1 . 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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2 . 我国是世界上最大的PO (环氧丙烷,C3H6O)生产国,环氧丙烷是一种高价值化工中间体,广泛用于化工、农药汽车、纺织等行业。回答下列问题:
(1)“丙烯与氧气直接环氧化法”是最经济和绿色的PO生产途径,有关反应为2CH2=CH-CH3(g)+O2(g)→2 (g),该反应的△H=_______ 。【已知:丙烯、环氧丙烷(C3H6O)的燃烧热(△H)分别为-2049 kJ/mol、-1887.6 kJ/mol。]
(2)在以上直接环氧化过程中,丙烯易被氧气部分氧化为丙烯醛,并进而被深度氧化为CO2.图(a)为丙烯反应速率(用★表示)、产物选择性与温度的关系曲线(以c-Cu2O纳米晶为催化剂)。
注:产物(X)选择性=×100%
若在实际生产中选择110℃左右作为“丙烯与氧气直接环氧化法”的反应温度,其原因是_______ 。
(3)在KCl修饰的FeOx/SBA-15催化剂作用下,丙烯也可以被N2O氧化为环氧丙烷,该反应为CH2=CH-CH3(g)+N2O(g) (g)+N2(g)。
①已知在325℃时,该催化剂中的钾铁比对以上反应中丙烯转化率和PO选择性的影响如图(b)所示,当钾铁比=2.5时,丙烯的转化率_______ (填“是”或“不是”)对应温度下的平衡转化率,判断理由是_______ 。
②350℃下,在一恒容密闭容器进行上述反应,已知起始压强为p(C3H6)=2.5kPa,p(N2O)=25.3kPa.忽略其他副反应,丙烯的平衡转化率为α,则平衡时的p(PO)=_______ kPa(用含a的代数式表示,下同),以上反应用平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数Kp=_______ (列出计算式,分压=总压×物质的量分数)。
(1)“丙烯与氧气直接环氧化法”是最经济和绿色的PO生产途径,有关反应为2CH2=CH-CH3(g)+O2(g)→2 (g),该反应的△H=
(2)在以上直接环氧化过程中,丙烯易被氧气部分氧化为丙烯醛,并进而被深度氧化为CO2.图(a)为丙烯反应速率(用★表示)、产物选择性与温度的关系曲线(以c-Cu2O纳米晶为催化剂)。
注:产物(X)选择性=×100%
若在实际生产中选择110℃左右作为“丙烯与氧气直接环氧化法”的反应温度,其原因是
(3)在KCl修饰的FeOx/SBA-15催化剂作用下,丙烯也可以被N2O氧化为环氧丙烷,该反应为CH2=CH-CH3(g)+N2O(g) (g)+N2(g)。
①已知在325℃时,该催化剂中的钾铁比对以上反应中丙烯转化率和PO选择性的影响如图(b)所示,当钾铁比=2.5时,丙烯的转化率
②350℃下,在一恒容密闭容器进行上述反应,已知起始压强为p(C3H6)=2.5kPa,p(N2O)=25.3kPa.忽略其他副反应,丙烯的平衡转化率为α,则平衡时的p(PO)=
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3 . 2023年7月28日,第31届世界大学生运动会在四川省成都市盛大开幕。已知:
回答下列问题:
(1)火炬“蓉火"采用了生物质丙烷为燃料。
①写出表示丙烷气体燃烧热的热化学方程式:_______ 。
②生物质丙烷由秸秆、稻壳、玉米芯等废弃物合成而来,与传统来自天然气加工和石油提炼的丙烷相比,其优点是_______ 。
(2)火炬“蓉火”通过优化燃料喷注和空气掺混等方式,减少了燃料的使用量,其原因是_______ 。
(3)我国科学家将甲烷无氧偶联制备乙烷和氢气,根据以上数据,计算该反应2CH4(g)=C2H6(g)+H2(g)的△H=_______ 。
物质 | 甲烷CH4 | 乙烷C2H6 | 丙烷C3H8 | H2 |
燃烧热△H/(kJ/mol) | -890.3 | -1559.8 | -2219.9 | -285.8 |
(1)火炬“蓉火"采用了生物质丙烷为燃料。
①写出表示丙烷气体燃烧热的热化学方程式:
②生物质丙烷由秸秆、稻壳、玉米芯等废弃物合成而来,与传统来自天然气加工和石油提炼的丙烷相比,其优点是
(2)火炬“蓉火”通过优化燃料喷注和空气掺混等方式,减少了燃料的使用量,其原因是
(3)我国科学家将甲烷无氧偶联制备乙烷和氢气,根据以上数据,计算该反应2CH4(g)=C2H6(g)+H2(g)的△H=
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4 . 化学反应产生的巨大能量能把火箭送入太空,研究火箭推进剂的放热原理意义重大。回答下列问题:
(1)①已知16.0g气态肼()在氧气中完全燃烧生成氮气和气态水,放出272kJ热量,完全燃烧的热化学方程式是___________ 。
②已知断裂1mol共价键所需能量如下表:
结合①,表中___________ 。
(2)已知:①
②
③
根据反应①②,1mol与完全反应生成和水蒸气时放出的热量为___________ kJ,火箭推进剂使用和的主要优点是___________ 。
(3)Ⅰ.已知部分物质的相对能量如图所示,则表示的燃烧热的热化学方程式为___________ 。
热值是火箭燃料的另一个指标,它是指单位质量的燃料完全燃烧放出的热量,单位为,有高热值(氢元素产物为液态水)与低热值(氢元素产物为气态水)之分。三类火箭燃料中煤油的低热值高达,氢气的低热值为___________ 。
Ⅱ.三种催化剂催化甲烷脱氢制备的过程能量变化如图。
①、、三种催化剂催化甲烷脱氢过程的脱氢速率分别为、、,则脱氢速率由大到小的顺序为___________ 。
②催化甲烷脱氢过程中,速率最快的基元反应的方程式是___________ 。
(1)①已知16.0g气态肼()在氧气中完全燃烧生成氮气和气态水,放出272kJ热量,完全燃烧的热化学方程式是
②已知断裂1mol共价键所需能量如下表:
化学键 | N≡N | O=O | N―N | N―H | O―H |
断裂1mol共价键所需能量(kJ/mol) | x | 497 | 193 | 391 | 463 |
(2)已知:①
②
③
根据反应①②,1mol与完全反应生成和水蒸气时放出的热量为
(3)Ⅰ.已知部分物质的相对能量如图所示,则表示的燃烧热的热化学方程式为
热值是火箭燃料的另一个指标,它是指单位质量的燃料完全燃烧放出的热量,单位为,有高热值(氢元素产物为液态水)与低热值(氢元素产物为气态水)之分。三类火箭燃料中煤油的低热值高达,氢气的低热值为
Ⅱ.三种催化剂催化甲烷脱氢制备的过程能量变化如图。
①、、三种催化剂催化甲烷脱氢过程的脱氢速率分别为、、,则脱氢速率由大到小的顺序为
②催化甲烷脱氢过程中,速率最快的基元反应的方程式是
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解题方法
5 . 氮氧化物对环境有着巨大的危害,一种利用尿素[CO(NH2)2]脱硝的反应原理为 △H<0,回答下列问题:
(1)T℃时,往2L的恒容密闭容器中加入5molCO(NH2)2(s)和3 mol NO(g),容器内混合气体总物质的量随时间的变化如图所示。
①20min末,容器内N2的物质的量为_______ mol;0~20min内,NO的平均反应速率为_______ mol·L-l·min-l。
②a点时v正_______ (填“>”、“<”或“=”)v逆,此时NO的转化率为_______ %;平衡时与初始时容器内的压强比为_______ 。
(2)向恒温恒容的密闭容器中,加入一定量的CO(NH2)2(s)和NO(g),能够说明该反应达到平衡的是_______(填标号)。
(3)汽车尾气中含有CO和NO等有害气体,三元催化转化器可将汽车尾气中的CO和NO转化为CO2和N2,每生成14gN2,反应放出373kJ热量,该反应的热化学方程式为_______ 。
(1)T℃时,往2L的恒容密闭容器中加入5molCO(NH2)2(s)和3 mol NO(g),容器内混合气体总物质的量随时间的变化如图所示。
①20min末,容器内N2的物质的量为
②a点时v正
(2)向恒温恒容的密闭容器中,加入一定量的CO(NH2)2(s)和NO(g),能够说明该反应达到平衡的是_______(填标号)。
A.混合气体的密度不再改变 | B.不再改变 |
C.混合气体中,H2O的物质的量分数不再改变 | D.3v正(NO)=v逆(CO2) |
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2023-08-31更新
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138次组卷
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5卷引用:山西省朔州市怀仁市第九中学高中部2023-2024学年高二上学期11月期中化学试题
6 . 氮的氧化物是造成大气污染的主要成分之一,降低氮氧化物的排放可改善大气质量。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+181kJ•mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=-221kJ•mol-1
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H3=-747kJ•mol-1
碳完全燃烧时的热化学方程式为______ 。
(2)向密闭反应器中按n(NO):n(CO)=1:1投料,发生(1)中的反应③。不同温度下,反应达到平衡时,NO的平衡转化率随压强的变化曲线如图所示。
①曲线a、b对应温度较低的是______ (填“曲线a”或“曲线b”)。
②M点时混合气体的平均相对分子质量为______ (结果保留两位小数)。
(3)一定温度下,向恒容密闭容器中通入1molNO、1molCO,发生(1)中的反应③。测得容器中混合气体的压强(p)随时间(t)的变化关系如表所示。
①反应开始到刚达平衡状态的时间段内,v(CO)=______ kPa·min-1,该反应条件下的平衡常数Kp=_____ (kPa)-1(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。该反应中正反应速率v正=k正·p2(NO)·p2(CO),逆反应速率v逆=k逆·p(N2)·p2(CO2),则该温度下,该反应的k正_____ (填“>”“<”或“=”)k逆。
②能判断反应已达到化学平衡状态的是______ (填字母序号)。
A.N2和CO2的浓度比保持不变 B.容器中熵值保持不变
C.2v正(NO)=v逆(N2) D.气体的密度保持不变
(4)工业上利用电化学方法处理NO的原理如图所示。正极的电极反应式为______ 。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+181kJ•mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=-221kJ•mol-1
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H3=-747kJ•mol-1
碳完全燃烧时的热化学方程式为
(2)向密闭反应器中按n(NO):n(CO)=1:1投料,发生(1)中的反应③。不同温度下,反应达到平衡时,NO的平衡转化率随压强的变化曲线如图所示。
①曲线a、b对应温度较低的是
②M点时混合气体的平均相对分子质量为
(3)一定温度下,向恒容密闭容器中通入1molNO、1molCO,发生(1)中的反应③。测得容器中混合气体的压强(p)随时间(t)的变化关系如表所示。
t/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
p/kPa | 200 | 185 | 173 | 165 | 160 | 160 |
②能判断反应已达到化学平衡状态的是
A.N2和CO2的浓度比保持不变 B.容器中熵值保持不变
C.2v正(NO)=v逆(N2) D.气体的密度保持不变
(4)工业上利用电化学方法处理NO的原理如图所示。正极的电极反应式为
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2023-05-16更新
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310次组卷
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3卷引用:山西省吕梁市孝义市2022-2023学年高二下学期期中考试化学试题
7 . 工业废气的排放对环境造成了极大的影响,研究其吸收或再利用对缓解环境污染有重要意义。请根据所学知识回答下列问题。
(1)工业废气中的H2S可用Fe2(SO4)3溶液吸收,反应后的溶液可在硫杆菌的作用下实现吸收液的再生。用Fe2(SO4)3吸收液脱除H2S经历以下三步:
I: ΔH<0
II:
III:
①步骤I在_______ (填“高温下”“低温下”或“任何条件下”)有利于自发进行。
②第II步的电离平衡常数的表达式为_______ 。
③反应后的溶液在硫杆菌的作用下进行的再生反应为。该反应中每消耗标准状况下11.2LO2,可以再生出_______ mol Fe2(SO4)3.该再生反应_______ (填“能”或“不能”)在高温下进行,理由是_______ 。
(2)CO2的大量排放会加剧温室效应,实现CO2的资源化利用不但能有效减少CO2排放,还可以变废为宝。CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,转化过程中主要发生下列反应:
反应I: ΔH1=+41.2kJ·mol-1
反应II: ΔH2=-122.5kJ·mol-1
① ΔH3=_______ kJ·mol-1
②在一压强为170kPa的恒压密闭容器中充入1molCO2和1mol H2发生反应I、II,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性(CH3OCH3的选择性=×100%)随温度的变化如图。
计算A点时H2(g)的转化率为_______ %,此温度下反应I的分压(分压=物质的量分数×总压)平衡常数Kp=_______ (保留一位有效数字)。
(1)工业废气中的H2S可用Fe2(SO4)3溶液吸收,反应后的溶液可在硫杆菌的作用下实现吸收液的再生。用Fe2(SO4)3吸收液脱除H2S经历以下三步:
I: ΔH<0
II:
III:
①步骤I在
②第II步的电离平衡常数的表达式为
③反应后的溶液在硫杆菌的作用下进行的再生反应为。该反应中每消耗标准状况下11.2LO2,可以再生出
(2)CO2的大量排放会加剧温室效应,实现CO2的资源化利用不但能有效减少CO2排放,还可以变废为宝。CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,转化过程中主要发生下列反应:
反应I: ΔH1=+41.2kJ·mol-1
反应II: ΔH2=-122.5kJ·mol-1
① ΔH3=
②在一压强为170kPa的恒压密闭容器中充入1molCO2和1mol H2发生反应I、II,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性(CH3OCH3的选择性=×100%)随温度的变化如图。
计算A点时H2(g)的转化率为
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2022-11-14更新
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163次组卷
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3卷引用:山西省部分名校2022-2023学年高二上学期期中联合考试化学试题
8 . 合成氨的工艺流程一般分三步:第一步为原料气的制备,将天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气;第二步为净化,主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程;第三步为氨合成,将纯净的氢氮混合气压缩,增大压强,在催化剂的作用下合成氨。
已知几种物质的燃烧热如表所示:
回答下列问题:
(1)的汽化热()为+44 kJ·mol,则“一次转化”过程中生成CO的热化学方程式为_________ 。
(2)“二次转化”时进口处混合气的温度在1200℃左右,随后混合气开始急剧升温,而在出口处混合气的温度降到1000℃左右,试解释其原因:_________ 。
(3)整个流程图中有两处循环,一处是循环,还有一处循环,请在流程图上标出循环方向和循环物质_________ 。
(4)合成氨反应过程中的能量变化如图所示,图中A、C分别表示_________ 、_________ ,E的大小对该反应的反应热_________ (填“有”或“无”)影响。该反应常用铁作催化剂,其反应机理可能为在催化剂表面反应生成,接着催化剂吸附的氢气不断与作用,最后生成,该催化循环机理的化学方程式可表示为_________ 。
已知几种物质的燃烧热如表所示:
物质 | ||||
燃烧热 | -285.5 | -890.3 | -283 | -393.5 |
(1)的汽化热()为+44 kJ·mol,则“一次转化”过程中生成CO的热化学方程式为
(2)“二次转化”时进口处混合气的温度在1200℃左右,随后混合气开始急剧升温,而在出口处混合气的温度降到1000℃左右,试解释其原因:
(3)整个流程图中有两处循环,一处是循环,还有一处循环,请在流程图上标出循环方向和循环物质
(4)合成氨反应过程中的能量变化如图所示,图中A、C分别表示
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2022-11-11更新
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140次组卷
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3卷引用:山西省部分名校2022-2023学年高二上学期期中联合考试化学试题
9 . 甲烷及其衍生物在国民经济中有着重要的作用。回答下列问题:
(1)研究表明与在催化剂存在下可发生反应制得合成气:
已知:①
②
③
则上述制取合成气反应的_______ ,利于反应自发进行的条件是_______ (填“高温”或“低温”)。
(2)在T℃,向VL体积恒定的密闭容器中,充入10mol和15mol发生反应。
①为了加快该反应的速率,下列措施可行的是_______ (填字母)。
A.按原比例充入、 B.缩小容器体积
C.增大反应物与催化剂的接触面积 D.移出产物CO、
②起始时容器内的总压强为25kPa,测得t min后反应达到平衡,的平衡转化率为60%。则从起始到平衡反应的平均速率_______ ,在该温度下反应的平衡常数_______ (为以分压表示的平衡常数,气体分压=气体总压×体积分数)。
(3)下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
(4)甲醇是重要的化工原料。利用CO与合成甲醇,其反应的化学方程式为。在一容积可变的密闭容器中按一定的投料比充入CO与,在催化剂作用下发生反应生成甲醇。CO的平衡转化率(a)与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。
①该反应平衡常数大小:_______ (填“>”或“<”)。
②图中压强_______ (填“>”或“<”)。
(1)研究表明与在催化剂存在下可发生反应制得合成气:
已知:①
②
③
则上述制取合成气反应的
(2)在T℃,向VL体积恒定的密闭容器中,充入10mol和15mol发生反应。
①为了加快该反应的速率,下列措施可行的是
A.按原比例充入、 B.缩小容器体积
C.增大反应物与催化剂的接触面积 D.移出产物CO、
②起始时容器内的总压强为25kPa,测得t min后反应达到平衡,的平衡转化率为60%。则从起始到平衡反应的平均速率
(3)下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.混合气体的密度保持不变 |
B.的物质的量保持不变 |
C.容器内混合气体原子总数不变 |
D.每生成1molCO的同时消耗1mol |
①该反应平衡常数大小:
②图中压强
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10 . 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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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