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1 . 我国航天事业高速发展,火箭推进剂的研究一直是航天工业的热点课题。火箭推进剂燃料有肼()、液氢等,常见氧化剂有、液氧等。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式如下:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
①则__________ 。
②反应ⅲ可自发进行的原因是__________ 。
③火箭推进器内氢氧燃烧的简化反应历程如图所示:其中速率最慢的一步反应方程式为__________ 。
(2)利用甲烷和水蒸气催化制氢主要存在如下两个反应:
a:
b:
恒定压强为时,将物质的量之比为的与混合投入反应容器中,600℃时平衡体系中部分组分的物质的量分数如下表所示:
①下列操作中,能提高平衡转化率的是__________ (填字母)。
A.提高与的投料比 B.移除CO
C.选择合适的催化剂 D.恒温恒压下通入Ar气
②已知为反应的压强平衡常数,其表达方法为:在浓度平衡常数表达式中,用各组分气体平衡时的分压代替浓度;分压=总压×物质的量分数。600℃时反应a的压强平衡常数为__________ (列出计算式)。
③平衡体系中的物质的量分数随温度的变化如图,解释原因__________ 。
(1)已知下列反应的热化学方程式如下:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
①则
②反应ⅲ可自发进行的原因是
③火箭推进器内氢氧燃烧的简化反应历程如图所示:其中速率最慢的一步反应方程式为
(2)利用甲烷和水蒸气催化制氢主要存在如下两个反应:
a:
b:
恒定压强为时,将物质的量之比为的与混合投入反应容器中,600℃时平衡体系中部分组分的物质的量分数如下表所示:
物质 | ||||
物质的量分数 | 0.04 | 0.32 | 0.50 | 0.08 |
A.提高与的投料比 B.移除CO
C.选择合适的催化剂 D.恒温恒压下通入Ar气
②已知为反应的压强平衡常数,其表达方法为:在浓度平衡常数表达式中,用各组分气体平衡时的分压代替浓度;分压=总压×物质的量分数。600℃时反应a的压强平衡常数为
③平衡体系中的物质的量分数随温度的变化如图,解释原因
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2 . 尿素是一种重要化工生产原料。工业上以液氨和二氧化碳为原料,在高温高压条件下直接合成尿素,主要反应如下:
①
②
回答下列问题:
(1)_______ 。
(2)在和时,向恒容容器中投入等物质的量的两种反应物,发生反应:。
平衡时与的关系如图所示,为物质的分压(单位为),若,。时,_______ 。时此反应的标准平衡常数_______ 。{已知:分压总压该组分物质的量分数,对于反应:,其中为各组分的平衡分压}(3)工业上直接合成尿素时,选择较高温度的原因是_______ 。
(4)电化学合成尿素为实现碳、氮中和与减轻环境污染提供了一种很有前景的解决方案。某碱性电化学合成系统如图所示,该系统中,合成尿素的一极与电源_______ 相连,其反应方程式为_______ 。
①
②
回答下列问题:
(1)
(2)在和时,向恒容容器中投入等物质的量的两种反应物,发生反应:。
平衡时与的关系如图所示,为物质的分压(单位为),若,。时,
(4)电化学合成尿素为实现碳、氮中和与减轻环境污染提供了一种很有前景的解决方案。某碱性电化学合成系统如图所示,该系统中,合成尿素的一极与电源
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解题方法
3 . 利用煤化工的副产物甲醇制丙烯可缓解对石油的依赖。298K,100kPa下主反应为:
(1)在298K,100kPa下,由元素最稳定的单质生成1mol物质时的热效应叫做标准生成焓。几种物质的标准生成焓数据如下:
则主反应的___________ 。
(2)450℃时,各物质均为气体,向容积为的恒容密闭容器中通入仅发生主反应,10min后达到平衡,此时容器中,则10min内反应速率___________ ,该反应平衡常数K=___________ 。
(3)铝硅分子筛(表示为HAlSiO)催化生成的机理如图:a.
b.
c.
①反应a中生成的会继续参与反应生成某中性有机物,其结构简式为___________ 。
②称为卡宾,有两种结构,如下图A、B所示,C原子采用杂化的是___________ ,请利用电子排布规律判断基态时结构更为稳定___________ (填字母代号)。(4)保持气流速率一定,温度对甲醇催化制丙烯反应的影响如下图所示。甲醇的转化率随温度升高而升高的原因是___________ ,温度超过450℃后,丙烯选择性降低的原因是___________ 。
(1)在298K,100kPa下,由元素最稳定的单质生成1mol物质时的热效应叫做标准生成焓。几种物质的标准生成焓数据如下:
-201.9 | -241.8 | 20.4 |
(2)450℃时,各物质均为气体,向容积为的恒容密闭容器中通入仅发生主反应,10min后达到平衡,此时容器中,则10min内反应速率
(3)铝硅分子筛(表示为HAlSiO)催化生成的机理如图:a.
b.
c.
①反应a中生成的会继续参与反应生成某中性有机物,其结构简式为
②称为卡宾,有两种结构,如下图A、B所示,C原子采用杂化的是
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4 . 环己烯()是一种重要的化学试剂,主要用于有机合成和油类萃取。利用环己烷脱氢制备环己烯的反应原理如下。
直接脱氢:氧化脱氢:
回答下列问题:
(1)已知几种化学键的键能数据如下表所示。
化学键 | H-H | C-H | C-C | C=C |
键能/(kJ·mol–1) | 436 | 413 | 348 | 615 |
(2)科技工作者结合实验与计算机模拟结果,研究环己烷直接脱氢制环己烯的反应历程(如图所示),其中吸附在催化剂表面的物种用*表示。①的焓变小于零的原因是
②脱氢的速率
③在恒容密闭容器中充入一定量的环己烷,其初始压强为p kPa,发生直接脱氢反应达到平衡时,环己烷的转化率为x,则反应I的标准平衡常数Kθ=
(3)在压强恒为p kPa的密闭容器中充入不同投料比的环己烷和CO2,在不同温度下达到平衡时,环己烷的转化率如下图所示,则a、b、c的大小关系为
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5 . 降低空气中二氧化碳的含量是当前研究热点,将二氧化碳转化为能源是缓解环境和能源问题的方案之一,二氧化碳和氢气在一定条件下可转化为甲烷,转化过程中发生的反应如下:
反应Ⅰ(主反应):
反应Ⅱ(副反应):
(1)甲烷与二氧化碳制备合成气的反应为,该反应的___________ 。有利于反应Ⅰ自发进行的条件是___________ (填“高温”或“低温”)。
(2)在实际化工生产过程中,下列措施能提高的转化效率的是___________ 。
a.在一定温度下,适当增大压强
b.总体积一定时,增大反应物与的体积比
c.采用双温控制,前段加热,后段冷却
d.选取高效催化剂及增大催化剂的比表面积
(3)催化加氢合成的过程中,活化的可能途径如图所示(“*”表示物质吸附在催化剂上),CO是活化的优势中间体,原因是_______ 。(4)在恒容条件下,按的投料比进行题干反应,平衡时、和CO在含碳物质中的体积分数随温度T的变化如图所示。①曲线①表示的含碳物质的名称为___________ 。
②N点时反应Ⅱ的___________ (以分压表示,物质的分压=总压×该物质的物质的量分数,结果保留至小数点后两位)。
(5)甲烷与二氧化碳的重整反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图所示,已知Arrhenius经验公式为(为活化能,k是温度为T时反应的速率常数,R和C都为常数),则该反应的活化能为_____ (用含x1、y1、x2、y2的式子表示)。
反应Ⅰ(主反应):
反应Ⅱ(副反应):
(1)甲烷与二氧化碳制备合成气的反应为,该反应的
(2)在实际化工生产过程中,下列措施能提高的转化效率的是
a.在一定温度下,适当增大压强
b.总体积一定时,增大反应物与的体积比
c.采用双温控制,前段加热,后段冷却
d.选取高效催化剂及增大催化剂的比表面积
(3)催化加氢合成的过程中,活化的可能途径如图所示(“*”表示物质吸附在催化剂上),CO是活化的优势中间体,原因是
②N点时反应Ⅱ的
(5)甲烷与二氧化碳的重整反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图所示,已知Arrhenius经验公式为(为活化能,k是温度为T时反应的速率常数,R和C都为常数),则该反应的活化能为
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6 . 甲硫醇()是重要的有机化工中间体,可用于合成维生素。通过和合成的主要反应为:
I.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)计算反应的_______ kJ/mol。
(2)℃时,向恒容密闭容器中充入一定量和发生反应,下列事实能说明反应达到平衡状态的是_______(填选项字母)。
(3)℃时,向压强为的恒压密闭容器中按物质的量之比为1:2充入和发生反应,达到平衡时,的转化率为80%,的体积分数为5%。
①计算的选择性为_______ (的选择性=)。
②反应I的平衡常数=_______ (是用分压表示的平衡常数,结果保留两位小数)。
(4)在反应压力为0.7Mpa条件下,气体按90mL/min的速率通过催化剂表面发生反应,每分钟反应体系中转化率、选择性随温度的变化如图甲所示,催化机理如图乙所示。①370℃时,用分压表示的反应速率为_______ Mpa/min(结果保留两位有效数字)。
②当温度高于370℃时,转化率随温度升高而降低的原因可能为_______ 。
③从电负性的角度描述ⅲ→i中脱水的过程:_______ 。
I.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)计算反应的
(2)℃时,向恒容密闭容器中充入一定量和发生反应,下列事实能说明反应达到平衡状态的是_______(填选项字母)。
A.容器内气体密度不再发生变化 |
B.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化 |
C.的体积分数不再发生变化 |
D.和的物质的量之比不再变化 |
(3)℃时,向压强为的恒压密闭容器中按物质的量之比为1:2充入和发生反应,达到平衡时,的转化率为80%,的体积分数为5%。
①计算的选择性为
②反应I的平衡常数=
(4)在反应压力为0.7Mpa条件下,气体按90mL/min的速率通过催化剂表面发生反应,每分钟反应体系中转化率、选择性随温度的变化如图甲所示,催化机理如图乙所示。①370℃时,用分压表示的反应速率为
②当温度高于370℃时,转化率随温度升高而降低的原因可能为
③从电负性的角度描述ⅲ→i中脱水的过程:
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7 . 血红蛋白(Hb)和肌红蛋白(Mb)分别存在于血液和肌肉中,都能与氧气结合,与氧气的结合度α(吸附的Hb或Mb的量占总Hb或Mb的量的比值)和氧气分压密切相关。请回答下列问题:
(1)人体中的血红蛋白(Hb)能吸附、,相关反应的热化学方程式及平衡常数如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
=___________ (用、表示),=___________ (用、表示)。
(2)Hb与氧气的结合能力受到的影响,相关反应如下:。37℃,pH分别为7.2、7.4、7.6时氧气分压与达到平衡时Hb与氧气的结合度α的关系如图所示,pH=7.6时对应的曲线为___________ (填“A”或“B”)。(3)Mb与氧气结合的反应如下:,37℃,氧气分压与达平衡时Mb与氧气的结合度α的关系如图所示。①已知Mb与氧气结合的反应的平衡常数表达式,计算37℃时K=________ 。
②人正常呼吸时,体温约为37℃,氧气分压约为20.00kPa,计算此时Mb与氧气的最大结合度为___________ (结果精确到0.1%)。
③经测定,体温升高,Mb与氧气的结合度降低,则该反应的___________ (填“>”或“<”)0。
(4)人体酸碱平衡维持机制简要表达如下图:①当人体摄入酸过多时,肺通过呼吸排出的会___________ (选填“增加”或“减少”)。
②对于重度代谢性酸中毒的病人应该采用什么治疗方法___________ 。(选填字母)
A.口服0.9%KCl溶液 B.口服5%葡萄糖溶液
C.静脉注射5%溶液 D.静脉注射0.9%NaCl
(1)人体中的血红蛋白(Hb)能吸附、,相关反应的热化学方程式及平衡常数如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
=
(2)Hb与氧气的结合能力受到的影响,相关反应如下:。37℃,pH分别为7.2、7.4、7.6时氧气分压与达到平衡时Hb与氧气的结合度α的关系如图所示,pH=7.6时对应的曲线为
②人正常呼吸时,体温约为37℃,氧气分压约为20.00kPa,计算此时Mb与氧气的最大结合度为
③经测定,体温升高,Mb与氧气的结合度降低,则该反应的
(4)人体酸碱平衡维持机制简要表达如下图:①当人体摄入酸过多时,肺通过呼吸排出的会
②对于重度代谢性酸中毒的病人应该采用什么治疗方法
A.口服0.9%KCl溶液 B.口服5%葡萄糖溶液
C.静脉注射5%溶液 D.静脉注射0.9%NaCl
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8 . 将CO或CO2转化为高附加值化学品是颇具前景的合成路线。
(1)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。
已知: ;
。
写出和转化为和的热化学方程式:_______________ ,该反应在________ (填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。
(2)CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为 ,设m为起始时的投料比,即。①图1左图中m1、m2、m3从大到小的顺序为________________ 。
②图1右图表示在总压为5MPa的恒压条件下,且m=3时,平衡状态下各物质的物质的量分数与温度的关系,则曲线d代表的物质为________ (填化学式)。
(3)一种利用焦炉气中的H2和工业废气捕获的CO2生产绿色燃料甲醇的原理为、。
在研究该反应历程时发现,反应气中水蒸气含量会影响CH3OH的产率。为了研究水分子对该反应机制的内在影响,科学家利用计算机模拟,研究添加适量水蒸气前后对能垒较大的反应历程能量变化的影响,如图3所示(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)。①写出有水参与时的化学方程式:________________ 。
②资料显示:水也可以使催化剂活化点位减少。结合资料、上图及学过的知识推测,在反应气中添加水蒸气将如何影响甲醇产率及产生这种影响的原因:________________ (任答两点)。
(4)一定条件下,利用CO2和H2还可制得甲烷:,主要副反应为。一定温度下,向恒容密闭容器中充入CO2和H2(物质的量之比为1:4)发生反应,容器内气体的压强随时间的变化如表所示:
①用单位时间内气体分压的变化表示反应的速率,则前120min内CH4的平均反应速率________ 。
②该温度下,平衡时CO的体积分数为8%,反应的平衡常数________ (为以分压表示的平衡常数,保留小数点后2位)。
(1)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。
已知: ;
。
写出和转化为和的热化学方程式:
(2)CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为 ,设m为起始时的投料比,即。①图1左图中m1、m2、m3从大到小的顺序为
②图1右图表示在总压为5MPa的恒压条件下,且m=3时,平衡状态下各物质的物质的量分数与温度的关系,则曲线d代表的物质为
(3)一种利用焦炉气中的H2和工业废气捕获的CO2生产绿色燃料甲醇的原理为、。
在研究该反应历程时发现,反应气中水蒸气含量会影响CH3OH的产率。为了研究水分子对该反应机制的内在影响,科学家利用计算机模拟,研究添加适量水蒸气前后对能垒较大的反应历程能量变化的影响,如图3所示(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)。①写出有水参与时的化学方程式:
②资料显示:水也可以使催化剂活化点位减少。结合资料、上图及学过的知识推测,在反应气中添加水蒸气将如何影响甲醇产率及产生这种影响的原因:
(4)一定条件下,利用CO2和H2还可制得甲烷:,主要副反应为。一定温度下,向恒容密闭容器中充入CO2和H2(物质的量之比为1:4)发生反应,容器内气体的压强随时间的变化如表所示:
时间/min | 0 | 60 | 120 | 180 | 240 | 300 | 360 |
压强/kPa | 100 | 93.8 | 88.0 | 83.4 | 79.4 | 75.0 | 75.0 |
②该温度下,平衡时CO的体积分数为8%,反应的平衡常数
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2024-06-04更新
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123次组卷
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3卷引用:湖北省十堰市2024届高三下学期第三次模拟化学试题
解题方法
9 . 近日,科学家开发新型催化剂实现对C4馏分中2-丁烯的气相选择性氧化,反应原理如下:
反应l:
反应2:
(1)的空间构型为___________ 。
(2)在特定温度下,由稳定态单质生成lmol化合物的焓变叫该物质在此温度下的标准生成焓()。稳定态单质的标准生成焓为0kJ/mol,下表为几种化合物在298K的标准生成焓数据:
___________ kJ/mol。
(3)某温度下,向恒压密闭容器中充入和,发生上述反应1和反应2,测得平衡体系中的体积分数与起始投料比的关系如下图所示,体积分数最大值小于50%的原因是___________ 。(4)已知:阿伦尼乌斯经验公式为(R、C为常数,T为热力学温度,k为速率常数,为活化能)。测得反应1在不同条件下,Rlnk与温度的倒数关系如图所示,在a条件下,该反应的活化能___________ kJ/mol,当改变外界条件时,实验数据如图中的曲线b所示,则实验改变的外界条件可能是___________ 。(5)在反应器中充入1mol2-丁烯和,发生上述反应,测得2-丁烯的平衡转化率与温度、压强的关系如上图所示,X点时丁酮的选择性为,是以物质的量分数表示的平衡常数,则反应2在Y点的物质的量分数平衡常数___________ (用分数表示)。[已知:的选择性]
(6)以熔融碳酸盐(如)为电解质,丁烯()/空气燃料电池的能量转化率较高。电池总反应为,则负极的电极方程式为___________ 。
反应l:
反应2:
(1)的空间构型为
(2)在特定温度下,由稳定态单质生成lmol化合物的焓变叫该物质在此温度下的标准生成焓()。稳定态单质的标准生成焓为0kJ/mol,下表为几种化合物在298K的标准生成焓数据:
物质 | ||||
a | b | c | d |
(3)某温度下,向恒压密闭容器中充入和,发生上述反应1和反应2,测得平衡体系中的体积分数与起始投料比的关系如下图所示,体积分数最大值小于50%的原因是
(6)以熔融碳酸盐(如)为电解质,丁烯()/空气燃料电池的能量转化率较高。电池总反应为,则负极的电极方程式为
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解题方法
10 . 作为主要的温室气体,对人类的生产生活有着重要影响,还原是实现“碳达峰、碳中和”的有效途径之一,相关的反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
反应的平衡常数与温度变化关系如图所示。(1)有利于提高合成选择性的条件是_______(填字母)。
(2)的取值范围是_______(填字母)。
(3)一定条件下,向体积为的恒温密闭容器中加入和发生上述反应,平衡时,容器中的浓度为的浓度,此时的浓度为_______ ,反应I的平衡常数为_______ (保留一位小数)。
(4)还原能力可衡量转化率,已知,即相同时间段内与物质的量变化量之比。常压下和按物质的量之比投料,反应相同时间,和转化率如图所示。①在范围内,S值的变化趋势是_______ (填字母)。
A.一直增大 B.一直减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大
②由图像可知,转化率在时大于,其原因是_______ 。
③温度较低时,两条曲线重合的原因是_______ 。
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
反应的平衡常数与温度变化关系如图所示。(1)有利于提高合成选择性的条件是_______(填字母)。
A.高温高压 | B.高温低压 | C.低温高压 | D.低温低压 |
(2)的取值范围是_______(填字母)。
A. | B. | C. | D. |
(3)一定条件下,向体积为的恒温密闭容器中加入和发生上述反应,平衡时,容器中的浓度为的浓度,此时的浓度为
(4)还原能力可衡量转化率,已知,即相同时间段内与物质的量变化量之比。常压下和按物质的量之比投料,反应相同时间,和转化率如图所示。①在范围内,S值的变化趋势是
A.一直增大 B.一直减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大
②由图像可知,转化率在时大于,其原因是
③温度较低时,两条曲线重合的原因是
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