名校
1 . “双碳”目标大背景下,采取高效经济方式利用对人类社会发展具有重要意义。二氧化碳加氢合成甲醇是重要途径。以和为原料合成甲醇主要发生反应I和反应II(不考虑其他反应):
I.
II.
回答以下问题:
(1)已知: ,则反应I的_______ 。
(2)有利于提高平衡转化率的措施有_______(填标号)。
(3)实验测得平衡转化率(曲线)和平衡时的选择性(曲线)随温度变化如图所示。(已知:的选择性)
①加氢制时,温度选择的原因为_______ 。
②时,往恒容密闭容器中按充入和,若平衡时容器内,则反应的平衡常数_______ (列计算式)。
(4)和在某催化剂表面合成甲醇的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注,“TS”表示过渡状态。
①气体在催化剂表面的吸附是_______ (填“吸热”或“放热”)过程。
②该反应历程中反应速率最快步骤的化学方程式为_______ 。
(5)甲醇脱水可制得二甲醚: 。实验测得:,,、为速率常数。温度下,向2L恒容密闭容器中加入,起始压强为,时该反应达到平衡。此时测得的体积分数为,则平衡时的转化率_______ :当温度改变为时,,则_______ (填“<”、“>”或“=”)。
I.
II.
回答以下问题:
(1)已知: ,则反应I的
(2)有利于提高平衡转化率的措施有_______(填标号)。
A.增大投料比 | B.增大压强 |
C.使用高效催化剂 | D.及时将分离 |
(3)实验测得平衡转化率(曲线)和平衡时的选择性(曲线)随温度变化如图所示。(已知:的选择性)
①加氢制时,温度选择的原因为
②时,往恒容密闭容器中按充入和,若平衡时容器内,则反应的平衡常数
(4)和在某催化剂表面合成甲醇的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注,“TS”表示过渡状态。
①气体在催化剂表面的吸附是
②该反应历程中反应速率最快步骤的化学方程式为
(5)甲醇脱水可制得二甲醚: 。实验测得:,,、为速率常数。温度下,向2L恒容密闭容器中加入,起始压强为,时该反应达到平衡。此时测得的体积分数为,则平衡时的转化率
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2023-10-08更新
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79次组卷
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2卷引用:福建省厦门海沧实验中学2023-2024学年高三上学期12月阶段考试化学 试题
名校
解题方法
2 . 在化工生产中有重要作用.天然气法合成相关反应如下:
反应I
反应Ⅱ
(1)、随温度变化不大。温度不同时,反应体系中不同。合成总反应的随温度T变化如图。
①________ 。
②为提高平衡转化率,控制温度范围在________ (填标号),理由是________ 。
A. B. C. D.以上
(2)合成总反应中硫蒸气达到饱和时,反应时间t与初始浓度和转化率满足关系,式中k为速率常数。
①、时,测得、,则________ 。
②时,计划在内转化率达,应控制初始浓度大于________ 。
(3)利用工业废气替代硫磺矿生产的反应为。反应物投料比采用,维持体系压强为,反应达到平衡时,四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图。
①图中表示的曲线是________ (填“a”“b”“c”或“d”)。
②时,该反应的________ (以分压表示,分压总压物质的量分数)。
③相比以硫磺矿为原料,使用的优点是________ ,缺点是________ 。
反应I
反应Ⅱ
(1)、随温度变化不大。温度不同时,反应体系中不同。合成总反应的随温度T变化如图。
①
②为提高平衡转化率,控制温度范围在
A. B. C. D.以上
(2)合成总反应中硫蒸气达到饱和时,反应时间t与初始浓度和转化率满足关系,式中k为速率常数。
①、时,测得、,则
②时,计划在内转化率达,应控制初始浓度大于
(3)利用工业废气替代硫磺矿生产的反应为。反应物投料比采用,维持体系压强为,反应达到平衡时,四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图。
①图中表示的曲线是
②时,该反应的
③相比以硫磺矿为原料,使用的优点是
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2023-03-08更新
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885次组卷
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3卷引用:福建省厦门市2023届高三毕业班3月第二次质量检测化学试题
3 . Ⅰ.对温室气体二氧化碳的处理是化学工作者实现“碳中和”重点研究的课题。一种新的循环利用方案是用Bosch反应
(1)①已知:和的生成焓为和。则___________ 。(生成焓是一定条件下,由其对应最稳定单质生成1mol化合物时的反应热)
②若要此反应自发进行,___________ (填“高温”或“低温”)更有利。
③Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是___________ 。
(2)350℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中通入8mol和4mol发生Bosch反应,若反应起始和平衡时温度相同(均为350℃),测得反应过程中压强随时间的变化如表所示(其中P为大气压):
①350℃时Bosch反应的___________ 。(用含P的表达式表示)(为用气体的分压表示的平衡常数,分压=气体的体积分数×体系总压)
②已知Bosch反应的速率方程:,。30min时,___________ (填“>”、“<”或“=”,下同);升高温度,增大倍数___________ 增大倍数。
Ⅱ.和是两种重要的温室气体,通过和反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。和在催化剂表面发生反应:。
(3)T℃时,向1L密闭容器中投入1mol和1mol,5小时后测得反应体系达到平衡状态,此时,计算该温度下平衡常数___________ ,该温度下达到平衡时的平均生成速率为___________ 。平衡时的转化率为___________ 。
(4)T℃时,若再向容器中同时充入2.0mol、6.0mol、4.0mol CO和8.0mol,则上述平衡向___________ (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(5)在不同温度下催化剂的催化效率与CO的生成速率如图所示。250~300℃时,温度升高而CO的生成速率降低的原因是___________ (△代表CO的生成速率,■代表催化剂的催化效率)
(6)为了提高该反应中的平衡转化率,可以采取的措施是(写一点即可)___________ 。
(7)以为原料可以合成多种物质。以KOH水溶液作电解质进行电解,在铜电极上可转化为甲烷,该电极的电极反应式为___________ 。
(1)①已知:和的生成焓为和。则
②若要此反应自发进行,
③Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是
(2)350℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中通入8mol和4mol发生Bosch反应,若反应起始和平衡时温度相同(均为350℃),测得反应过程中压强随时间的变化如表所示(其中P为大气压):
时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
压强 | 6.00P | 5.60P | 5.30P | 5.15P | 5.06P | 5.00P | 5.00P |
②已知Bosch反应的速率方程:,。30min时,
Ⅱ.和是两种重要的温室气体,通过和反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。和在催化剂表面发生反应:。
(3)T℃时,向1L密闭容器中投入1mol和1mol,5小时后测得反应体系达到平衡状态,此时,计算该温度下平衡常数
(4)T℃时,若再向容器中同时充入2.0mol、6.0mol、4.0mol CO和8.0mol,则上述平衡向
(5)在不同温度下催化剂的催化效率与CO的生成速率如图所示。250~300℃时,温度升高而CO的生成速率降低的原因是
(6)为了提高该反应中的平衡转化率,可以采取的措施是(写一点即可)
(7)以为原料可以合成多种物质。以KOH水溶液作电解质进行电解,在铜电极上可转化为甲烷,该电极的电极反应式为
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2023-11-15更新
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196次组卷
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2卷引用:福建省厦门第一中学2023-2024学年高二上学期期中考试化学试题
名校
解题方法
4 . 请回答下列问题:
(1)工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。
反应分两步:i.和生成;ii.分解生成尿素。
结合反应过程中能量变化示意图,合成尿素总反应的为___________ 。(用列式表示)
(2)根据表格计算___________ 。
(3)尿素燃料电池可直接去除城市废水中的尿素,既能产生净化水,又能发电。其装置如下图所示,正极反应为___________ 。
(4)近年研究发现,电催化和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液通至饱和,在电极上反应生成,电解原理如图所示。
①电极b是电解池的___________ 极。
②尿素分子中,C元素的价态为___________ 。电解过程中生成尿素的电极反应为___________ 。
(5)以石墨为阳极、铁为阴极电解含废水可用于去除。电解过程中各种含氮微粒的浓度、溶液的pH与时间的关系如图所示。
①0~1 min时,阴极发生的主要电极反应方程式为___________ 。
②若向废水中加入一定量的NaCl,则电解后的废水中几乎完全转化为,原因是___________ 。
(1)工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。
反应分两步:i.和生成;ii.分解生成尿素。
结合反应过程中能量变化示意图,合成尿素总反应的为
(2)根据表格计算
化学键 | ||||
键能() | 389 | 728 | 305 | 464 |
(3)尿素燃料电池可直接去除城市废水中的尿素,既能产生净化水,又能发电。其装置如下图所示,正极反应为
(4)近年研究发现,电催化和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液通至饱和,在电极上反应生成,电解原理如图所示。
①电极b是电解池的
②尿素分子中,C元素的价态为
(5)以石墨为阳极、铁为阴极电解含废水可用于去除。电解过程中各种含氮微粒的浓度、溶液的pH与时间的关系如图所示。
①0~1 min时,阴极发生的主要电极反应方程式为
②若向废水中加入一定量的NaCl,则电解后的废水中几乎完全转化为,原因是
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5 . 温室气体让地球发烧,倡导低碳生活,是一种可持续发展的环保责任,将应用于生产中实现其综合利用是目前的研究热点。
Ⅰ.在催化作用下由和转化为的反应历程示意图如图。
(1)在合成的反应历程中,下列有关说法正确的是_______(填字母)。
II.以为原料制备“21世纪的清洁燃料”二甲醚涉及的主要反应如下:
①
②
(2)反应的_______
(3)在压强、和的起始投料一定的条件下,发生反应①、②,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。
i.已知:的选择性,其中表示平衡时的选择性的是曲线_______ (填“①”或“②”);温度高于300℃时,曲线②随温度升高而升高的原因是_______ ﹔
ii.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_______ (填标号)。
a.低温、低压 b.高温、高压 c.高温、低压 d.低温、高压
Ⅲ.以为原料合成的主要反应为:
(4)某温度下,在恒压密闭容器中充入等物质的量的和,达到平衡时的物质的量分数为20%,该温度下反应的平衡常数_______ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
Ⅳ.以稀硫酸为电解质,由甲醇构成的原电池作电解饱和食盐水(电解池中左右两室均为的溶液)的电源。
(5)电解饱和食盐水装置中溶液中的阳离子由_______ (填“左向右”或“右向左”)移动,a电极的电极反应式为_______ 。
(6)室温下,当电解池中共产生 (已折算成标况下)气体时,右室溶液(体积变化忽略不计)的为_______ 。
Ⅰ.在催化作用下由和转化为的反应历程示意图如图。
(1)在合成的反应历程中,下列有关说法正确的是_______(填字母)。
A.该催化剂使反应的平衡常数增大 |
B.过程中,有C-H键断裂和C-C键形成 |
C.生成乙酸的反应原子利用率100% |
D. |
II.以为原料制备“21世纪的清洁燃料”二甲醚涉及的主要反应如下:
①
②
(2)反应的
(3)在压强、和的起始投料一定的条件下,发生反应①、②,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。
i.已知:的选择性,其中表示平衡时的选择性的是曲线
ii.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
Ⅲ.以为原料合成的主要反应为:
(4)某温度下,在恒压密闭容器中充入等物质的量的和,达到平衡时的物质的量分数为20%,该温度下反应的平衡常数
Ⅳ.以稀硫酸为电解质,由甲醇构成的原电池作电解饱和食盐水(电解池中左右两室均为的溶液)的电源。
(5)电解饱和食盐水装置中溶液中的阳离子由
(6)室温下,当电解池中共产生 (已折算成标况下)气体时,右室溶液(体积变化忽略不计)的为
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解题方法
6 . 尿素是一种重要的氮肥.工业上常以液氨和为原料合成尿素,合成反应如下:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
(1)合成尿素总反应的热化学方程式为_______ 。
(2)为防止反应ⅰ中氨基甲酸铵分解成和,应采取的措施是_______ (填标号)。
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强
(3)Frejacques测定反应ⅱ中氨基甲酸铵[氨碳比]脱水速率,获得转化率()与反应温度、反应时间的关系如图。
①当反应温度高于氨基甲酸铵熔点时,脱水速率明显加快.则氨基甲酸铵熔点位于_______ (填标号)。
A.140~145℃ B.145~155℃ C.155~160℃ D.160~170℃
②尿素会发生如下水解及缩合副反应:
温度升高,副反应加剧.当氨碳比、反应温度高于200℃时,转化率却不会随反应时间的延长而下降,其原因是_______ 。
(4)我国科学家利用电催化偶联和制备尿素.结合实验与计算机模拟结果,研究了合金表面碳氮偶联的反应历程,如图所示,其中吸附在合金表面上的物种用*标注。
①已知尿素中碳元素为+4价.碳氮偶联过程中化合价发生变化的元素有_______ 。
②碳氮偶联过程,氮原子上结合第_______ 个H+是生成尿素的决速步骤。
③碳氮偶联形成中间体,大大抑制了副产物_______ 的形成(填化学式)。
反应ⅰ:
反应ⅱ:
(1)合成尿素总反应的热化学方程式为
(2)为防止反应ⅰ中氨基甲酸铵分解成和,应采取的措施是
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强
(3)Frejacques测定反应ⅱ中氨基甲酸铵[氨碳比]脱水速率,获得转化率()与反应温度、反应时间的关系如图。
①当反应温度高于氨基甲酸铵熔点时,脱水速率明显加快.则氨基甲酸铵熔点位于
A.140~145℃ B.145~155℃ C.155~160℃ D.160~170℃
②尿素会发生如下水解及缩合副反应:
温度升高,副反应加剧.当氨碳比、反应温度高于200℃时,转化率却不会随反应时间的延长而下降,其原因是
(4)我国科学家利用电催化偶联和制备尿素.结合实验与计算机模拟结果,研究了合金表面碳氮偶联的反应历程,如图所示,其中吸附在合金表面上的物种用*标注。
①已知尿素中碳元素为+4价.碳氮偶联过程中化合价发生变化的元素有
②碳氮偶联过程,氮原子上结合第
③碳氮偶联形成中间体,大大抑制了副产物
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7 . 研究碳、氮、硫等元素化合物的性质或转化对建设生态文明、美丽中国具有重要意义。
(1)海水中无机碳的存在形式及分布如下图所示:用离子方程式表示海水呈弱碱性的原因_________ 。已知春季海水pH=8.1,预测夏季海水碱性将会_________ (填写“增强”或“减弱”),理由是________ (写出1条即可)
(2)工业上以CO和H2为原料合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H<0,在容积为1L的恒容容器中,分别在T1、T2、T3三种温度下合成甲醇。如图是上述三种温度下不同H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为lmol)与CO平衡转化率的关系。下列说法正确的是_________ (a、b点横坐标相同,a在曲线T1上,b在曲线T2上)
A.a、b、c三点H2转化率:c>a>b
B.上述三种温度之间关系为T1>T2>T3
C.a点(1.5,50)状态下再通入0.5 mol CO和0.5 mol CH3OH,平衡不移动
D.c点状态下再通入1 molCO和4molH2,新平衡中H2的体积分数增大
(3)NO加速臭氧层被破坏,其反应过程如图所示:
①NO的作用是__________________ 。
②已知:O3(g)+O(g)=2O2(g)△H =-143kJ·mol-1
反应1: O3(g)+NO(g)NO2(g)+O2(g)△H1=-200.2kJ·mol-1
反应2:热化学方程式为______________________ 。
(4)近年来,地下水中的氮污染已成为一个世界性的环境问题。在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下,密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮(NO3-)从而降低水体中的氮含量,其工作原理如下图所示
①Ir表面发生反应的方程式为__________________________ 。
②若导电基体上的Pt颗粒增多,造成的后果是__________________________ 。
(5)利用电化学原理,将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池,模拟工业电解法来精炼银,装置如图所示,甲池工作时,NO2转变成绿色硝化剂Y,Y是N2O5,可循环使用,则石墨II附近发生的电极反应式为__________________________ 。
(6)大气污染物SO2可用NaOH吸收。已知pKa=-lgKa,25℃时,H2SO3的pKa1=1.85,pKa2=7.19。该温度下用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1H2SO3溶液的滴定曲线如下图所示。b点所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是__________________________ ;c点所得溶液中:c(Na+)__________ 3c(HSO3-)(填“>”、“<”或“=”)
(1)海水中无机碳的存在形式及分布如下图所示:用离子方程式表示海水呈弱碱性的原因
无机碳 | HCO3- | 90% |
CO32- | 9% | |
CO2 | 1% | |
H2CO3 | ||
其中H2CO3仅为CO2的0.2% |
(2)工业上以CO和H2为原料合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H<0,在容积为1L的恒容容器中,分别在T1、T2、T3三种温度下合成甲醇。如图是上述三种温度下不同H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为lmol)与CO平衡转化率的关系。下列说法正确的是
A.a、b、c三点H2转化率:c>a>b
B.上述三种温度之间关系为T1>T2>T3
C.a点(1.5,50)状态下再通入0.5 mol CO和0.5 mol CH3OH,平衡不移动
D.c点状态下再通入1 molCO和4molH2,新平衡中H2的体积分数增大
(3)NO加速臭氧层被破坏,其反应过程如图所示:
①NO的作用是
②已知:O3(g)+O(g)=2O2(g)△H =-143kJ·mol-1
反应1: O3(g)+NO(g)NO2(g)+O2(g)△H1=-200.2kJ·mol-1
反应2:热化学方程式为
(4)近年来,地下水中的氮污染已成为一个世界性的环境问题。在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下,密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮(NO3-)从而降低水体中的氮含量,其工作原理如下图所示
①Ir表面发生反应的方程式为
②若导电基体上的Pt颗粒增多,造成的后果是
(5)利用电化学原理,将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池,模拟工业电解法来精炼银,装置如图所示,甲池工作时,NO2转变成绿色硝化剂Y,Y是N2O5,可循环使用,则石墨II附近发生的电极反应式为
(6)大气污染物SO2可用NaOH吸收。已知pKa=-lgKa,25℃时,H2SO3的pKa1=1.85,pKa2=7.19。该温度下用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1H2SO3溶液的滴定曲线如下图所示。b点所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是
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