解题方法
1 . 硫化氢((H₂S))为易燃危化品,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸,并且硫化氢有剧毒。石油与天然气开采、石油化工、煤化工等行业废气中普遍含有硫化氢,需要回收处理并加以利用。根据所学知识回答下列问题:
(1)已知:Ⅰ.kJ⋅mol()
Ⅱ.kJ⋅mol()
Ⅲ.
若反应Ⅲ中正反应的活化能为,逆反应的活化能为,则______ (填含a、b的代数式)kJ⋅mol;在某恒温恒容体系中仅发生反应Ⅲ,下列叙述能说明反应Ⅲ达到平衡状态的是______ (填标号)。
A.体系压强不再变化
B.断裂1 mol 键的同时断裂1 mol 键
C.混合气体的密度不再变化
D.
(2)利用工业废气生产的反应为。向某容器中充入1 mol、2mol ,体系起始总压强为kPa,保持体系总压强不变,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。
①图中表示的曲线是______ (填标号)。
②℃时,该反应的______ (列出表达式即可,用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)。
(3)工业中先将废气与空气混合,再通入、、的混合液中,其转化过程如图2所示。
已知:25℃时,,的,。则25℃时过程Ⅱ中的反应______ (填“能”或“不能”)进行完全。(已知:通常情况下,反应平衡常数时,认为反应已进行完全)
(4)某科研小组将微电池技术用于去除废气中的,其装置如图3,主要反应:(FeS难溶于水),室温时,的条件下,研究反应时间对的去除率的影响。
①装置中NaCl溶液的作用是______ ,FeS在______ (填“正”或“负”)极生成。
②一段时间后,电流减小,单位时间内的去除率降低,可能的原因是____________ 。
(1)已知:Ⅰ.kJ⋅mol()
Ⅱ.kJ⋅mol()
Ⅲ.
若反应Ⅲ中正反应的活化能为,逆反应的活化能为,则
A.体系压强不再变化
B.断裂1 mol 键的同时断裂1 mol 键
C.混合气体的密度不再变化
D.
(2)利用工业废气生产的反应为。向某容器中充入1 mol、2mol ,体系起始总压强为kPa,保持体系总压强不变,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。
①图中表示的曲线是
②℃时,该反应的
(3)工业中先将废气与空气混合,再通入、、的混合液中,其转化过程如图2所示。
已知:25℃时,,的,。则25℃时过程Ⅱ中的反应
(4)某科研小组将微电池技术用于去除废气中的,其装置如图3,主要反应:(FeS难溶于水),室温时,的条件下,研究反应时间对的去除率的影响。
图3
①装置中NaCl溶液的作用是
②一段时间后,电流减小,单位时间内的去除率降低,可能的原因是
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解题方法
2 . 我国科学家在合成气直接制烯烃方面的研究获重大突破。已知:
下列说法不正确的是
下列说法不正确的是
A.△H1-△H2<0 |
B.反应②为吸热反应 |
C. |
D. |
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3 . 已知N2O和CO反应进程的相对能量变化如图所示。已知CO(g)的燃烧热ΔH=-283kJ·mol-1。下列说法错误的是
A.中间体Ⅱ比中间体I稳定 |
B.Ir+是上述反应的催化剂 |
C.该反应过程中Ir元素的化合价发生了变化 |
D.的反应热ΔH为-76kJ·mol-1 |
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4 . 合成气是一种重要的化工原料气,甲烷、二氧化碳自热重整制合成气的主要反应有:
Ⅰ.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1=+247.3kJ·mol-1
Ⅱ.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH2=+206.1kJ·mol-1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)ΔH3=___________ kJ·mol-1。
(2)一定条件下,向VL恒容密闭容器中通入2molCH4(g)、1molCO2(g)、1molH2O(g)发生上述反应,达到平衡时,容器中CH4(g)为amol,CO2(g)为bmol,此时CO(g)的浓度为___________ mol·L-1,反应Ⅲ的平衡常数为___________ 。(用含字母的代数式表示)
(3)不同温度下,向VL密闭容器中按照n(CO2)∶n(CH4)∶n(H2O)=1∶1∶1投料,实验测得平衡时n(H2)∶n(CO)随温度的变化关系如图所示:
①压强P1、P2、P3由大到小的顺序为___________ ,判断的依据是___________ 。
②压强为P2时,随着温度升高,n(H2)∶n(CO)先增大后减小。解释温度Tm前后,随着温度升高n(H2)∶n(CO)变化的原因分别是___________ 。
(4)通过电化学方法可有效实现以CO2和水为原料合成甲酸,其原理示意图如下:
则A极的电极反应式为:___________ 。
Ⅰ.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1=+247.3kJ·mol-1
Ⅱ.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH2=+206.1kJ·mol-1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)ΔH3=
(2)一定条件下,向VL恒容密闭容器中通入2molCH4(g)、1molCO2(g)、1molH2O(g)发生上述反应,达到平衡时,容器中CH4(g)为amol,CO2(g)为bmol,此时CO(g)的浓度为
(3)不同温度下,向VL密闭容器中按照n(CO2)∶n(CH4)∶n(H2O)=1∶1∶1投料,实验测得平衡时n(H2)∶n(CO)随温度的变化关系如图所示:
①压强P1、P2、P3由大到小的顺序为
②压强为P2时,随着温度升高,n(H2)∶n(CO)先增大后减小。解释温度Tm前后,随着温度升高n(H2)∶n(CO)变化的原因分别是
(4)通过电化学方法可有效实现以CO2和水为原料合成甲酸,其原理示意图如下:
则A极的电极反应式为:
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5 . 在“碳达峰、碳中和”的目标引领下,减少排放实现的有效转化成为科研工作者的研究热点。根据以下几种常见的利用方法,回答下列问题。
I.以作催化剂,采用“催化加氢制甲醇”方法将其资源化利用。反应历程如下:
i.催化剂活化:(无活性)(有活性);
ii.与在活化的催化剂表面同时发生如下反应:
①主反应: ,
②副反应: 。
(1)某温度下,在恒容反应器中,能说明反应①达到平衡状态的是_______(填序号)。
(2)a.选择性随气体流速增大而升高的原因可能是_______ 。(已知:选择性)
b.某温度下,与的混合气体以不同流速通过恒容反应器。气体流速增大可减少产物中的积累,从而减少催化剂的失活,请用化学方程式表示催化剂失活的原因:_______ 。
(3)反应①、②的(K代表化学平衡常数)随(温度的倒数)的变化如图所示。
升高温度,反应的化学平衡常数_______ (填“增大”或“减小”或“不变”)。
(4)恒温恒压密闭容器中,加入2mol和4mol,只发生反应①和反应②,初始压强为。
a.在230℃以上,升高温度的平衡转化率增大,但甲醇的产率降低,原因是_______ 。
b.在300℃发生反应,反应达平衡时,的转化率为50%,容器体积减小20%。则反应②用平衡分压表示的平衡常数Kp=_______ (保留两位有效数字)。
II.利用干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用,还可以缓解温室效应对环境的影响。该反应一般认为通过如下步骤来实现:
i.
ii.
上述反应中为吸附活性炭,反应历程的能量变化如图1所示:
(5)干重整反应的速率由决定_______ (填“反应i”或“反应ⅱ”),干重整反应的热化方程式为_______ 。(选取图1中、、表示反应热)。
I.以作催化剂,采用“催化加氢制甲醇”方法将其资源化利用。反应历程如下:
i.催化剂活化:(无活性)(有活性);
ii.与在活化的催化剂表面同时发生如下反应:
①主反应: ,
②副反应: 。
(1)某温度下,在恒容反应器中,能说明反应①达到平衡状态的是_______(填序号)。
A.分别用和表示的速率之比为3:1 |
B.混合气体的平均摩尔质量不变 |
C.混合气体的密度不变 |
D.和的分压之比不变 |
b.某温度下,与的混合气体以不同流速通过恒容反应器。气体流速增大可减少产物中的积累,从而减少催化剂的失活,请用化学方程式表示催化剂失活的原因:
(3)反应①、②的(K代表化学平衡常数)随(温度的倒数)的变化如图所示。
升高温度,反应的化学平衡常数
(4)恒温恒压密闭容器中,加入2mol和4mol,只发生反应①和反应②,初始压强为。
a.在230℃以上,升高温度的平衡转化率增大,但甲醇的产率降低,原因是
b.在300℃发生反应,反应达平衡时,的转化率为50%,容器体积减小20%。则反应②用平衡分压表示的平衡常数Kp=
II.利用干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用,还可以缓解温室效应对环境的影响。该反应一般认为通过如下步骤来实现:
i.
ii.
上述反应中为吸附活性炭,反应历程的能量变化如图1所示:
(5)干重整反应的速率由决定
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6 . TiN具有良好的导电和导热性,可用于高温结构材料和超导材料。可利用化学气相沉积技术来制备氮化钛。请回答下列问题:
(1)已知1200℃下,三种制备氮化钛反应的热化学方程式:
(ⅰ)
(ⅱ)
(ⅲ)
①已知反应(ⅳ),则_______ 。
②利用反应ⅰ和ⅱ两种方式制备TiN时。反应ⅱ的反应趋势远大于ⅰ,其原因是_______ 。
(2)在1200℃、130kPa反应条件下,将、、以物质的量之比1∶1∶2加入反应容器进行反应ⅲ。20min后反应达到平衡状态,平衡时混合气中与的分压相等,则平衡转化率为_______ (保留三位有效数字),0~20min之间,以分压表示的平均反应速率为_______ 。
(3)制备氮化钛的原料氨气的合成。将和投入到某刚性反应容器中,测得反应过程中的体积分数和反应体系的总压p随着温度的升高而变化的曲线如图:
①对于该可逆反应过程,下列有关说法正确的是_______ (填序号)。
A.a、b、c三点时,该反应均处于平衡状态
B.m→n过程中,该反应平衡逆向移动
C.混合气体的平均摩尔质量M(b)>M(c)>M(a)
D.混合气体的密度
②x、y、m三点对应温度下的平衡常数由大到小的顺序为_______ 。
③当温度为,该反应达到平衡时,以气体分压表示的该反应的平衡常数_______ (列出计算式即可)。
(1)已知1200℃下,三种制备氮化钛反应的热化学方程式:
(ⅰ)
(ⅱ)
(ⅲ)
①已知反应(ⅳ),则
②利用反应ⅰ和ⅱ两种方式制备TiN时。反应ⅱ的反应趋势远大于ⅰ,其原因是
(2)在1200℃、130kPa反应条件下,将、、以物质的量之比1∶1∶2加入反应容器进行反应ⅲ。20min后反应达到平衡状态,平衡时混合气中与的分压相等,则平衡转化率为
(3)制备氮化钛的原料氨气的合成。将和投入到某刚性反应容器中,测得反应过程中的体积分数和反应体系的总压p随着温度的升高而变化的曲线如图:
①对于该可逆反应过程,下列有关说法正确的是
A.a、b、c三点时,该反应均处于平衡状态
B.m→n过程中,该反应平衡逆向移动
C.混合气体的平均摩尔质量M(b)>M(c)>M(a)
D.混合气体的密度
②x、y、m三点对应温度下的平衡常数由大到小的顺序为
③当温度为,该反应达到平衡时,以气体分压表示的该反应的平衡常数
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2022-09-03更新
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476次组卷
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3卷引用:山西省阳泉市第一中学校2022-2023学年高三上学期11月期中考试化学试题
7 . 造成大气污染的NOx、SO2主要来自于汽车尾气及工厂废气的排放,对其进行处理是我们研究的重要课题。
(1)某汽车安装的尾气净化装置工作原理如图所示。下列叙述错误的是_______(填字母)。
(2)已知:2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH1=-221.0kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH2=+180.5kJ·mol-1
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH3=-746.0kJ·mol-1
则用焦炭还原NO生成无污染气体的热化学方程式为_______ 。
(3)我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展,利用如图装置可发生反应:H2S+O2=H2O2+S↓。
①装置中H+向_______ 池迁移。
②写出乙池溶液中发生反应的离子方程式_______ 。
(4)铈元素(Ce)常见有+3、+4两种价态。NO可以被含Ce4+的溶液吸收,生成含有Ce3+和的吸收液,反应的离子方程式为_______ ;现采用电解法将上述吸收液中的转化为无毒物质,同时再生Ce4+,其原理如图所示。
①Ce4+从电解槽的_______ (填字母代号)口流出。
②写出阴极的电极反应式:_______ 。
(1)某汽车安装的尾气净化装置工作原理如图所示。下列叙述错误的是_______(填字母)。
A.Pd-Pore催化剂可提高尾气净化反应的平衡转化率 |
B.NOx的生成主要是与汽油燃烧不充分有关 |
C.在此变化过程中,NOx被还原 |
D.在催化剂的作用下,CO、NOx、C3H8都转化为无毒的物质 |
N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH2=+180.5kJ·mol-1
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH3=-746.0kJ·mol-1
则用焦炭还原NO生成无污染气体的热化学方程式为
(3)我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展,利用如图装置可发生反应:H2S+O2=H2O2+S↓。
①装置中H+向
②写出乙池溶液中发生反应的离子方程式
(4)铈元素(Ce)常见有+3、+4两种价态。NO可以被含Ce4+的溶液吸收,生成含有Ce3+和的吸收液,反应的离子方程式为
①Ce4+从电解槽的
②写出阴极的电极反应式:
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2022-08-20更新
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148次组卷
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2卷引用:山西省怀仁市第一中学2021-2022学年高三上学期期中理科综合化学试题
名校
解题方法
8 . 合成氨是目前最有效工业固氮的方法,解决数亿人口生存问题。回答下列问题:
(1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示。
由图可知合成氨反应N2(g)+3 H2(g)2NH3(g)的∆H=___________ kJ·mol-1.该历程中反应速率最慢的步骤的化学方程式为___________ 。
(2)工业合成氨反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),当进料体积比V(N2)∶V(H2)=1∶3时平衡气体中NH3的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示:
①500℃时,反应平衡常数Kp(30MPa)___________ Kp(100MPa)。(填“<”、“=”、“>”)
②500℃、30 MPa时,氢气的平衡转化率为___________ (保留2位有效数字),Kp=___________ (MPa)-2(列出计算式)。
(3)利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O构成电池的方法,既能实现有效消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,又能充分利用化学能,装置如图所示。
为使电池持续放电,需选用___________ 离子交换膜(“阴”或“阳”),A电极反应式___________
(1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示。
由图可知合成氨反应N2(g)+3 H2(g)2NH3(g)的∆H=
(2)工业合成氨反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),当进料体积比V(N2)∶V(H2)=1∶3时平衡气体中NH3的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示:
①500℃时,反应平衡常数Kp(30MPa)
②500℃、30 MPa时,氢气的平衡转化率为
(3)利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O构成电池的方法,既能实现有效消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,又能充分利用化学能,装置如图所示。
为使电池持续放电,需选用
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2021-12-04更新
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142次组卷
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2卷引用:山西大学附属中学校2021-2022学年高三上学期期中考试化学试题
名校
9 . 利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3
回答下列问题:
(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:
由此计算△H1=___ kJ·mol-1,已知△H2=-58kJ·mol-1,则△H3=___ kJ·mol-1。
(2)科学家提出制备“合成气反应历程分两步:
反应①:CH4(g)=C(ads)+2H2(g)(慢反应)
反应②:C(ads)+CO2(g)=2CO(g)(快反应)
上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图所示:
CH4与CO2制备合成气的热化学方程式为__ 。
(3)利用铜基配合物1,10—phenanthroline—Cu催化剂电催化CO2还原制备碳基燃料(包括CO、烷烃和酸等)是减少CO2在大气中累积和实现可再生能源有效利用的关键手段之,其装置原理如图所示。
①电池工作过程中,图中Pt电极附近溶液的pH__ (填“变大”或“变小”),阴极的电极反应式为___ 。
②每转移2mol电子,阴极室溶液质量增加___ g。
(4)利用“Na—CO2”电池将CO2变废为宝。我国科研人员研制出的可充电“Na—CO2”电池,以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料,总反应为4Na+3CO22Na2CO3+C.放电时该电池“吸入CO2,其工作原理如图所示:
①放电时,正极的电极反应式为___ 。
②若生成的Na2CO3和C全部沉积在电极表面,当转移0.2mol电子时,两极的质量差为___ g。(假设放电前两电极质量相等)
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3
回答下列问题:
(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H—H | C—O | C≡O | H—O | C—H |
E/(kJ·mol-1) | 436 | 343 | 1076 | 465 | 413 |
(2)科学家提出制备“合成气反应历程分两步:
反应①:CH4(g)=C(ads)+2H2(g)(慢反应)
反应②:C(ads)+CO2(g)=2CO(g)(快反应)
上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图所示:
CH4与CO2制备合成气的热化学方程式为
(3)利用铜基配合物1,10—phenanthroline—Cu催化剂电催化CO2还原制备碳基燃料(包括CO、烷烃和酸等)是减少CO2在大气中累积和实现可再生能源有效利用的关键手段之,其装置原理如图所示。
①电池工作过程中,图中Pt电极附近溶液的pH
②每转移2mol电子,阴极室溶液质量增加
(4)利用“Na—CO2”电池将CO2变废为宝。我国科研人员研制出的可充电“Na—CO2”电池,以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料,总反应为4Na+3CO22Na2CO3+C.放电时该电池“吸入CO2,其工作原理如图所示:
①放电时,正极的电极反应式为
②若生成的Na2CO3和C全部沉积在电极表面,当转移0.2mol电子时,两极的质量差为
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2021-10-18更新
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114次组卷
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2卷引用:山西省运城市2021-2022学年高三上学期期中考试化学试题
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10 . 我国学者研究了均相 NO- CO 的反应历程,反应路径中每一阶段内各驻点的能最均为相对于此阶段内反应物能量的能量之差,下列说法正确的是
A.2NO(g)+ 2CO(g) N2(g) +2CO2(g) ΔH>O |
B.均相NO—CO反应经历了三个过渡态和六个中间体 |
C.整个反应分为三个基元反应阶段,总反应速率由第一阶段反应决定 |
D.NO二聚体( )比N2O分子更难与CO发生反应 |
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