧化物电解质中自由移动,反应生成物均为无毒无害的物质。
(6)电极甲上发生的电极反应方程式为
(7)若想用外加电流的方法保护金属免受腐蚀,金属应该与该电池的
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5 . 完成下列问题。
(1)已知:反应I:
反应II:
反应III:
若某反应的平衡常数表达式为,请写出此反应的热化学方程式:______ 。(焓变用含的代数式表示)
(2)铁粉可用于处理水中污染物。铁粉的氧化物层可以导电。利用纳米级的铁粉可以有效处理废水中的和,去除机理如图甲所示。纳米级的铁粉去除污水中和机理不同,请解释原因并简述两者的区别:___________ ;由图乙可知,当时,随减小,和去除率减小的原因是___________ 。
(3)“纳米零价铁”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的:在一定温度下,将溶液和溶液雾化后与烟气按一定比例混合,以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置,可将烟气中的NO氧化。
①催化分解产生HO∙,HO∙将NO氧化为的机理如图所示,Y的化学式为___________ 。
②NO与反应生成的化学方程式为___________ 。
③纳米零价铁的作用是___________ 。
④NO脱除率随温度的变化如图所示。温度高于120℃时,NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是___________ 。
(1)已知:反应I:
反应II:
反应III:
若某反应的平衡常数表达式为,请写出此反应的热化学方程式:
(2)铁粉可用于处理水中污染物。铁粉的氧化物层可以导电。利用纳米级的铁粉可以有效处理废水中的和,去除机理如图甲所示。纳米级的铁粉去除污水中和机理不同,请解释原因并简述两者的区别:
(3)“纳米零价铁”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的:在一定温度下,将溶液和溶液雾化后与烟气按一定比例混合,以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置,可将烟气中的NO氧化。
①催化分解产生HO∙,HO∙将NO氧化为的机理如图所示,Y的化学式为
②NO与反应生成的化学方程式为
③纳米零价铁的作用是
④NO脱除率随温度的变化如图所示。温度高于120℃时,NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是
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6 . 利用合成尿素是资源化的重要途径,可产生巨大的经济价值。
(1)20世纪初,工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素,反应过程中能量变化如图所示。
①反应物液氨分子间除存在范德华力外,还存在_______ (填作用力名称)。
②写出在该条件下由和合成尿素的热化学方程式:_______ 。
(2)近年研究发现,电催化和含氮物质可合成尿素,同时可解决含氮废水污染问题。常温常压下,向一定浓度的溶液通入至饱和,经电解获得尿素,其原理如图所示。
①电解过程中生成尿素的电极反应式为_______ 。
②目前以和为原料的电化学尿素合成可达到53%的法拉第效率(FE%)。已知:,其中,,n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数。则电解时阳极每产生标况下44.8L的,可获得尿素的质量为_______ 。
(3)以尿素、甲醇和1,2-丙二醇(PG)为原料在催化精馏塔中可经“一锅法”制得碳酸二甲酯(DMC)。以Ca-Zn-Al氧化物为催化剂,先进行尿素与PG的醇解合成碳酸丙烯酯(PC)的反应,同时生成副产物;在不经产物分离和更换催化剂的情况下引入甲醇,再进行PC和甲醇的酯交换合成DMC的反应。
已知:液时空速是指每小时通过单位体积固体催化剂的液相反应物的体积;
回流比是指从精馏塔顶部返回的冷凝液流量与从顶部逸出的气态产品流量之比;产品收率=原料转化率×目标产物的选择性。
①PC合成。其他条件相同时,尿素与PG混合进料的液时空速对PC收率影响的关系如图所示。液时空速大于后,PC收率下降的原因是_______ 。
②DMC合成。其他条件相同时,回流比对DMC收率影响关系如图所示。回流比大于9时,DMC收率下降的原因是_______ 。
③请从原子经济性的角度对上述“一锅法”提出合理的优化建议:_______ 。
(1)20世纪初,工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素,反应过程中能量变化如图所示。
①反应物液氨分子间除存在范德华力外,还存在
②写出在该条件下由和合成尿素的热化学方程式:
(2)近年研究发现,电催化和含氮物质可合成尿素,同时可解决含氮废水污染问题。常温常压下,向一定浓度的溶液通入至饱和,经电解获得尿素,其原理如图所示。
①电解过程中生成尿素的电极反应式为
②目前以和为原料的电化学尿素合成可达到53%的法拉第效率(FE%)。已知:,其中,,n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数。则电解时阳极每产生标况下44.8L的,可获得尿素的质量为
(3)以尿素、甲醇和1,2-丙二醇(PG)为原料在催化精馏塔中可经“一锅法”制得碳酸二甲酯(DMC)。以Ca-Zn-Al氧化物为催化剂,先进行尿素与PG的醇解合成碳酸丙烯酯(PC)的反应,同时生成副产物;在不经产物分离和更换催化剂的情况下引入甲醇,再进行PC和甲醇的酯交换合成DMC的反应。
已知:液时空速是指每小时通过单位体积固体催化剂的液相反应物的体积;
回流比是指从精馏塔顶部返回的冷凝液流量与从顶部逸出的气态产品流量之比;产品收率=原料转化率×目标产物的选择性。
①PC合成。其他条件相同时,尿素与PG混合进料的液时空速对PC收率影响的关系如图所示。液时空速大于后,PC收率下降的原因是
②DMC合成。其他条件相同时,回流比对DMC收率影响关系如图所示。回流比大于9时,DMC收率下降的原因是
③请从原子经济性的角度对上述“一锅法”提出合理的优化建议:
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7 . 已知强酸强碱的稀溶液发生中和反应时,生成放热,若用与的稀溶液反应,每完全中和时放热,下列说法正确的是
A.是一种强酸 |
B.浓硫酸与反应生成时放热为 |
C.表示与中和反应的热化学方程式为: |
D.电离的热化学方程式为: |
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2023-11-04更新
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208次组卷
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3卷引用:江苏省常州市第一中学2023-2024学年高二上学期11月期中考试化学试题
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解题方法
8 . 回答下列小题
(1)以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示。
相关反应的热化学方程式为:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
①总反应的热化学方程式为:________ 。
②在该过程中和________ 对总反应起到催化剂作用;使用了催化剂,总反应的________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)和都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示:
①阴极上的反应式:________ 。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为,则消耗的和体积比为________ 。
(3)法可用于水体中有机污染物降解,其反应机理如图所示。
阴极发生两个不同的电极反应,其中之一产物为X。X微粒的化学式为________ ;
阴极附近参与反应的离子方程式为________ 。
(1)以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示。
相关反应的热化学方程式为:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
①总反应的热化学方程式为:
②在该过程中和
(2)和都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示:
①阴极上的反应式:
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为,则消耗的和体积比为
(3)法可用于水体中有机污染物降解,其反应机理如图所示。
阴极发生两个不同的电极反应,其中之一产物为X。X微粒的化学式为
阴极附近参与反应的离子方程式为
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解题方法
9 . 质子交换膜燃料电池广受关注。
(1)质子交换膜燃料电池中作为燃料的通常来自水煤气。
已知:
则________ 。
(2)燃料气(流速为;体积分数为:,,,)中的CO会使电极催化剂中毒,使用催化剂可使CO优先氧化而脱除。
①160℃、作催化剂时,CO优先氧化反应的化学方程式为________ 。
②灼烧草酸铈制得的化学方程式为________ 。
③在催化剂加入不同的酸(或),测得燃料气中CO优先氧化的转化率随温度变化如图1所示。
加入________ (填酸的化学式)的催化剂催化性能最好。
(3)图2为甲酸质子交换膜燃料电池的结构示意图。
该装置中________ (填“a”或“b”)为电池的负极,负极的电极反应式为________ 。
(1)质子交换膜燃料电池中作为燃料的通常来自水煤气。
已知:
则
(2)燃料气(流速为;体积分数为:,,,)中的CO会使电极催化剂中毒,使用催化剂可使CO优先氧化而脱除。
①160℃、作催化剂时,CO优先氧化反应的化学方程式为
②灼烧草酸铈制得的化学方程式为
③在催化剂加入不同的酸(或),测得燃料气中CO优先氧化的转化率随温度变化如图1所示。
加入
(3)图2为甲酸质子交换膜燃料电池的结构示意图。
该装置中
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解题方法
10 . 回答下列问题:
(1)在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂(H2O2),当它们混合时,即产生大量的N2和水蒸气,并放出大量热。已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应,生成氮气和水蒸气,放出256kJ的热量。
①写出该反应的热化学方程式:_______ 。
②已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=44kJ·mol-1,则16g液态肼燃烧生成氮气和液态水时,放出的热量是_______ kJ。
③上述反应应用于火箭推进剂,除释放大量的热和快速产生大量气体外,还有一个很突出的优点是_______ 。
(2)如图所示,某研究性学习小组利用上述氧化还原反应原理设计一个肼(N2H4)-空气燃料电池(如图甲)并探究某些工业原理。
根据要求回答相关问题:
①甲装置中正极的电极反应式为_______ 。
②乙装置中Fe电极的电极反应式为_______ 。电解一段时间后,乙装置中的溶液呈_______ 性。
③图中用丙装置模拟工业中的_______ 原理,如果电解后丙装置精铜质量增加3.2g,则理论上甲装置中消耗肼的质量为_______ g。
(3)工业上利用N2和H2合成NH3,NH3又可以进一步制备肼(N2H4)等。由NH3制备N2H4的常用方法是NaClO氧化法,其离子反应方程式为_______ 。有学者探究用电解法制备,装置如图所示,试写出其阳极的电极反应式:_______ 。
(1)在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂(H2O2),当它们混合时,即产生大量的N2和水蒸气,并放出大量热。已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应,生成氮气和水蒸气,放出256kJ的热量。
①写出该反应的热化学方程式:
②已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=44kJ·mol-1,则16g液态肼燃烧生成氮气和液态水时,放出的热量是
③上述反应应用于火箭推进剂,除释放大量的热和快速产生大量气体外,还有一个很突出的优点是
(2)如图所示,某研究性学习小组利用上述氧化还原反应原理设计一个肼(N2H4)-空气燃料电池(如图甲)并探究某些工业原理。
根据要求回答相关问题:
①甲装置中正极的电极反应式为
②乙装置中Fe电极的电极反应式为
③图中用丙装置模拟工业中的
(3)工业上利用N2和H2合成NH3,NH3又可以进一步制备肼(N2H4)等。由NH3制备N2H4的常用方法是NaClO氧化法,其离子反应方程式为
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