1 . 环氧乙烷(,简称)是有机合成常用的试剂。常温下易燃易爆,其爆炸极限为。工业上常用乙烯、氧气、氮气混合气投料的乙烯氧化法制备。涉及反应有:
主反应:副反应:
(1)主反应的活化能(正)
(2)已知,则的燃烧热为
(3)在温度为T,压强为的环境下,欲提高乙烯的平衡转化率,理论上需
(4)以Ag为催化剂的反应机理如下:
反应I: 慢
反应Ⅱ: 快
反应Ⅲ: 快
①一定能够提高主反应反应速率的措施有
A.移出 B.增大浓度 C.降低温度 D.增大浓度
②加入二氯乙烷会发生反应。一定条件下,反应经过一定时间后,产率及选择性[]与二氯乙烷浓度关系如图。1,2-二氯乙烷能使产率先增加后降低的原因可能是
(5)一定温度下,假定体系内只发生主反应,设的平衡分压为p,的平衡转化率为x,用含p和x的代数式表示主反应的
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2024-04-29更新
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53次组卷
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2卷引用:湖北省黄冈市2023-2024学年高二上学期期末调研考试化学试题
2 . 含氮化合物广泛存在于自然界,是一类常见的化合物。
(1)汽车尾气是城市空气的主要污染物之一,汽车内燃机工作时发生反应:N2(g)+O2(g)=2NO(g),H2可以催化还原NO以达到消除污染的目的。
已知反应Ⅰ、N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+180.5kJ·mol-1;
Ⅱ、2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)ΔH=-571.6kJ·mol-1。
写出H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(1)的热化学方程式:___________ ,该反应自发进行的条件为___________ (填“高温”或“低温”)。
(2)已知当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。如图所示为其他条件不变时,反应2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)中c(NO)随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线:
①该反应的ΔH___________ (填“>”或“<”)0。
②若催化剂的表面积S1>S2,在该图中画出该反应在T1、S2条件下达到平衡过程中c(NO)的变化曲线___________ 。
(3)尿素是一种重要的化工原料,工业上可用氨和二氧化碳合成尿素:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g),ΔH<0,一定条件下,向10L恒容密闭容器中充入2molNH3和1molCO2。
①该反应10min后达到平衡,测得容器中气体密度为4.8g·L-1,则平衡常数K=___________ 。
②达到平衡后,再向容器中加入2molNH3(g)和1molCO2(g),则再次达到平衡时反应物NH3的转化率___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
③下列说法中,可以说明该反应已经达到平衡状态的有___________ (填序号)。
A.NH3和CO2的浓度之比为2∶1 B.2v正(NH3)=v逆(H2O)
C.气体的密度不变 D.容器内总压强不变
(4)N2O5是一种新型绿色硝化剂,其制备可以采用电解法。图甲是NaBH4燃料电池,图乙是电解制备N2O5装置,已知电解时电极a与电极d相连,电极c的反应式为___________ ,若制得10.8g N2O5,则消耗NaBH4的质量为___________ g。
(1)汽车尾气是城市空气的主要污染物之一,汽车内燃机工作时发生反应:N2(g)+O2(g)=2NO(g),H2可以催化还原NO以达到消除污染的目的。
已知反应Ⅰ、N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+180.5kJ·mol-1;
Ⅱ、2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)ΔH=-571.6kJ·mol-1。
写出H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(1)的热化学方程式:
(2)已知当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。如图所示为其他条件不变时,反应2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)中c(NO)随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线:
①该反应的ΔH
②若催化剂的表面积S1>S2,在该图中画出该反应在T1、S2条件下达到平衡过程中c(NO)的变化曲线
(3)尿素是一种重要的化工原料,工业上可用氨和二氧化碳合成尿素:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g),ΔH<0,一定条件下,向10L恒容密闭容器中充入2molNH3和1molCO2。
①该反应10min后达到平衡,测得容器中气体密度为4.8g·L-1,则平衡常数K=
②达到平衡后,再向容器中加入2molNH3(g)和1molCO2(g),则再次达到平衡时反应物NH3的转化率
③下列说法中,可以说明该反应已经达到平衡状态的有
A.NH3和CO2的浓度之比为2∶1 B.2v正(NH3)=v逆(H2O)
C.气体的密度不变 D.容器内总压强不变
(4)N2O5是一种新型绿色硝化剂,其制备可以采用电解法。图甲是NaBH4燃料电池,图乙是电解制备N2O5装置,已知电解时电极a与电极d相连,电极c的反应式为
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3 . 联氨(又称肼,N2H4无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料,回答下列问题:
(1)联氨分子是___________ 分子(填“极性”或“非极性”),其中氮的杂化方式为___________ 。
(2)①2O2(g)+N2(g)=N2O4(1) H1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(1) H2
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) H3
④2N2H4(1)+N2O4(1)=3N2(g)+4H2O(g) △H4=-1048.9kJ/mo1
上述反应热效应之间的关系式为△H4=___________ ,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为___________ 。
(3)联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,联氨第一步电离反应的平衡常数值为___________ (已知:N2H4+H+的K=8.7×107;Kw=1.0×10-14);联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为___________ 。
(4)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是固体逐渐变黑,并有气泡产生﹐发生的化学方程式为___________ 。联氨可用于处理高压锅炉水中的氧。防止锅炉被腐蚀。理论上2kg的联氨可除去水中溶解的O2___________ kg。
(1)联氨分子是
(2)①2O2(g)+N2(g)=N2O4(1) H1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(1) H2
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) H3
④2N2H4(1)+N2O4(1)=3N2(g)+4H2O(g) △H4=-1048.9kJ/mo1
上述反应热效应之间的关系式为△H4=
(3)联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,联氨第一步电离反应的平衡常数值为
(4)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是固体逐渐变黑,并有气泡产生﹐发生的化学方程式为
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4 . 的转化和利用是实现碳中和的有效途径。其中转换为被认为是最可能利用的路径,该路径涉及反应如下:
反应
反应Ⅱ:
请回答下列问题:
(1)在特定温度下,由稳定态单质生成化合物的焓变叫该物质在此温度下的标准生成焓。下表为几种物质在的标准生成焓,则反应的______ 。
(2)为了提高的平衡转化率和增大甲醇的选择性,可采用的措施是:______ 。
a.增大 b.及时移除甲醇 c.减小容器体积 d.充入
(3)保持温度恒定,向某恒容容器中按体积比1:3:1充入和,起始压强为。发生上述平行反应,达到平衡后压强为。已知达到平衡时的选择性为。则:
①下列不能作为反应(反应Ⅰ和反应Ⅱ)达到平衡状态的判据是______ (填标号)。
A.气体的密度不再变化 B.容器的总压强不再改变
C.气体的平均摩尔质量不再变化 D.的分压不再改变
②的转化率为______ ;该条件下反应Ⅰ的压强平衡常数为______ (用分压表示,分压=总压物质的量分数)
(4)已知Arrhenius经验公式为(为活化能,为速率常数,和为常数),为探究m、n两种催化剂对反应I的催化效能,进行了实验探究,依据实验数据获得下图。在催化剂作用下,该反应的活化能______ ,从图中信息获知催化性能较高的催化剂是______ (填“”或“”)。
反应
反应Ⅱ:
请回答下列问题:
(1)在特定温度下,由稳定态单质生成化合物的焓变叫该物质在此温度下的标准生成焓。下表为几种物质在的标准生成焓,则反应的
物质 | ||||
0 | -394 | -111 | -242 |
(2)为了提高的平衡转化率和增大甲醇的选择性,可采用的措施是:
a.增大 b.及时移除甲醇 c.减小容器体积 d.充入
(3)保持温度恒定,向某恒容容器中按体积比1:3:1充入和,起始压强为。发生上述平行反应,达到平衡后压强为。已知达到平衡时的选择性为。则:
①下列不能作为反应(反应Ⅰ和反应Ⅱ)达到平衡状态的判据是
A.气体的密度不再变化 B.容器的总压强不再改变
C.气体的平均摩尔质量不再变化 D.的分压不再改变
②的转化率为
(4)已知Arrhenius经验公式为(为活化能,为速率常数,和为常数),为探究m、n两种催化剂对反应I的催化效能,进行了实验探究,依据实验数据获得下图。在催化剂作用下,该反应的活化能
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解题方法
5 . SO2既是大气主要的污染物之一,又是工业制备硫酸的重要中间物质,研究SO2无害化处理,对治理大气污染、合理利用资源和建设生态文明具有重要意义。
Ⅰ.已知:①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH = akJ/mol
②2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH = bkJ/mol
(1)NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH=__________ kJ/mol(用a、b的代数式表示)。
(2)在一定温度下,将NO2和SO2以体积比1:2置于恒容容器中发生反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。下列能说明反应达到平衡状态的是______填字母)。
Ⅱ.在一定条件下,SO2与O2发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 。
ⅰ.在不同温度下,一定量的SO2与O2在恒容容器发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ,SO3的体积分数随时间变化如图:
(3)该反应的ΔH______ 0 (填“>”“<”或“=”),判断依据是__________ 。
(4)若T1、T2时该反应的化学平衡常数分别为K1、K2,则K1_______ K2(填“>”“<”或“=”)。
(5)在T℃时,向体积为1L的密闭容器中,通入2molSO2和1molO2,反应一段时间达到平衡,此时SO2的转化率为90%,则T℃时该反应的平衡常数K=__________ 。
ⅱ.硫酸工业中,在接触室发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。
(6)生产中需要通入过量的空气,目的是__________ 。
Ⅰ.已知:①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH = akJ/mol
②2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH = bkJ/mol
(1)NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH=
(2)在一定温度下,将NO2和SO2以体积比1:2置于恒容容器中发生反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。下列能说明反应达到平衡状态的是______填字母)。
A.体系压强保持不变 |
B.混合气体的密度保持不变 |
C.混合气体的颜色保持不变 |
D.每生成1molSO3消耗1molNO2 |
Ⅱ.在一定条件下,SO2与O2发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 。
ⅰ.在不同温度下,一定量的SO2与O2在恒容容器发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ,SO3的体积分数随时间变化如图:
(3)该反应的ΔH
(4)若T1、T2时该反应的化学平衡常数分别为K1、K2,则K1
(5)在T℃时,向体积为1L的密闭容器中,通入2molSO2和1molO2,反应一段时间达到平衡,此时SO2的转化率为90%,则T℃时该反应的平衡常数K=
ⅱ.硫酸工业中,在接触室发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。
(6)生产中需要通入过量的空气,目的是
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解题方法
6 . 甲醇是一种重要的化工原料,具有广阔的开发和应用前景。工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇(CH3OH)。
(1)已知一定条件下,发生反应:
该条件下,水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇的热化学方程式是_______ 。
(2)工业上使用水煤气转化成甲醇,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:
①要使A点变到B点除增大压强外还可以_______ 。
②A、C两点的平衡转化率相等的原因是_______ 。
③C点条件下假设压强为P2千帕,往容器内充入1molCO与2.5molH2发生反应。平衡时H2的体积分数是_______ 、Kp=_______ 。
(3)工业上也可以用CO2和H2合成甲醇: 。在T℃时,甲、乙、丙三个2L的恒容密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得平衡时有关数据如下。
①若x=19.2,则α1=_______ 。
②下列说法正确的是_______ (填选项字母)。
A. 2c2<c3 B. z>2y,x=y C. p3<2p1 D. a1=a2
③若反应在四种不同情况下的反应速率分别为:
A. B.
C. D.
该反应进行由慢到快的顺序为_______ (填选项字母)。
(1)已知一定条件下,发生反应:
该条件下,水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇的热化学方程式是
(2)工业上使用水煤气转化成甲醇,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:
①要使A点变到B点除增大压强外还可以
②A、C两点的平衡转化率相等的原因是
③C点条件下假设压强为P2千帕,往容器内充入1molCO与2.5molH2发生反应。平衡时H2的体积分数是
(3)工业上也可以用CO2和H2合成甲醇: 。在T℃时,甲、乙、丙三个2L的恒容密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得平衡时有关数据如下。
容器 | 甲 | 乙 | 丙 | |
起始反应物投入量 | 3molH2(g) 1molCO2(g) | 1molCH3OH(g) 1molH2O(g) | 2molCH3OH(g) 2molH2O(g) | |
平衡数据 | c1 | c2 | c3 | |
反应的能量变化/kJ | x | y | z | |
体系压强/Pa | p1 | p2 | p3 | |
反应物转化率 | a1 | a2 | a3 |
②下列说法正确的是
A. 2c2<c3 B. z>2y,x=y C. p3<2p1 D. a1=a2
③若反应在四种不同情况下的反应速率分别为:
A. B.
C. D.
该反应进行由慢到快的顺序为
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7 . Ⅰ.中国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的全合成,相关成果由国际知名学术期刊《科学》在线发表。的捕集、利用与封存是科学家研究的重要课题,利用与制备“合成气”、,合成气可直接制备甲醇,反应原理为:
(1)若要该反应自发进行,_____ (填“高温”或“低温”)更有利。
(2)在恒温,恒容密闭容器中,对于合成气合成甲醇的反应,下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是_____ (填字母序号)。
A.反应物的物质的量的比值不变
B.混合气体的密度不再变化
C.的百分含量不再变化
D.
E.混合气体的平均相对分子质量不再变化
(3)把转化为是降碳并生产化工原料的常用方法,有关反应如下:
①
②
③
则与合成反应的热化学方程式:_____
(4)受绿色植物光合作用的启示,太阳能固碳装置被设计出来,则固碳电极反应为_____ 。
Ⅱ.我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了的反应历程。在催化剂作用下,此反应为 l可有效降低汽车尾气污染物排放。
(5)探究温度、压强(,)对反应的影响,如图所示,表示的是_____ (填标号)。
(6)一定温度下,向一容积为1L的恒容密闭容器按体积3∶2比例充入CO和NO,压强为5MPa发生上述反应,当反应达到平衡时容器内压强变为起始时的,此温度下该反应的平衡常数=_____ (为压强平衡常数)。
(7)若在相同时间内测得NO的转化率随温度的变化曲线如图,解释NO的转化率随温度的升高由上升到下降、下降由缓到急的主要原因是_____ 。
(1)若要该反应自发进行,
(2)在恒温,恒容密闭容器中,对于合成气合成甲醇的反应,下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是
A.反应物的物质的量的比值不变
B.混合气体的密度不再变化
C.的百分含量不再变化
D.
E.混合气体的平均相对分子质量不再变化
(3)把转化为是降碳并生产化工原料的常用方法,有关反应如下:
①
②
③
则与合成反应的热化学方程式:
(4)受绿色植物光合作用的启示,太阳能固碳装置被设计出来,则固碳电极反应为
Ⅱ.我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了的反应历程。在催化剂作用下,此反应为 l可有效降低汽车尾气污染物排放。
(5)探究温度、压强(,)对反应的影响,如图所示,表示的是
(6)一定温度下,向一容积为1L的恒容密闭容器按体积3∶2比例充入CO和NO,压强为5MPa发生上述反应,当反应达到平衡时容器内压强变为起始时的,此温度下该反应的平衡常数=
(7)若在相同时间内测得NO的转化率随温度的变化曲线如图,解释NO的转化率随温度的升高由上升到下降、下降由缓到急的主要原因是
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8 . 是生产金属钛及其化合物的重要中间体。工业上以高钛渣(主要成分是)为原料生产的反应原理为:。回答下列问题:
(1)已知:,的燃烧热为,则表示燃烧热的热化学方程式为_______ 。
(2)时,将足量的和C加入一恒容密闭容器中,并通入一定量的和的混合气体,不参与化学反应。容器中只发生反应:,测得容器中的总压强(p总压)与的转化率()随时间的变化关系如图所示:
①时,该反应的平衡常数_______ (分压=总压×物质的量分数)。
②保持温度和起始总压相同,若向恒容密闭容器中通入的不含,与含相比,的平衡转化率将_______ (填“>”“=”或“<”),其原因是_______ 。
(3)利用制得,焙烧可得纳米。书写用溶液制备反应的化学方程式:_______ 。
(4)电解法生产钛的原理如图所示,电解过程中,被还原的进一步还原得到钛。其中,直流电源a为_______ (填“正”或“负”)极,用化学用语表示制钛的过程:_______ 、_______ 。石墨电极需要定期更换的原因是_______ 。
(1)已知:,的燃烧热为,则表示燃烧热的热化学方程式为
(2)时,将足量的和C加入一恒容密闭容器中,并通入一定量的和的混合气体,不参与化学反应。容器中只发生反应:,测得容器中的总压强(p总压)与的转化率()随时间的变化关系如图所示:
①时,该反应的平衡常数
②保持温度和起始总压相同,若向恒容密闭容器中通入的不含,与含相比,的平衡转化率将
(3)利用制得,焙烧可得纳米。书写用溶液制备反应的化学方程式:
(4)电解法生产钛的原理如图所示,电解过程中,被还原的进一步还原得到钛。其中,直流电源a为
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解题方法
9 . 我国的能源以煤炭为主,燃煤烟气中、等有害气体的排放会污染环境,用还原脱除将其转化为单质硫,对工业生产具有重要的意义。
(1)与的反应为
已知:
则________
(2)在某温度时,进行还原脱除:。
①若在刚性容器中进行,下列说法一定能确定反应达到平衡状态的是________ 。
A. B.与的浓度之比不再改变
C.容器内的压强不再改变 D.的值不再改变
②若控制进料比(物质的量)为,反应达平衡时,混合气体中的体积分数为,则该反应在此温度下的平衡常数为___________ 。
(3)在600℃时,发生如下系列反应(、、为平衡常数),测得不同进料比(物质的量)下平衡体系各物质分布如图所示(图中SO2起始投料固定为)。
反应I:
反应II:
反应III:
①该条件下,为减少有毒物质的产生,同时脱除SO2,实际生产中应控制进料比为___________ 。
②根据图中曲线,可判断___________ (填“>”“=”或“<”)。
(4)SO2—空气质子交换膜燃料电池也可用于处理SO2,其原理如下图。
①写出a极的电极反应式___________ 。
②若用该电池处理标准状况下SO2含量为20%的燃煤烟气3.36L,则理论上电路中转移电子数为_______ (表示阿伏伽德罗常数的值)。
(1)与的反应为
已知:
则
(2)在某温度时,进行还原脱除:。
①若在刚性容器中进行,下列说法一定能确定反应达到平衡状态的是
A. B.与的浓度之比不再改变
C.容器内的压强不再改变 D.的值不再改变
②若控制进料比(物质的量)为,反应达平衡时,混合气体中的体积分数为,则该反应在此温度下的平衡常数为
(3)在600℃时,发生如下系列反应(、、为平衡常数),测得不同进料比(物质的量)下平衡体系各物质分布如图所示(图中SO2起始投料固定为)。
反应I:
反应II:
反应III:
①该条件下,为减少有毒物质的产生,同时脱除SO2,实际生产中应控制进料比为
②根据图中曲线,可判断
(4)SO2—空气质子交换膜燃料电池也可用于处理SO2,其原理如下图。
①写出a极的电极反应式
②若用该电池处理标准状况下SO2含量为20%的燃煤烟气3.36L,则理论上电路中转移电子数为
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10 . Ti、Na、Mg、C、N、O、Fe等元素单质及化合物在诸多领域都有广泛的应用。回答下列问题:
(1)已知C、CO的燃烧热分别为393.5kJ/mol和283.0kJ/mol,写出碳不完全燃烧生成CO的热化学方程式___________ 。
(2)Na、Mg、C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为___________ 。
(3)钠在火焰上灼烧产生的黄光是一种___________ (填字母)。
A.原子吸收光谱 B.原子发射光谱
(4)钢铁发生吸氧腐蚀时正极的电极反应式为:___________ 。为防止钢铁输水管的腐蚀,可用导线将其与镁块连接,这种防护方法为___________ 。(电化学保护法中的一种)
(5)基态原子最高能层的原子轨道形状为___________ ,其价电子轨道表示式为___________ 。
(6)用琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物,临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收,避免生成,从结构角度来看,易被氧化成的原因是___________ 。
(1)已知C、CO的燃烧热分别为393.5kJ/mol和283.0kJ/mol,写出碳不完全燃烧生成CO的热化学方程式
(2)Na、Mg、C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为
(3)钠在火焰上灼烧产生的黄光是一种
A.原子吸收光谱 B.原子发射光谱
(4)钢铁发生吸氧腐蚀时正极的电极反应式为:
(5)基态原子最高能层的原子轨道形状为
(6)用琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物,临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收,避免生成,从结构角度来看,易被氧化成的原因是
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