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1 . 、常用于制造农药等。磷在氯气中燃烧生成这两种卤化磷。请回答下列问题:
(1)的VSEPR模型是______ 。已知中P原子的d能级参与杂化,分子呈三角双锥形(如图甲),由此推知中P的杂化类型为______ (填标号)。A. B. C. D.
(2)已知,① kJ⋅mol,
② kJ⋅mol()。
则______ (用含a、b、c的式子表示)kJ⋅mol。
(3)实验测得的速率方程为(k为速率常数,只与温度、催化剂有关),速率常数k与活化能的经验关系式为(R为常数,为活化能,T为绝对温度)。①一定温度下,向密闭容器中充入适量和,实验测得在催化剂Cat1、Cat2下与的关系如图乙所示。催化效能较高的是______ (填“Cat1”或“Cat2”),判断依据是____________ 。
②将2n mol和n mol充入体积不变的密闭容器中,一定条件下发生上述反应,达到平衡时,为a mol,如果此时移走n mol和0.5n mol ,在相同温度下再达到平衡时的物质的量为x,则x为______ (填标号)。
A.mol B.mol C.mol D.0.5a molmol
(4)向恒容密闭容器中投入0.2 mol 和0.2 mol ,发生反应:,在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图丙所示。①相对曲线b,曲线a改变的条件可能是____________ ;曲线c改变的条件可能是____________ 。
②曲线b条件下,该反应平衡常数()为______ 。[提示:用分压计算的平衡常数为压强平衡常数,分压=总压×物质的量分数。]
(1)的VSEPR模型是
(2)已知,① kJ⋅mol,
② kJ⋅mol()。
则
(3)实验测得的速率方程为(k为速率常数,只与温度、催化剂有关),速率常数k与活化能的经验关系式为(R为常数,为活化能,T为绝对温度)。①一定温度下,向密闭容器中充入适量和,实验测得在催化剂Cat1、Cat2下与的关系如图乙所示。催化效能较高的是
②将2n mol和n mol充入体积不变的密闭容器中,一定条件下发生上述反应,达到平衡时,为a mol,如果此时移走n mol和0.5n mol ,在相同温度下再达到平衡时的物质的量为x,则x为
A.mol B.mol C.mol D.0.5a molmol
(4)向恒容密闭容器中投入0.2 mol 和0.2 mol ,发生反应:,在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图丙所示。①相对曲线b,曲线a改变的条件可能是
②曲线b条件下,该反应平衡常数()为
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189次组卷
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3卷引用:2024届湘豫名校联考高三第二次模拟考试理综试题-高中化学
2024届湘豫名校联考高三第二次模拟考试理综试题-高中化学(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)2024届江西省吉安市第一中学高三下学期一模化学试题
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2 . I.甲醇()是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为、和)在催化剂的作用下合成甲醇,涉及的反应有:
①②
③与反应生成和
已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:(为)
化学键 | |||||
436 | 343 | 1076 | 465 | 413 |
(1)
(2)反应③的热化学方程式为
Ⅱ.亚硝酰氯()是有机合成中的重要试剂,可通过反应:获得。
(3)在恒温恒容的密闭容器中,氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时,涉及如下反应:
①
②
③
则
下列事实不能说明上述体系中反应③已达平衡状态的是
a.容器内气体的颜色不再变化 b.容器中气体的密度不再变化 c.不再发生变化
(4)300℃时,的正反应速率表达式为,测得速率和浓度的关系如表所示:
序号 | ||
① | 0.30 | 0.36 |
② | 0.60 | 1.44 |
③ | 0.90 | 3.24 |
(5)对于反应③按投料比把和加入到压强恒为p的密闭容器中发生反应,平衡时的转化率与温度T的关系如图所示:①M点时容器内的体积分数为
②M点的分压平衡常数
(6)一定条件下,在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入和,平衡时的体积分数随的变化图像如图所示,则A、B、C三状态中,的转化率最大的是
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3 . Ⅰ肼可作为火箭发动机的燃料,与N2O4反应生成N2和水蒸气。已知:
①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) ΔH1=−19.5 kJ· mol−1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=−534 kJ· mol−1
(1)写出肼(l)和N2O4(l)完全反应生成N2和水蒸气时的热化学方程式:__________ 。
(2)已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ):N≡N为942、O=O为500、N—N为154,O—H为462,则断裂1 mol N—H键所需的能量是________ kJ。
Ⅱ.一定条件下铁可以和CO2发生反应Fe(s)+CO2 (g)FeO(s)+CO(g)。一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,反应过程中CO2气体和CO气体的浓度变化与时间的关系如图所示。(3)t1 min时,反应速率的大小关系为v正 (CO2)_______ v逆 (CO2 )(填“>”“<”或“=”)。
(4)0~4min内,CO2的转化率为____________ ,CO的平均反应速率为_________________ 。
(5)下列选项能说明上述反应已达平衡状态的是_______(填字母)。
(6)燃料电池因具有发电效率高。环境污染少等优点而备受人们关注。用于笔记本电脑的甲醇(CH3OH)燃料电池示意图如下,d是_______ 极,此电极反应为_______ 。
①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) ΔH1=−19.5 kJ· mol−1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=−534 kJ· mol−1
(1)写出肼(l)和N2O4(l)完全反应生成N2和水蒸气时的热化学方程式:
(2)已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ):N≡N为942、O=O为500、N—N为154,O—H为462,则断裂1 mol N—H键所需的能量是
Ⅱ.一定条件下铁可以和CO2发生反应Fe(s)+CO2 (g)FeO(s)+CO(g)。一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,反应过程中CO2气体和CO气体的浓度变化与时间的关系如图所示。(3)t1 min时,反应速率的大小关系为v正 (CO2)
(4)0~4min内,CO2的转化率为
(5)下列选项能说明上述反应已达平衡状态的是_______(填字母)。
A.v(CO2)=v(CO) |
B.单位时间内生成n mol Fe的同时生成n mol FeO |
C.容器中气体压强不随时间的变化而变化 |
D.容器中CO2浓度不随时间的变化而变化 |
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4 . 以为原料在特定条件下可生产醇类、烷烃、碳酸酯等,实现二氧化碳资源化。科学家通过如下反应合成甲醇:
。
已知:
回答下列问题:
(1)计算上述合成甲醇反应的焓变___________ 。
(2)科学研究中常用产物的时空收率(单位物质的量催化剂表面产物分子的平均生成速率)来衡量催化效果,在3MPa,时,不同Ni、Ga配比的催化剂下,测定甲醇时空收率随温度的变化曲线如图所示,甲醇时空收率随温度变化先增大后减小的原因是___________ 。催化剂的最佳配比和反应温度是___________ 。(3)将等量和充入恒温恒容密闭容器中反应合成甲醇,已知该温度下反应的化学平衡常数,下列事实说明该反应已达平衡的是___________。
(4)合成存在以下副反应:。5MPa,200℃时在1L容器中投入和,达成平衡时,二氧化碳转化率为0.5,甲醇选择率为0.8(甲醇选择率)。计算合成甲醇反应的化学平衡常数K(列出计算表达式)___________ 。
。
已知:
回答下列问题:
(1)计算上述合成甲醇反应的焓变
(2)科学研究中常用产物的时空收率(单位物质的量催化剂表面产物分子的平均生成速率)来衡量催化效果,在3MPa,时,不同Ni、Ga配比的催化剂下,测定甲醇时空收率随温度的变化曲线如图所示,甲醇时空收率随温度变化先增大后减小的原因是
A.气体密度保持不变 |
B.与的生成速率相等 |
C.某时刻容器中,, |
D.混合气体的平均相对分子质量不变 |
(4)合成存在以下副反应:。5MPa,200℃时在1L容器中投入和,达成平衡时,二氧化碳转化率为0.5,甲醇选择率为0.8(甲醇选择率)。计算合成甲醇反应的化学平衡常数K(列出计算表达式)
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5 . 雾霾主要成分为灰尘、、和有机碳氢化合物等粒子。烟气脱硝是治理雾霾的方法之一、
(1)以氨气为脱硝剂时,可将还原为。
①
②
③
___________ (用含a、b的代数式表示)。
(2)以臭氧为烟气脱硝剂时,脱硝过程涉及的反应之一为:。不同温度下,控制其它条件一定,在两个恒容容器中发生该反应,相关信息如下表及图所示:
①___________ (填“<”、“>”或“无法确定”),该反应的___________ 0(填“<”或“>”)。
②0~25 min内乙容器中反应的平均速率:V(O2)___________ 。
③温度下,混合气体的起始总压为p,则达到平衡时,的转化率为___________ ,平衡常数Kp___________ 。
(3)乙烯也可用于烟气脱硝。为研究温度、催化剂中负载量对NO去除率的影响,控制其它条件一定,实验结果如图所示。为达到最高的NO去除率,应选择的反应温度约为___________ ,催化剂中负载量为___________ 。
(1)以氨气为脱硝剂时,可将还原为。
①
②
③
(2)以臭氧为烟气脱硝剂时,脱硝过程涉及的反应之一为:。不同温度下,控制其它条件一定,在两个恒容容器中发生该反应,相关信息如下表及图所示:
容器 | 甲 | 乙 |
温度/K | ||
容积/L | 2 | |
起始充入量 | 和 |
②0~25 min内乙容器中反应的平均速率:V(O2)
③温度下,混合气体的起始总压为p,则达到平衡时,的转化率为
(3)乙烯也可用于烟气脱硝。为研究温度、催化剂中负载量对NO去除率的影响,控制其它条件一定,实验结果如图所示。为达到最高的NO去除率,应选择的反应温度约为
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6 . 以、为原料生产尿素的反应历程与能量变化如图所示。(1)以、CO2为原料生产尿素的H=_____________ 。
(2)两步反应中,第_______ 步(填“一”或“二”)反应是快反应。
(2)两步反应中,第
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7 . 已知,生产甲醇过程主要发生以下反应:
反应I.
反应II.
反应III.
(1)反应III中,H=_____________ ,该反应在_______ 条件下能自发进行。
A.在低温条件下自发进行 B.在高温条件下自发进行
C.在任何条件下都能自发进行 D.在任何条件下都不能自发进行
(2)反应III中,的平衡转化率与温度的关系如图所示:①两点压强大小关系是pA_____________ pB(填“、、”)。
②三点平衡常数的大小关系为_____________ 。时,由D点到A点过程中正、逆反应速率之间的关系:v正_____________ v逆。(填“”、“”或“”)。
(3)完成下列问题。
①向某恒温恒压密闭容器中充入和,下列能说明反应III达到平衡的是_______ 。
A.
B.两种反应物转化率的比值不再改变
C.容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.容器内混合气体的密度不再改变
②在恒容密闭容器中充入和,在和条件下经达到平衡状态。在该条件下,v(H2)=_______ 。
(4)已知:的选择性,不考虑催化剂活性温度,为同时提高的平衡转化率和甲醇的选择性,应选择的反应条件是_______ ,说明其原因_____________________ 。
A.低温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.高温低压
反应I.
反应II.
反应III.
(1)反应III中,H=
A.在低温条件下自发进行 B.在高温条件下自发进行
C.在任何条件下都能自发进行 D.在任何条件下都不能自发进行
(2)反应III中,的平衡转化率与温度的关系如图所示:①两点压强大小关系是pA
②三点平衡常数的大小关系为
(3)完成下列问题。
①向某恒温恒压密闭容器中充入和,下列能说明反应III达到平衡的是
A.
B.两种反应物转化率的比值不再改变
C.容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.容器内混合气体的密度不再改变
②在恒容密闭容器中充入和,在和条件下经达到平衡状态。在该条件下,v(H2)=
(4)已知:的选择性,不考虑催化剂活性温度,为同时提高的平衡转化率和甲醇的选择性,应选择的反应条件是
A.低温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.高温低压
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8 . “碳中和”目标如期实现的关键技术之一是CO2的再资源化利用。
(1)将二氧化碳转化为甲醇是目前研究的热点之一,在催化剂作用下主要发生以下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
反应Ⅲ自发进行的条件及判断依据是__________ 。
(2)保持压强,将起始的混合气体匀速通过装有催化剂的反应管,只发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ,测得出口处CO2的转化率和甲醇的选择性[%]与温度的关系如图1、图2所示。①催化剂催化效率%,计算340℃时三种催化剂的催化效率之比__________ 。
②随着温度的升高,CO2转化率增大,但甲醇选择性降低的原因是__________ 。
(3)甲醇再应用:在催化剂作用下,工业用甲醇空气氧化法制甲醛。
该反应为下面两个基元反应的合并:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
k、k1、k2为速率方程常数,分压p等于其物质的量分数乘以总压,为氧化态催化剂的物质的量分数;为还原态催化剂的物质的量分数;反应Ⅰ为决速步。
下列说法不正确 的是__________。
(4)处理CO2吸收液:用惰性电极电解吸收液(成分为饱和NaHCO3溶液),阴极区通入CO2共同电解,阴极产物为常见有机物,阳极气体产物吸收后再应用。
现用溶液吸收阳极逸出的气体,不考虑气体溶解残留,当电路中转移时,所得溶液中__________ 。
(已知的电离常数,)
(1)将二氧化碳转化为甲醇是目前研究的热点之一,在催化剂作用下主要发生以下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
反应Ⅲ自发进行的条件及判断依据是
(2)保持压强,将起始的混合气体匀速通过装有催化剂的反应管,只发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ,测得出口处CO2的转化率和甲醇的选择性[%]与温度的关系如图1、图2所示。①催化剂催化效率%,计算340℃时三种催化剂的催化效率之比
②随着温度的升高,CO2转化率增大,但甲醇选择性降低的原因是
(3)甲醇再应用:在催化剂作用下,工业用甲醇空气氧化法制甲醛。
该反应为下面两个基元反应的合并:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
k、k1、k2为速率方程常数,分压p等于其物质的量分数乘以总压,为氧化态催化剂的物质的量分数;为还原态催化剂的物质的量分数;反应Ⅰ为决速步。
下列说法
A.改用更高效的催化剂可提高反应Ⅰ的平衡转化率 |
B. |
C.Catred在体系中含量很低,升高温度会适当增加Catred在体系中的含量 |
D.若和的分压增大相同倍数,比对总反应速率的影响大 |
现用溶液吸收阳极逸出的气体,不考虑气体溶解残留,当电路中转移时,所得溶液中
(已知的电离常数,)
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9 . 回答下面各题。
I.近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化研究,实现可持续发展。
(1)已知:CO2(g)+H2(g)=H2O(g)+CO(g) ∆H1=+41.1kJ/mol
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ∆H2=-90.0kJ/mol
则CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式:___________ 。
II.工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
(2)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号)___________。
(3)如表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
①由表中数据判断该反应的∆H___________ 0(填“>”、“=”或“<”);
②在250℃,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应后,某时刻测得c(CO)=0.3mol/L,则此时化学反应向___________ 方向移动 (填“正向”,“逆向”或“平衡”)。
III.在一定条件下, A(g)+3B(g) C(g)+D(g) ∆H=-49.0kJ/mol,体系中A的平衡转化率(α)与L和X的关系如图所示,L和X分别表示温度或压强。(4)X表示的物理量是___________ 。
(5)判断L1与L2的大小关系:L1___________ L2 (填“<”,“=”或“>”)。
I.近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化研究,实现可持续发展。
(1)已知:CO2(g)+H2(g)=H2O(g)+CO(g) ∆H1=+41.1kJ/mol
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ∆H2=-90.0kJ/mol
则CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式:
II.工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
(2)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号)___________。
A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 |
B.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化 |
C.混合气体的相对平均分子质量不变 |
D.混合气体的密度不变 |
温度℃ | 250 | 300 | 350 |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
②在250℃,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应后,某时刻测得c(CO)=0.3mol/L,则此时化学反应向
III.在一定条件下, A(g)+3B(g) C(g)+D(g) ∆H=-49.0kJ/mol,体系中A的平衡转化率(α)与L和X的关系如图所示,L和X分别表示温度或压强。(4)X表示的物理量是
(5)判断L1与L2的大小关系:L1
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10 . 氮、碳化合物转化是环境科学研究热点课题之一。“双碳”目标大背景下,采取高效经济方式利用CO2对人类社会发展具有重要意义。
(1)CO2催化加氢可合成乙烯,反应为2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g) ΔH<0,在恒压密闭容器中,起始充入2molCO2(g)和6molH2(g)发生反应,不同温度下达到平衡时各组分的体积分数随温度的变化如图所示。①a、b、c三点的平衡常数由大到小为:_______ (用Ka、Kb、Kc表示)。
②表示C2H4体积分数随温度变化的曲线是_______ (填“k”“l”“m”“n”)。
③若d表示240℃时某时刻H2的体积分数,保持温度不变,则反应向_______ (填“正”或“逆”)反应方向进行。
(2)低碳烯烃是基础有机化工原料,工业上可利用合成气间接或直接制取。其间接制取的主要反应方程式如下:
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(l) ΔH1=-116kJ·mol-1
2CH3OH(l)⇌C2H4(g)+2H2O(l) ΔH2=-35kJ·mol-1
H2O(g)⇌H2O(l) ΔH3=-44kJ·mol-1
①写出用CO(g)和H2(g)直接制取低碳烯烃C2H4(g)和H2O(g)的热化学方程式:_______ 。
②将He、CO和H2以体积比为1∶1∶2充入密闭容器中直接制取乙烯,CO的平衡转化率与温度的关系如图所示,则p1_______ p2(填“>”“<”或“=”),M点的正反应速率_______ N点的逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。在500K,压强为p1的条件下,该反应的Kp=_______ (列出计算式)。
(1)CO2催化加氢可合成乙烯,反应为2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g) ΔH<0,在恒压密闭容器中,起始充入2molCO2(g)和6molH2(g)发生反应,不同温度下达到平衡时各组分的体积分数随温度的变化如图所示。①a、b、c三点的平衡常数由大到小为:
②表示C2H4体积分数随温度变化的曲线是
③若d表示240℃时某时刻H2的体积分数,保持温度不变,则反应向
(2)低碳烯烃是基础有机化工原料,工业上可利用合成气间接或直接制取。其间接制取的主要反应方程式如下:
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(l) ΔH1=-116kJ·mol-1
2CH3OH(l)⇌C2H4(g)+2H2O(l) ΔH2=-35kJ·mol-1
H2O(g)⇌H2O(l) ΔH3=-44kJ·mol-1
①写出用CO(g)和H2(g)直接制取低碳烯烃C2H4(g)和H2O(g)的热化学方程式:
②将He、CO和H2以体积比为1∶1∶2充入密闭容器中直接制取乙烯,CO的平衡转化率与温度的关系如图所示,则p1
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