解题方法
1 . CO2资源化利用备受关注,研究CO2资源化综合利用有重要意义。已知:
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) H1=+41.2kJ/mol
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g) H2=-122.5kJ/mol
回答下列问题:
(1)反应2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) H=___________ kJ/mol。
(2)将4molCO、6molH2置于某密闭容器中,控制适当条件使其发生反应:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),测得CO的某种平衡量值(x)在不同压强下随温度的变化如图1所示:①x表示___________ (填“体积分数”或“转化率”),为了提高反应速率的同时能提高H2的转化率,可采取的措施有___________ (填字母)。
a.使用高效催化剂 b.缩小容器的体积
c.升高温度 d.增大H2的浓度
②若p1=6MPa,B点表示反应从开始进行到10min时达到平衡状态,则v(H2)=___________ MPa·min-1,Kp=___________ MPa-4(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
③若对D点状态的反应同时进行降温、缩小体积的操作,重新达到平衡状态可能是图中A~G点中的___________ 点。
(3)在恒压密闭容器中投入xmolCO2和ymolH2,发生上述反应Ⅰ和Ⅱ。测得CO2的平衡转化率和平衡时CO的选择性(CO的选择性=×100%)随温度的变化曲线如图2所示。
①T℃达到平衡时,反应Ⅱ理论上消耗CO2的物质的量为___________ mol。
②合成二甲醚的适宜温度为260℃,其原因是___________ 。
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) H1=+41.2kJ/mol
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g) H2=-122.5kJ/mol
回答下列问题:
(1)反应2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) H=
(2)将4molCO、6molH2置于某密闭容器中,控制适当条件使其发生反应:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),测得CO的某种平衡量值(x)在不同压强下随温度的变化如图1所示:①x表示
a.使用高效催化剂 b.缩小容器的体积
c.升高温度 d.增大H2的浓度
②若p1=6MPa,B点表示反应从开始进行到10min时达到平衡状态,则v(H2)=
③若对D点状态的反应同时进行降温、缩小体积的操作,重新达到平衡状态可能是图中A~G点中的
(3)在恒压密闭容器中投入xmolCO2和ymolH2,发生上述反应Ⅰ和Ⅱ。测得CO2的平衡转化率和平衡时CO的选择性(CO的选择性=×100%)随温度的变化曲线如图2所示。
①T℃达到平衡时,反应Ⅱ理论上消耗CO2的物质的量为
②合成二甲醚的适宜温度为260℃,其原因是
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2 . 二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题:
(1)已知:、和键的键能分别为、和。
则___________ 。
(2)已知:在催化剂I和II的催化下的反应历程和能量变化如下图。①在相同条件下使用催化剂___________ (填I或II)时,反应过程中所能达到的最高浓度更大。
②在相同条件下反应达到平衡状态,为提高的平衡浓度和的平衡物质的量分数,可以采取的措施是___________ 。
(3)以为原料合成涉及的主要反应如下:
I.
II.
在密闭容器中,压强恒为,,,平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率,随温度的变化如图所示。的选择性可表示为。
①反应的最佳温度___________ 。
②反应温度超过时,平衡转化率逐渐增大的原因是___________ 。
③反应温度超过时,实际转化率逐渐减小的原因是___________ 。
④反应温度在时,点的选择性为,则平衡时___________ (保留三位有效数字,后面相同),反应II的压强平衡常数___________ 。
(4)工业废气中含有的和可利用如下装置回收利用。①装置a中发生反应的离子方程式___________ 。
②装置b中,x和y为石墨电极,写出电极x的电极反应___________ 。
(1)已知:、和键的键能分别为、和。
则
(2)已知:在催化剂I和II的催化下的反应历程和能量变化如下图。①在相同条件下使用催化剂
②在相同条件下反应达到平衡状态,为提高的平衡浓度和的平衡物质的量分数,可以采取的措施是
(3)以为原料合成涉及的主要反应如下:
I.
II.
在密闭容器中,压强恒为,,,平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率,随温度的变化如图所示。的选择性可表示为。
①反应的最佳温度
②反应温度超过时,平衡转化率逐渐增大的原因是
③反应温度超过时,实际转化率逐渐减小的原因是
④反应温度在时,点的选择性为,则平衡时
(4)工业废气中含有的和可利用如下装置回收利用。①装置a中发生反应的离子方程式
②装置b中,x和y为石墨电极,写出电极x的电极反应
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解题方法
3 . 甲醇是一种清洁能源,以甲醇为原料制备水煤气的原理为CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)。
(1)已知:CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) △H1=-726.5kJ/mol
CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H2=-283kJ/mol
H2(g)+O2(g)=H2O(1) △H3=-285.8kJ/mol
则制备水煤气的反应CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)的△H=________ kJ/mol。
(2)一定温度下维持100kPa,将CH3OH (g)与Ar(g)以一定比例投料发生上述反应[投料比x=]测得CH3OH(g)的平衡转化率及H2的分压p(H2)随x的关系如图所示。已知:Kp为用气体分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数。①表示CH3OH(g)的平衡转化率的是曲线_______ (填“A”或“B”),判断理由是______________ 。
②当x=1时,CH3OH(g)的平衡转化率为______ %(结果保留1位小数),该反应的压强平衡常数Kp=_______ (kPa)2。
(3)CH3OH(g)在催化剂 Pd/MgO表面的催化反应机理,其部分反应历程如图所示,吸附在催化剂表面的物种用*表示,过渡态用TS表示。历程中______ (填“有”或“无”)C-О键的断裂,决定反应速率的步骤的化学方程式为_________________ 。
(1)已知:CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) △H1=-726.5kJ/mol
CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H2=-283kJ/mol
H2(g)+O2(g)=H2O(1) △H3=-285.8kJ/mol
则制备水煤气的反应CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)的△H=
(2)一定温度下维持100kPa,将CH3OH (g)与Ar(g)以一定比例投料发生上述反应[投料比x=]测得CH3OH(g)的平衡转化率及H2的分压p(H2)随x的关系如图所示。已知:Kp为用气体分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数。①表示CH3OH(g)的平衡转化率的是曲线
②当x=1时,CH3OH(g)的平衡转化率为
(3)CH3OH(g)在催化剂 Pd/MgO表面的催化反应机理,其部分反应历程如图所示,吸附在催化剂表面的物种用*表示,过渡态用TS表示。历程中
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解题方法
4 . 基于功能催化剂将氢化和甲苯甲基化过程耦合直接合成二甲苯(X)等高价值化学品的过程展现出巨大潜力。
相关主要反应有:
①
②
③
④
⑤
回答下列问题:
(1)反应①的______ kJ/mol,该反应在______ (填“高温”或“低温”)下更易自发进行。
(2)在不同压强下,按照进行投料,在容器中发生上述②、③、④三个反应,平衡时,CO和在含碳产物中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图。
①压强、、由大到小的顺序为_______ ,曲线_______ (填“m”或“n”)代表在含碳产物中物质的量分数。
②在下,压强为时,反应③的平衡常数_______ (填含的表达式)。(3)氢气可将还原为甲烷,反应为。ShyamKattel等结合实验与计算机模拟结果,研究了在催化剂表面上与的反应历程,前三步历程如图,其中吸附在催化剂表面上的物种用·标注,Ts表示过渡态。物质吸附在催化剂表面,形成过渡态的过程会_______ 热量(填“吸收”或“释放”);反应历程中最大能量(活化能)的步骤的化学方程式为_______ 。
相关主要反应有:
①
②
③
④
⑤
回答下列问题:
(1)反应①的
(2)在不同压强下,按照进行投料,在容器中发生上述②、③、④三个反应,平衡时,CO和在含碳产物中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图。
①压强、、由大到小的顺序为
②在下,压强为时,反应③的平衡常数
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5 . 苯乙烯是一种很重要的有机化学原料,用途十分广泛。在以水蒸气做稀释剂、存在催化剂的条件下,乙苯催化脱氢可生成苯乙烯。可能发生如下两个反应;
主反应: ;
副反应: 。
回答下列问题:
(1)已知,在、条件下,、、、的燃烧热分别为、、、。则_______ 。
(2)在某温度、pkPa的条件下,向反应器中充入气态乙苯发生主反应:,其平衡转化率为50%,若向该反应器中充入水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应),可将平衡转化率提高至_______ 。
(3)在不同的温度条件下,以水烃比投料,在膜反应器中发生乙苯催化脱氢反应。膜反应器可以通过多孔膜移去,提高乙苯的平衡转化率,工作原理如图所示:已知:移出率×100%。
①忽略副反应,维持体系总压强p恒定,在温度T时,已知乙苯的平衡转化率为,的移出率为b,则在该温度下主反应的平衡常数_______ (用含、b、p的代数式表示)。
②乙苯的平衡转化率增长百分数与的移出率在不同温度条件下的关系如表所示:
高温下副反应程度极小,试说明当温度高于950℃时,乙苯的平衡转化率随的移出率的变化改变程度不大的原因:_______ 。
③下列说法正确的是_______ (填选项字母)。
A.生成的总物质的量与苯乙烯相等
B.因为被分离至隔离区,故反应器中不发生副反应
C.在恒容的膜反应器中,其他条件不变,增大水烃比,可提高乙苯的转化率
D.当的分压不再发生变化时,说明主副反应均达到平衡状态
(4)有研究者发现,在气氛中乙苯催化脱氢制苯乙烯更容易进行,反应历程如图所示:①该过程的总反应的化学方程式为_______ 。
②根据反应历程分析,催化剂表面酸碱性对乙苯脱氢反应影响较大,如果催化剂表面碱性太强,会降低乙苯的转化率,碱性太强使乙苯转化率降低的原因是_______ (写一点即可)。
③从资源综合利用角度分析,氧化乙苯脱氢制苯乙烯的优点是_______ 。
主反应: ;
副反应: 。
回答下列问题:
(1)已知,在、条件下,、、、的燃烧热分别为、、、。则
(2)在某温度、pkPa的条件下,向反应器中充入气态乙苯发生主反应:,其平衡转化率为50%,若向该反应器中充入水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应),可将平衡转化率提高至
(3)在不同的温度条件下,以水烃比投料,在膜反应器中发生乙苯催化脱氢反应。膜反应器可以通过多孔膜移去,提高乙苯的平衡转化率,工作原理如图所示:已知:移出率×100%。
①忽略副反应,维持体系总压强p恒定,在温度T时,已知乙苯的平衡转化率为,的移出率为b,则在该温度下主反应的平衡常数
②乙苯的平衡转化率增长百分数与的移出率在不同温度条件下的关系如表所示:
温度/℃ 增长百分数/% 移出率/% | 700 | 950 | 1000 |
60 | 8.43 | 4.38 | 2.77 |
80 | 16.8 | 6.1 | 3.8 |
90 | 27 | 7.1 | 4.39 |
③下列说法正确的是
A.生成的总物质的量与苯乙烯相等
B.因为被分离至隔离区,故反应器中不发生副反应
C.在恒容的膜反应器中,其他条件不变,增大水烃比,可提高乙苯的转化率
D.当的分压不再发生变化时,说明主副反应均达到平衡状态
(4)有研究者发现,在气氛中乙苯催化脱氢制苯乙烯更容易进行,反应历程如图所示:①该过程的总反应的化学方程式为
②根据反应历程分析,催化剂表面酸碱性对乙苯脱氢反应影响较大,如果催化剂表面碱性太强,会降低乙苯的转化率,碱性太强使乙苯转化率降低的原因是
③从资源综合利用角度分析,氧化乙苯脱氢制苯乙烯的优点是
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6 . 二甲醚既是一种有机燃料,又是一种重要的有机化工原料。利用催化氢化制备二甲醚反应原理如下:
I.;
II.;
III.。
回答下列问题:
(1)_______ 。
(2)向初始温度为的某绝热恒容容器中充入,只发生反应III,平衡时的转化率为。
①下列事实能说明反应III已经达到平衡的是_______ (填选项字母)。
a.混合气体密度不再发生变化
b.容器内压强不再发生变化
c.的消耗速率等于的消耗速率
d.的体积分数不再发生变化
②若向该容器中充入和各,平衡时的转化率为,其中_______ (填“>”“=”或“<”)1。
③在催化剂条件下反应III的反应过程如图所示,“*”表示吸附在催化剂上。该催化过程的决速步骤为_______ (填“第一步”或“第二步”),判断的理由是_______ 。(3)向压强恒定为的某密闭容器中按物质的量比投入CO2和,发生催化氢化制备二甲醚系列反应。平衡转化率随温度变化如图所示:①图中能表示随温度变化的曲线是_______ (填“”或“”),原因为_______ 。
②已知温度下平衡时,的体积分数为。则平衡时的体积分数为_______ (保留三位有效数字);下反应的分压平衡常数_______ (用含的代数式表示)。
I.;
II.;
III.。
回答下列问题:
(1)
(2)向初始温度为的某绝热恒容容器中充入,只发生反应III,平衡时的转化率为。
①下列事实能说明反应III已经达到平衡的是
a.混合气体密度不再发生变化
b.容器内压强不再发生变化
c.的消耗速率等于的消耗速率
d.的体积分数不再发生变化
②若向该容器中充入和各,平衡时的转化率为,其中
③在催化剂条件下反应III的反应过程如图所示,“*”表示吸附在催化剂上。该催化过程的决速步骤为
②已知温度下平衡时,的体积分数为。则平衡时的体积分数为
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7 . 的综合利用成为研究热点,作为碳源加氢是再生能源的有效方法。回答下列问题:
Ⅰ.工业上利用和制备,已知温度为T、压强为p时的摩尔生成焓如表所示:
已知:一定温度下,由元素的最稳定单质生成纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓。
(1)温度为T、压强为p时,反应___________ 。
(2)已知:温度为时,。实验测得:为速率常数。
①时,___________ 。
②若时,,则___________ (填“>”“<”或“=”)。
Ⅱ.在催化剂作用下,可被氢气还原为甲醇:[同时有副反应发生],平衡转化率随温度和压强的变化如图。(3)判断的大小关系:___________ 。解释压强一定时,的平衡转化率呈现如图变化的原因:___________ 。同时增大的平衡转化率和的产率可采取的措施是___________ 。
(4)向压强为p的恒温恒压密闭容器中加入和,进行反应,达到平衡状态时,的转化率为20%,生成的物质的量为,则甲醇的选择性为___________ %[甲醇选择性];在该温度下,的压强平衡常数___________ (列出计算式,分压=总压×物质的量分数)。
Ⅰ.工业上利用和制备,已知温度为T、压强为p时的摩尔生成焓如表所示:
气态物质 | |||
摩尔生成焓/ | 0 |
(1)温度为T、压强为p时,反应
(2)已知:温度为时,。实验测得:为速率常数。
①时,
②若时,,则
Ⅱ.在催化剂作用下,可被氢气还原为甲醇:[同时有副反应发生],平衡转化率随温度和压强的变化如图。(3)判断的大小关系:
(4)向压强为p的恒温恒压密闭容器中加入和,进行反应,达到平衡状态时,的转化率为20%,生成的物质的量为,则甲醇的选择性为
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2024-04-18更新
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240次组卷
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3卷引用:2024届陕西省榆林市高三下学期第二次模拟检测理科综合试题-高中化学
2024届陕西省榆林市高三下学期第二次模拟检测理科综合试题-高中化学湖南省资兴市立中等多校联考2023-2024学年高二下学期3月月考化学试题(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)
8 . 氢能是一种重要的绿色能源,在实现“碳中和”与“碳达峰”目标中起到重要作用。乙醇与水催化重整制氢发生以下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)①已知反应Ⅲ:,则______ 。
②反应I能自发进行的条件为______ 。
(2)压强为的平衡产率与温度、起始时的关系如图所示,每条曲线表示相同 的平衡产率。①反应Ⅱ的平衡常数:______ (填“>”、“=”或“<”)
②的产率:B点______ C点(填“>”、“=”或“<”);
③A、B两点产率相等的原因是______ 。
(3)压强为下,和发生上述反应,平衡时和的选择性、乙醇的转化率随温度的升高曲线如图所示。[已知:CO的选择性①时,10分钟反应达到平衡,则乙醇的物质的量的变化量______ mol。
②表示选择性的曲线是______ (填标号)。
③时,反应II的______ (保留三位有效数字)。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)①已知反应Ⅲ:,则
②反应I能自发进行的条件为
(2)压强为的平衡产率与温度、起始时的关系如图所示,每条曲线表示
②的产率:B点
③A、B两点产率相等的原因是
(3)压强为下,和发生上述反应,平衡时和的选择性、乙醇的转化率随温度的升高曲线如图所示。[已知:CO的选择性①时,10分钟反应达到平衡,则乙醇的物质的量的变化量
②表示选择性的曲线是
③时,反应II的
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9 . 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:
(1)已知,由此计算___________ ,该反应的正反应活化能(正)___________ 逆反应活化能(逆)(填“>”或“<”)。
(2)一定温度下,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.容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
B.的值保持不变
C.
D.容器内混合气体的密度不再变化
E.和的物质的量之比不变
(3)某温度下,在刚性密闭容器中充入发生反应I,起始压强为,平衡时总压强为,平衡转化率为___________ ,该反应的平衡常数___________ 。
(4)一定压强下,向密闭容器中充入一定量的和,发生反应的平衡转化率在不同投料比下与温度的关系如图1所示,该反应为反应___________ (填“吸热”或“放热”),投料比由小到大的顺序为___________ 。
(5)反应II制备丙烯时还会生成、等副产物,在催化剂的作用下,的转化率和的产率随温度的变化关系如图2所示,在时,的选择性为___________ 。
(的选择性)。
I.丙烷无氧脱氢法:
II.丙烷氧化脱氢法:
(1)已知,由此计算
(2)一定温度下,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
A.容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
B.的值保持不变
C.
D.容器内混合气体的密度不再变化
E.和的物质的量之比不变
(3)某温度下,在刚性密闭容器中充入发生反应I,起始压强为,平衡时总压强为,平衡转化率为
(4)一定压强下,向密闭容器中充入一定量的和,发生反应的平衡转化率在不同投料比下与温度的关系如图1所示,该反应为反应
(5)反应II制备丙烯时还会生成、等副产物,在催化剂的作用下,的转化率和的产率随温度的变化关系如图2所示,在时,的选择性为
(的选择性)。
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解题方法
10 . 甲烷和乙炔(CH≡CH)在有机合成中有着广泛的用途。
(1)已知:①
②
③
写出甲烷与水蒸气在高温下制备合成气(CO、)的热化学方程式:___________ 。
(2)用甲烷在高温下气相裂解制取乙炔和氢气,其反应原理为 。几种气体平衡时分压(Pa)的对数与温度(K)的关系如图所示。①图中A点温度时的平衡常数___________ (用气体平衡分压代替浓度计算)。
②℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中充入进行上述反应。当反应达到平衡时,测得,则的转化率为___________ 。若改变温度至℃,10s后反应再次达到平衡,测得,则该变化过程中___________ (填“>”或“<”)。
(3)一定温度下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入(乙炔)和2molHCl发生反应: 。测得反应物(或HCl)浓度随时间的变化关系如图所示。①M点时,___________ (填“>”“<”或“=”)。
②15min时仅改变了一个外界条件,改变的条件可能是___________ 。
③0~10min内氯乙烯的平均反应速率___________ 。向密闭容器中充入一定量乙炔和氯化氢,发生上述反应,测得乙炔的平衡转化率与温度、S的关系如图所示。其中,则S代表的物理量是___________ 。
(1)已知:①
②
③
写出甲烷与水蒸气在高温下制备合成气(CO、)的热化学方程式:
(2)用甲烷在高温下气相裂解制取乙炔和氢气,其反应原理为 。几种气体平衡时分压(Pa)的对数与温度(K)的关系如图所示。①图中A点温度时的平衡常数
②℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中充入进行上述反应。当反应达到平衡时,测得,则的转化率为
(3)一定温度下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入(乙炔)和2molHCl发生反应: 。测得反应物(或HCl)浓度随时间的变化关系如图所示。①M点时,
②15min时仅改变了一个外界条件,改变的条件可能是
③0~10min内氯乙烯的平均反应速率
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