1 . (1)已知:
写出催化氢化合成甲醇和水的热化学方程式:___________ ;
(2)恒温条件下,可逆反应:在体积固定的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志的是___________ ;
A.单位时间内生成的同时生成
B.混合气体的密度不再改变的状态
C.混合气体的压强不再改变的状态
D.混合气体的平均摩尔质量不再改变的状态
E.、、浓度之比为的状态。
(3)工业上在恒容密闭容器中用下列反应合成甲醇:
①该反应的平衡常数表达式为___________ ;
②如表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数()
a.由表中数据判断该反应的___________ 0(填“>”、“=”或“<”);
b.某温度下,将和充入的密闭容器中,充分反应后达到平衡时测得,则的转化率为___________ ,此时的温度为___________ ;
③要提高的转化率,可以采取的措施是___________ ;
a.升温 b.加入催化剂 c.增加的浓度 d.恒容充入 e.分离出甲醇
写出催化氢化合成甲醇和水的热化学方程式:
(2)恒温条件下,可逆反应:在体积固定的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志的是
A.单位时间内生成的同时生成
B.混合气体的密度不再改变的状态
C.混合气体的压强不再改变的状态
D.混合气体的平均摩尔质量不再改变的状态
E.、、浓度之比为的状态。
(3)工业上在恒容密闭容器中用下列反应合成甲醇:
①该反应的平衡常数表达式为
②如表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数()
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
2.041 | 0.270 | 0.012 |
b.某温度下,将和充入的密闭容器中,充分反应后达到平衡时测得,则的转化率为
③要提高的转化率,可以采取的措施是
a.升温 b.加入催化剂 c.增加的浓度 d.恒容充入 e.分离出甲醇
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2 . 氢能是最具用前景的绿色能源,下列反应是目前大规模制取氢气的方法之一: △H
已知:①
②
③
(1)△H =___________ ,反应②在___________ (填“高温”或“低温”)条件下有利于自发。
(2)实验发现,830℃时(其他条件相同),相同时间内,向上述体系中投入一定量的CaO可以提高H2的百分含量。做对比实验,结果如图所示,分析无CaO、投入微米CaO、投入纳米CaO,H2百分含量不同的原因是___________ 。(3)在T1℃时,将0.10 mol CO与0.40 mol H2O(g)充入5 L的恒容密闭容器中,反应达到平衡时,H2的物质的量分数x(H2)=0.08。
①CO的平衡转化率a=___________ ;T1℃时,反应平衡常数k=___________ (保留2位有效数字)。
②由T1℃时上述实验数据计算得到v正~x(CO)和v逆~x(H2)的关系如图1所示。若升高温度,反应重新达到平衡,则v正~x(CO)相应的点变为___________ 、v逆~x(H2)相应的点变为___________ 。(4)反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图2中曲线所示,已知经验公式为(其中Ea为活化能,k为速率常数,RE和C为常数)。该反应的活化能Ea=___________ kJ/mol。
已知:①
②
③
(1)△H =
(2)实验发现,830℃时(其他条件相同),相同时间内,向上述体系中投入一定量的CaO可以提高H2的百分含量。做对比实验,结果如图所示,分析无CaO、投入微米CaO、投入纳米CaO,H2百分含量不同的原因是
①CO的平衡转化率a=
②由T1℃时上述实验数据计算得到v正~x(CO)和v逆~x(H2)的关系如图1所示。若升高温度,反应重新达到平衡,则v正~x(CO)相应的点变为
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解题方法
3 . 将二氧化碳资源化是实现“碳中和”目标的重要手段。回答下列问题:
(1)利用和重整技术可获得合成气(主要成分为CO和),反应如下:
I:
Ⅱ:
反应的___________ ,该反应活化能(正)___________ (逆)(填“>”“<”或“=”)。
(2)二氧化碳催化加氢可合成乙醇,其反应原理为: ,该反应的平衡常数与温度的关系如表。
①该反应为___________ 反应(填“吸热”或“放热”),在___________ 时可自发进行(填“高温”“低温”或“任意温度”)。
②恒容绝热容器中发生上述反应,下列说法正确的是___________ 。
A.加入合适的催化剂可以提高的平衡转化率
B.反应达平衡后容器内温度保持不变
C.反应达平衡时一定成立
D.容器内气体密度不变时说明达到了平衡状态
③设m为起始时的投料比,即。通过实验得到图像如下:图甲中控制其他条件,只调节反应温度,反应速率最快的是___________ (填、或),理由是___________ 。图乙表示在,起始压强为4 MPa的恒容条件下,平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系,温度时,该反应的压强平衡常数___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数)。
(1)利用和重整技术可获得合成气(主要成分为CO和),反应如下:
I:
Ⅱ:
反应的
(2)二氧化碳催化加氢可合成乙醇,其反应原理为: ,该反应的平衡常数与温度的关系如表。
温度/K | 400 | 500 |
平衡常数/K | 9 | 5.3 |
②恒容绝热容器中发生上述反应,下列说法正确的是
A.加入合适的催化剂可以提高的平衡转化率
B.反应达平衡后容器内温度保持不变
C.反应达平衡时一定成立
D.容器内气体密度不变时说明达到了平衡状态
③设m为起始时的投料比,即。通过实验得到图像如下:图甲中控制其他条件,只调节反应温度,反应速率最快的是
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2024-04-18更新
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346次组卷
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3卷引用:广西壮族自治区柳州市2024届高三第三次模拟考试化学试题
广西壮族自治区柳州市2024届高三第三次模拟考试化学试题广西柳州市2024届高三下学期第三次模拟考试(三模)化学试题(已下线)题型11 反应原理综合题(25题)-2024年高考化学常考点必杀300题(新高考通用)
4 . 氨是一种重要的化工产品。回答下列问题:
(1)已知:
①
②
③
则反应___________ kJ/mol,该反应在(填“高温”“低温”或“任意温度”)__________________ 下能自发进行。
(2)下列关于合成氨工艺的理解中,正确的有 (填标号)。
(3)温度为T℃,压强恒定为pMPa,用Fe2O3处理NH3和HCN(起始时NH3的体积分数为58%)的混合气体,部分气体的体积分数随时间的变化如图1,反应经30min达到平衡。①0~30min内用NH3的压强变化表示的反应速率=____________ 。
②反应的平衡常数Kp=____________ (列出计算式即可,Kp计算时用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×体积分数)
(4)电化学气敏传感器可用于检测环境中NH3的含量,其工作原理如图2所示。_________ 极(填“正”或“负”),其电极反应式为____________ 。
②反应消耗的O2与NH3的物质的量之比为_________ 。
(1)已知:
①
②
③
则反应
(2)下列关于合成氨工艺的理解中,正确的有 (填标号)。
A.控制温度远高于室温,是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率 |
B.合成氨反应在不同温度下的和S都小于零 |
C.NH3易液化,不断将液氨移去,利于反应正向进行 |
D.原料气中N2由分离空气得到,H2由天然气与水蒸气反应生成,原料气需要经过净化处理,以防催化剂中毒和安全事故发生 |
②反应的平衡常数Kp=
(4)电化学气敏传感器可用于检测环境中NH3的含量,其工作原理如图2所示。
①Pt电极(a)为
②反应消耗的O2与NH3的物质的量之比为
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5 . 丙烯是三大合成材料的基本原料之一,可用于生产多种重要有机化工原料。由丙烷制丙烯的两种方法如下:
Ⅰ.丙烷无氧脱氢法:
Ⅱ.丙烷氧化脱氢法:
请回答下列问题:
(1)已知 ,由此计算=______ 。
(2)某温度下,在恒容密闭容器中充入发生反应Ⅰ,下列能说明该反应达到平衡状态的是______(填字母)。
(3)不同压强下,在密闭容器中充入发生反应Ⅰ,丙烷平衡转化率随温度变化关系如图:①图中压强由大到小的顺序为_________ 。
②,压强下,若进料组成中加入惰性气体Ar,a点将________ (填“上移”、“下移”或“不移动”)。
③,时,a点对应的平衡常数=________ (精确到0.01)。
(4)反应Ⅱ制备丙烯时还会生成、等副产物,在催化剂的作用下,反应相同时间,的转化率和的产率随温度的变化关系如图所示:①图中的转化率随温度升高而上升的原因是______________ 。
②575℃时,的选择性为______ ,(的选择性=
③基于上述研究结果,能提高选择性的措施是______________ (任写一项)。
Ⅰ.丙烷无氧脱氢法:
Ⅱ.丙烷氧化脱氢法:
请回答下列问题:
(1)已知 ,由此计算=
(2)某温度下,在恒容密闭容器中充入发生反应Ⅰ,下列能说明该反应达到平衡状态的是______(填字母)。
A. |
B.容器内混合气体的密度不再发生变化 |
C.容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化 |
D.容器内的压强不再发生变化 |
(3)不同压强下,在密闭容器中充入发生反应Ⅰ,丙烷平衡转化率随温度变化关系如图:①图中压强由大到小的顺序为
②,压强下,若进料组成中加入惰性气体Ar,a点将
③,时,a点对应的平衡常数=
(4)反应Ⅱ制备丙烯时还会生成、等副产物,在催化剂的作用下,反应相同时间,的转化率和的产率随温度的变化关系如图所示:①图中的转化率随温度升高而上升的原因是
②575℃时,的选择性为
③基于上述研究结果,能提高选择性的措施是
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解题方法
6 . 我国科学家成功利用光伏发电,将电解水获得的与反应合成甲醇,再由甲醇经若干酶促反应合成淀粉。该研究成果已在国际学术期刊《科学》上发表。回答下列问题:
(1)人工合成转化为淀粉只需要11步,其中前两步涉及的反应如图所示。反应的__________ (用含、、、的代数式表示)。
(2)有学者结合实验和计算机模拟结果,得出的一种反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“·”标注,TS1、TS2、TS3、TS4均为过渡态。决速步骤对应的化学方程式为__________ ;TS3对应的步骤适合在__________ (填“高温”或“低温”)条件下进行。(3)在密闭容器中充入一定量的和,发生反应 ,在催化剂作用下单位时间内的转化率与温度、催化剂的关系如图所示。①a点时,的生成速率__________ (填“>”“<”或“=”,下同)的消耗速率;催化效率:Cat2__________ Cat1。
②b点之后的转化率降低,可能的原因是__________ 。
(4)已知催化加氢的主要反应如下:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
①230℃时,将和按物质的量之比为1:3混合通入恒温刚性密闭容器中,在催化剂作用下同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,容器内压强随时间的变化如下表所示。
平衡时,则该温度下反应Ⅰ的化学平衡常数__________ (用含的代数式表示)。
②二氧化碳催化加氢合成甲醇反应往往伴随副反应Ⅱ。一定温度和压强条件下,为了提高反应速率和甲醇选择性,应当__________ 。
(1)人工合成转化为淀粉只需要11步,其中前两步涉及的反应如图所示。反应的
(2)有学者结合实验和计算机模拟结果,得出的一种反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“·”标注,TS1、TS2、TS3、TS4均为过渡态。决速步骤对应的化学方程式为
②b点之后的转化率降低,可能的原因是
(4)已知催化加氢的主要反应如下:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
①230℃时,将和按物质的量之比为1:3混合通入恒温刚性密闭容器中,在催化剂作用下同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,容器内压强随时间的变化如下表所示。
时间/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
压强/MPa |
②二氧化碳催化加氢合成甲醇反应往往伴随副反应Ⅱ。一定温度和压强条件下,为了提高反应速率和甲醇选择性,应当
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2024-04-07更新
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292次组卷
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4卷引用:广西壮族自治区部分学校2023-2024学年高三下学期教学质量监测联考(二模)化学试题
解题方法
7 . 乙酸水蒸气重整制氢气是一项极具前景的制氢工艺,该过程中可能发生下列反应:
I.水蒸气重整:
Ⅱ.热裂解:
Ⅲ.脱羧基:
Ⅳ.水煤气变换:
回答下列问题:
(1)反应I的___________ ,该反应在___________ 中(填“高温”“低温”或“任意温度”)下具有自发性。
(2)若反应I在恒温恒容的密闭容器中发生,下列能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填字母)。
(3)已知:水碳比(S/C)是指转化进料中水蒸气分子总数与碳原子总数的比值。下图是水碳比(S/C)分别为2和4时,反应温度对(g)平衡产率影响的示意图:
①表示水碳比(S/C)=4的曲线是___________ (填“a”或“b”),该水碳比下制氢的最佳温度是___________ 。
②水碳比(S/C)=2时,(g)平衡产率随温度升高先增大后逐渐减小。(g)平衡产率逐渐减小的原因可能是___________ 。
(4)一定温度下,若按水碳比(S/C)=0向1L恒容密闭容器中充入2mol (g),达到平衡状态时(g)的物质的量为0.4mol,容器内的压强为初始时的1.4倍。
①体系中的物质的量为___________ 。
②反应Ⅱ的化学平衡常数K=___________ 。
I.水蒸气重整:
Ⅱ.热裂解:
Ⅲ.脱羧基:
Ⅳ.水煤气变换:
回答下列问题:
(1)反应I的
(2)若反应I在恒温恒容的密闭容器中发生,下列能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.容器内的压强不再变化 |
B. |
C.容器内气体的质量不再变化 |
D.单位时间内,每断裂4mol O-H键的同时断裂4mol H-H键 |
(3)已知:水碳比(S/C)是指转化进料中水蒸气分子总数与碳原子总数的比值。下图是水碳比(S/C)分别为2和4时,反应温度对(g)平衡产率影响的示意图:
①表示水碳比(S/C)=4的曲线是
②水碳比(S/C)=2时,(g)平衡产率随温度升高先增大后逐渐减小。(g)平衡产率逐渐减小的原因可能是
(4)一定温度下,若按水碳比(S/C)=0向1L恒容密闭容器中充入2mol (g),达到平衡状态时(g)的物质的量为0.4mol,容器内的压强为初始时的1.4倍。
①体系中的物质的量为
②反应Ⅱ的化学平衡常数K=
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2024-04-03更新
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316次组卷
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2卷引用:广西壮族自治区河池市2024届高三高考联合模拟考试(3月)化学试题
解题方法
8 . 氯及其化合物在工业生产中具有很重要的作用。
(1)舍勒制氯气的方法至今仍是实验室制氯气的常用方法,其离子方程式为:_______ 。制得的中有大量的气体,通入饱和食盐水可除去,且溶液中有白色固体产生,这个固体是_______ (填化学式)。
(2)可用于生产一种化工产品。已知有关反应如下:
①
②
③
④_______ (用含和的式子表示)。已知,则反应①_______ (填字母)
A.一定自发 B.一定不自发 C.高温自发 D.低温自发
(3)还可在工业上用于生产亚硝酰氯:。时,在密闭容器中充入与,一段时间后反应达到平衡。
①该反应达到化学平衡的标志有_______ (填字母)。
A.单位时间内消耗的同时,生成
B.容器内总压强不再变化
C.混合气体的密度保持不变
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
E.NO与NOCl的体积分数相等
②已知上述反应中正、逆反应速率的表达式为、,、变化如图所示,则该反应_______ 0(填“>”、“<”)。时,平衡转化率为,则与的比值为_______ 。
③若在温度为,容积为的容器中,充入、、,则_______ (填“<”“>”或“=”)。
(4)氯气—铝电池是一种新型的燃料电池,若电解质溶液为溶液,电极分别用铝条和碳棒,负极反应为_______ 。
(1)舍勒制氯气的方法至今仍是实验室制氯气的常用方法,其离子方程式为:
(2)可用于生产一种化工产品。已知有关反应如下:
①
②
③
④
A.一定自发 B.一定不自发 C.高温自发 D.低温自发
(3)还可在工业上用于生产亚硝酰氯:。时,在密闭容器中充入与,一段时间后反应达到平衡。
①该反应达到化学平衡的标志有
A.单位时间内消耗的同时,生成
B.容器内总压强不再变化
C.混合气体的密度保持不变
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
E.NO与NOCl的体积分数相等
②已知上述反应中正、逆反应速率的表达式为、,、变化如图所示,则该反应
③若在温度为,容积为的容器中,充入、、,则
(4)氯气—铝电池是一种新型的燃料电池,若电解质溶液为溶液,电极分别用铝条和碳棒,负极反应为
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9 . 研究含氮元素物质的反应对生产、生活、科研等方面具有重要的意义。
(1)发射“神舟十三”号的火箭推进剂为液态四氧化二氮和液态偏二甲肼,与偏二甲肼燃烧产物只有、、,并放出大量热。
已知:①
②
③
请写出上述反应的热化学方程式:______ 。
(2)碘蒸气存在能大幅度提高的分解速率,反应历程为:
第一步:(快反应)
第二步:(慢反应)
第三步:(快反应)
实验表明,含碘时分解速率方程(k为速率常数)。
下列表述正确的是______。
(3)为避免汽车尾气中的氮氧化合物对大气的污染,需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中和发生反应 。实验测得:,(、为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,增大的倍数______ (填“大于”“小于”或“等于”)增大的倍数
②若在的密闭容器中充入和,在一定温度下达到平衡时,达平衡时总压为起始时的0.9倍,则______ 。(保留小数点后两位)
(4)实验室用溶液处理,已知,某吸收液中溶质只含,溶液中,取该溶液,加1滴的溶液混合均匀(20滴约为),估算______ (填“能”或“不能”)产生沉淀。
(5)一种以液态肼为燃料,氧气为氧化剂,某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达时,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。请写出负极电极反应式:______ 。
(1)发射“神舟十三”号的火箭推进剂为液态四氧化二氮和液态偏二甲肼,与偏二甲肼燃烧产物只有、、,并放出大量热。
已知:①
②
③
请写出上述反应的热化学方程式:
(2)碘蒸气存在能大幅度提高的分解速率,反应历程为:
第一步:(快反应)
第二步:(慢反应)
第三步:(快反应)
实验表明,含碘时分解速率方程(k为速率常数)。
下列表述正确的是______。
A.分解反应中,k值与碘蒸气浓度大小有关 |
B.第二步对总反应速率起决定作用 |
C.第二步活化能比第三步大 |
D.IO为反应的催化剂 |
(3)为避免汽车尾气中的氮氧化合物对大气的污染,需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中和发生反应 。实验测得:,(、为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,增大的倍数
②若在的密闭容器中充入和,在一定温度下达到平衡时,达平衡时总压为起始时的0.9倍,则
(4)实验室用溶液处理,已知,某吸收液中溶质只含,溶液中,取该溶液,加1滴的溶液混合均匀(20滴约为),估算
(5)一种以液态肼为燃料,氧气为氧化剂,某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达时,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。请写出负极电极反应式:
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10 . 甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应:
①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1
恒定压强为100 kPa时,将n(CH4)∶n(H2O)=1∶3的混合气体投入反应器中,平衡时,各组分的物质的量分数与温度的关系如下图所示。
回答下列问题:
(1)写出CH4与CO2生成H2和CO的热化学方程式:_______ 。
(2)关于甲烷和水蒸气催化制氢反应,下列叙述正确的是_______ (填标号)。
A.恒温、恒容条件下,加入惰性气体,压强增大,反应速率加快
B.恒温、恒容条件下,加入水蒸气,活化分子百分数增大,反应速率加快
C.升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率增大,反应速率加快
(3)系统中H2的含量,在700℃左右出现峰值,试从化学平衡的角度解释出现峰值的原因:
①低于700℃,_______ ;
②高于700℃,_______ 。
(4)反应①的平衡常数的表达式Kp=_______ (Kp是以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(5)利用微生物燃料电池处理某废水的工作原理如图所示。
该电池a电极反应式为_______ 。
①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1
恒定压强为100 kPa时,将n(CH4)∶n(H2O)=1∶3的混合气体投入反应器中,平衡时,各组分的物质的量分数与温度的关系如下图所示。
回答下列问题:
(1)写出CH4与CO2生成H2和CO的热化学方程式:
(2)关于甲烷和水蒸气催化制氢反应,下列叙述正确的是
A.恒温、恒容条件下,加入惰性气体,压强增大,反应速率加快
B.恒温、恒容条件下,加入水蒸气,活化分子百分数增大,反应速率加快
C.升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率增大,反应速率加快
(3)系统中H2的含量,在700℃左右出现峰值,试从化学平衡的角度解释出现峰值的原因:
①低于700℃,
②高于700℃,
(4)反应①的平衡常数的表达式Kp=
(5)利用微生物燃料电池处理某废水的工作原理如图所示。
该电池a电极反应式为
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