1 . 下列三个化学反应焓变、平衡常数与温度的关系分别如下表所示。下列说法正确的是
化学反应 | 平衡常数 | 温度 | |
① | 1.47 | 2.15 | |
② | 2.38 | 1.67 | |
③ | a | b |
A.反应②是吸热反应 |
B.反应③达平衡后,升高温度平衡正向移动 |
C.相同温度下, |
D.时,若反应①起始,平衡时约为 |
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2 . 工业废气中的硫化氢是一种无色有毒的气体。根据硫化氢的性质,可采取不同的处理方法。
(1)氧化法(克劳斯法),其原理是:
H2SSO2S
S(s)+O2(g)=SO2(g) ∆H=-297kJ·mol-1
第②步反应的热化学方程式为___________ 。
(2)热分解法,其原理是:2H2S(g)S2(?)+2H2(g)。不同温度和压强下,H2S的平衡转化率变化如图。P1___________ P2(填“>”或“<”),原因是___________ 。
(3)直接电解法,可回收S和H2。
资料:
ⅰ.H2S溶液中含硫微粒的物质的量分数随pH变化如图。
ⅱ.(x-1)S+S2−S(黄色溶液);S与酸反应生成S。
①直接电解H2S酸性溶液(pH≈5),容易出现电解反应不能持续进行的情况,结合电极反应式分析其可能的原因___________ 。
②工业上,常用烧碱吸收H2S,将吸收后的溶液(pH=13.2)先进行电解,再用电解后的黄色溶液吸收H2S生成S。反应生成S的离子方程式是___________ 。
(4)间接电解法。先用FeCl3溶液吸收含H2S的工业废气,所得溶液用惰性电极进行电解。
①反应池中发生反应的离子方程式是___________ 。
②该装置实验有两个显著优点:a.H2S的原子利用率100%;b.___________ 。
(5)碱性溶液吸收法。
已知:25℃时,H2S的电离常数Ka1=9.1×10-8、Ka2=1.1×10-12;H2CO3的电离常数Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11。用Na2CO3溶液吸收含H2S的工业废气,反应的离子方程式是___________ 。
(1)氧化法(克劳斯法),其原理是:
H2SSO2S
已知:2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) ΔH=-1172kJ·mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g) ∆H=-297kJ·mol-1
第②步反应的热化学方程式为
(2)热分解法,其原理是:2H2S(g)S2(?)+2H2(g)。不同温度和压强下,H2S的平衡转化率变化如图。P1
(3)直接电解法,可回收S和H2。
资料:
ⅰ.H2S溶液中含硫微粒的物质的量分数随pH变化如图。
ⅱ.(x-1)S+S2−S(黄色溶液);S与酸反应生成S。
①直接电解H2S酸性溶液(pH≈5),容易出现电解反应不能持续进行的情况,结合电极反应式分析其可能的原因
②工业上,常用烧碱吸收H2S,将吸收后的溶液(pH=13.2)先进行电解,再用电解后的黄色溶液吸收H2S生成S。反应生成S的离子方程式是
(4)间接电解法。先用FeCl3溶液吸收含H2S的工业废气,所得溶液用惰性电极进行电解。
①反应池中发生反应的离子方程式是
②该装置实验有两个显著优点:a.H2S的原子利用率100%;b.
(5)碱性溶液吸收法。
已知:25℃时,H2S的电离常数Ka1=9.1×10-8、Ka2=1.1×10-12;H2CO3的电离常数Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11。用Na2CO3溶液吸收含H2S的工业废气,反应的离子方程式是
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3 . 已知Fe2O2(s)+C(s)= CO2(g)+2Fe(s) △H=+234.1kJ·mol-1,C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ·mol-1,则2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)的△H是
A.-824.4kJ·mol-1 | B.-627.6kJ·mol-1 |
C.-744.7kJ·mol-1 | D.-169.4kJ·mol-1 |
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2024-03-18更新
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376次组卷
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4卷引用:北京市中国人民大学附属中学2023-2024学年高一下学期期中考试化学试题
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解题方法
4 . 相关转化的研究,对解决环境、能源问题意义重大。
(1)催化加氢制取汽油,转化过程示意图如图:
下列说法不正确的是___________ 。
a.反应①的产物中含有水 b.图中甲与乙互为同系物
c.反应②中只有碳碳键形成 d.汽油主要是的烃类混合物
(2)与经催化重整可制得合成气:
已知:
该催化重整反应的___________ 。
(3)与反应制取中醇。
已知与反应生成气体和水蒸气放出的热量。
写出与制取的热化学方程式___________ 。
(4)制取化工原料草酸铝。
利用电池,能有效地将转化成草酸铝,工作原理如图所示。
①电池的负极反应式是:___________ 。
②电池的正极反应式:(草酸根)。
正极反应过程中,起催化作用,催化过程可表示为:
I.
Ⅱ.
写出Ⅱ的离子方程式:___________ 。
(1)催化加氢制取汽油,转化过程示意图如图:
下列说法不正确的是
a.反应①的产物中含有水 b.图中甲与乙互为同系物
c.反应②中只有碳碳键形成 d.汽油主要是的烃类混合物
(2)与经催化重整可制得合成气:
已知:
该催化重整反应的
(3)与反应制取中醇。
已知与反应生成气体和水蒸气放出的热量。
写出与制取的热化学方程式
(4)制取化工原料草酸铝。
利用电池,能有效地将转化成草酸铝,工作原理如图所示。
①电池的负极反应式是:
②电池的正极反应式:(草酸根)。
正极反应过程中,起催化作用,催化过程可表示为:
I.
Ⅱ.
写出Ⅱ的离子方程式:
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5 . 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压强下合成尿素,反应过程中能量变化如图。
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的法拉第效率。已知:,其中,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的,可获得尿素的质量为___________ 。(尿素的相对分子质量:60)
(3)尿素样品含氮量的测定方法如下。
已知:溶液中不能直接用溶液准确滴定。
①消化液中的含氮粒子是___________ 。
②步骤ⅳ中标准溶液的浓度和消耗的体积分别为c和V,计算样品含氮量还需要的实验数据有___________ 。
(1)20世纪初,工业上以和为原料在一定温度压强下合成尿素,反应过程中能量变化如图。
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的法拉第效率。已知:,其中,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的,可获得尿素的质量为
(3)尿素样品含氮量的测定方法如下。
已知:溶液中不能直接用溶液准确滴定。
①消化液中的含氮粒子是
②步骤ⅳ中标准溶液的浓度和消耗的体积分别为c和V,计算样品含氮量还需要的实验数据有
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解题方法
6 . TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物,制备纯TiCl4的流程示意图如下:
资料:TiCl4及所含杂质氯化物的性质
(1)氯化过程:与难以直接反应,加碳生成CO和可使反应得以进行。
已知:
①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式___________ 。
②氯化过程中CO和CO2可以相互转化,根据如图判断:CO2生成CO反应的___________ 0(填“>”“<”或“=”)。
③氯化产物冷却至室温,经过滤得到粗TiCl4混合液,则滤渣中含有___________ 。
(2)结构决定物质的性质,请从结构角度解释下列事实的原因。
已知TiCl4分子为正四面体结构。
①TiCl4的沸点高于SiCl4___________ 。
②MgCl2熔点远高于AlCl3___________ 。
(3)根据物质沸点不同可以进行分离提纯。
精制过程:粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。示意图如下:
物质a是___________ ,T2应控制在___________ 。
资料:TiCl4及所含杂质氯化物的性质
化合物 | TiCl4 | ||||
沸点/℃ | 58 | 136 | 181(升华) | 316 | 1412 |
熔点/℃ | -69 | -25 | 193 | 304 | 714 |
在TiCl4的溶解性 | 互溶 | - | 微溶 | 难溶 |
(1)氯化过程:与难以直接反应,加碳生成CO和可使反应得以进行。
已知:
①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式
②氯化过程中CO和CO2可以相互转化,根据如图判断:CO2生成CO反应的
③氯化产物冷却至室温,经过滤得到粗TiCl4混合液,则滤渣中含有
(2)结构决定物质的性质,请从结构角度解释下列事实的原因。
已知TiCl4分子为正四面体结构。
①TiCl4的沸点高于SiCl4
②MgCl2熔点远高于AlCl3
(3)根据物质沸点不同可以进行分离提纯。
精制过程:粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。示意图如下:
物质a是
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7 . 氢能是一种清洁能源,按照生产过程中的碳排放情况分为灰氢、蓝氢和绿氢。
(1)煤的气化制得灰氢 :C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)。该反应的平衡常数表达式K=_____ 。在恒容容器中发生上述反应,下列说法正确的是_______ 。
a. 升高温度,可提高活化分子百分数
b. 将煤粉碎可提高反应速率
c. 断裂2mol H-O的同时断裂1molH-H,反应达到化学平衡状态
d. 容器内混合气体平均摩尔质量不变时,反应达到化学平衡状态
(2)甲烷水蒸气催化重整制得蓝氢 ,步骤如下。
I.H2的制取:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH>0
①为提高CH4的平衡转化率,可采取的措施有___________ (写出两条即可)。
Ⅱ.H2的富集:CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH<0
②已知830 ℃时,该反应的平衡常数K=1.在容积不变的的密闭容器中,将2 mol CO与8 mol H2O混合加热到830 ℃。利用三段式 计算反应达平衡时CO的转化率(书写过程) _______ 。
Ⅲ.用吸收实现低碳排放。消耗率随时间变化关系如图所示。
③比较温度高低:T1_____ T2(填“>”或“<”)。
(3)热化学硫碘循环分解水制得绿氢 ,全程零碳排放。反应如下:
反应i:SO2(g) + I2(g) + 2H2O(g) = H2SO4(l) + 2HI(g) ∆H1=-82 kJ·mol−1。
反应ii:2H2SO4(l) = 2SO2(g) + O2(g) + 2H2O(g) ∆H2=+544 kJ·mol−1。
反应iii:∙∙∙∙∙∙
反应ⅰ~iii循环实现分解水:2H2O(g) = 2H2(g) + O2(g) ∆H=+484 kJ·mol−1。
写出反应iii的热化学方程式___________ 。
(1)煤的气化制得
a. 升高温度,可提高活化分子百分数
b. 将煤粉碎可提高反应速率
c. 断裂2mol H-O的同时断裂1molH-H,反应达到化学平衡状态
d. 容器内混合气体平均摩尔质量不变时,反应达到化学平衡状态
(2)甲烷水蒸气催化重整制得
I.H2的制取:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH>0
①为提高CH4的平衡转化率,可采取的措施有
Ⅱ.H2的富集:CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH<0
②已知830 ℃时,该反应的平衡常数K=1.在容积不变的的密闭容器中,将2 mol CO与8 mol H2O混合加热到830 ℃。利用
Ⅲ.用吸收实现低碳排放。消耗率随时间变化关系如图所示。
③比较温度高低:T1
(3)热化学硫碘循环分解水制得
反应i:SO2(g) + I2(g) + 2H2O(g) = H2SO4(l) + 2HI(g) ∆H1=-82 kJ·mol−1。
反应ii:2H2SO4(l) = 2SO2(g) + O2(g) + 2H2O(g) ∆H2=+544 kJ·mol−1。
反应iii:∙∙∙∙∙∙
反应ⅰ~iii循环实现分解水:2H2O(g) = 2H2(g) + O2(g) ∆H=+484 kJ·mol−1。
写出反应iii的热化学方程式
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解题方法
8 . 研究 NOx、SO2、CO 等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)NO2、SO2的任意排放均可导致酸雨的产生。请分别写出二者产生酸雨的化学方程式_______ 、____ 。
(2)处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知:
① CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g) ΔH = -283.0 kJ/mol
② S(s) + O2(g) = SO2(g) ΔH = -296.0 kJ/mol
此方法涉及的热化学方程式是___________ 。
(3)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知:
① CO(g) + NO2(g) = NO(g) + CO2(g) ΔH = -a kJ/mol (a>0)
② 2CO(g) + 2NO(g) = N2(g) + 2CO2(g) ΔH = -b kJ/mol (b>0)
若用标准状况下 3.36 L CO 还原 NO2 至 N2(CO完全反应)的整个过程中转移电子的物质的量为_____ mol,放出的热量为___ kJ(用含有a和b的代数式表示)。
(1)NO2、SO2的任意排放均可导致酸雨的产生。请分别写出二者产生酸雨的化学方程式
(2)处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知:
① CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g) ΔH = -283.0 kJ/mol
② S(s) + O2(g) = SO2(g) ΔH = -296.0 kJ/mol
此方法涉及的热化学方程式是
(3)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知:
① CO(g) + NO2(g) = NO(g) + CO2(g) ΔH = -a kJ/mol (a>0)
② 2CO(g) + 2NO(g) = N2(g) + 2CO2(g) ΔH = -b kJ/mol (b>0)
若用标准状况下 3.36 L CO 还原 NO2 至 N2(CO完全反应)的整个过程中转移电子的物质的量为
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9 . 的转化有助于实现碳循环和碳减排。
(1)工业用和在一定条件下分两步反应生产尿素,其能量变化示意图如下:
合成尿素总反应的热化学方程式是___________ 。
(2)近年科学家提出“绿色自由”构想。与在300℃、的条件下可生成甲醇,不同温度下,在恒容密闭容器中充入和,相同时间内测得的转化率随温度的变化如图所示:
①阶段温度升高的转化率下降,该反应的_____ 0(填“”或“”),理由是_______ 。
②计算温度为时a点的平衡常数为_______ 。
(3)利用电催化可将同时转化为多种有机燃料,其原理如图所示。
①铜电极上产生的电极反应式为_______ 。
②若铜电极上只生成,则有____ 通过质子交换膜。
③在实际生产中当过低时,有机燃料产率降低,可能的原因是________ 。
(1)工业用和在一定条件下分两步反应生产尿素,其能量变化示意图如下:
合成尿素总反应的热化学方程式是
(2)近年科学家提出“绿色自由”构想。与在300℃、的条件下可生成甲醇,不同温度下,在恒容密闭容器中充入和,相同时间内测得的转化率随温度的变化如图所示:
①阶段温度升高的转化率下降,该反应的
②计算温度为时a点的平衡常数为
(3)利用电催化可将同时转化为多种有机燃料,其原理如图所示。
①铜电极上产生的电极反应式为
②若铜电极上只生成,则有
③在实际生产中当过低时,有机燃料产率降低,可能的原因是
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10 . 用甲烷制高纯氢气是目前研究热点之一。
(1)甲烷水蒸气催化重整可制得较高纯度的氢气,相关反应如下:
反应Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206kJ/mol
反应Ⅱ:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2= -41kJ/mol
①总反应: CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) ΔH=___________ 。
②已知830℃时,反应II的平衡常数K= 1,在容积不变的密闭容器中,将2molCO、8molH2O混合加热到830℃,反应达平衡时CO的转化率为_________ 。
③在常压、600℃条件下,甲烷制备氢气的总反应中H2平衡产率为82%。加入适量石灰后,H2的产率可提高到95%,利用平衡移动原理解释原因:________ 。
(2)科学家研究将CH4、H2O 与CH4、CO2联合重整制备氢气:
反应Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)CO(g) + 3H2(g) ΔH1= +206kJ/mol
反应Ⅲ:CH4(g) +CO2(g) 2CO(g) + 2H2(g) ΔH3=+247kJ/mol
常温下,将CH4、H2O和CO2按一定比例混合置于密闭容器中,相同时间不同温度下测得体系中变化如图所示。
①已知700℃、NiO催化剂条件下,向反应体系中加入少量O2可增加H2产率,此条件下还原性CO______ H2 (填“>”“<"或“=”)。
②随着温度升高变小的原因可能是___________ 。
(1)甲烷水蒸气催化重整可制得较高纯度的氢气,相关反应如下:
反应Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206kJ/mol
反应Ⅱ:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2= -41kJ/mol
①总反应: CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) ΔH=
②已知830℃时,反应II的平衡常数K= 1,在容积不变的密闭容器中,将2molCO、8molH2O混合加热到830℃,反应达平衡时CO的转化率为
③在常压、600℃条件下,甲烷制备氢气的总反应中H2平衡产率为82%。加入适量石灰后,H2的产率可提高到95%,利用平衡移动原理解释原因:
(2)科学家研究将CH4、H2O 与CH4、CO2联合重整制备氢气:
反应Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)CO(g) + 3H2(g) ΔH1= +206kJ/mol
反应Ⅲ:CH4(g) +CO2(g) 2CO(g) + 2H2(g) ΔH3=+247kJ/mol
常温下,将CH4、H2O和CO2按一定比例混合置于密闭容器中,相同时间不同温度下测得体系中变化如图所示。
①已知700℃、NiO催化剂条件下,向反应体系中加入少量O2可增加H2产率,此条件下还原性CO
②随着温度升高变小的原因可能是
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