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解析
| 共计 39 道试题
1 . 我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。因此,研发二氧化碳的利用技术,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。CO2耦合乙苯(C6H5-C2H5,简称EB)脱氢制备苯乙烯(C6H5-C2H3,简称ST)是综合利用CO2的热点研究领域。制备ST涉及的主要反应如下:
a.EB(g)=ST(g)+H2(g) △H1
b.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2 kJ·mol-1
c.EB(g)+CO2(g)=ST(g)+CO(g)+H2O(g) △H3=+158.8 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)为提高EB平衡转化率,应选择的反应条件为_______(填标号)。
A.低温、高压B.高温、低压C.低温、低压D.高温、高压
(2)在一定条件下,选择合适的催化剂只进行b反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。
①调整CO2和H2初始投料比,测得在一定投料比和一定温度下,该反应CO2的平衡转化率如图。

已知:Kx是以物质的量分数表示的化学平衡常数;反应速率v=v-v=kx(CO2)x(H2)-kx(CO)x(H2O),k、k分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数。B、E、F三点反应温度最高的是_______点,计算E点所示的投料比在从起始到平衡的过程中,当CO2转化率达到20%时,=_______
②在容积不变的密闭容器中,分别在温度T1、T2(T2>T1>E点温度)发生上述反应,反应中H2(g)和CO(g)的体积分数(ω)随时间(t)的变化关系如图所示。已知:起始时密闭容器中ω[CO2(g)]和ω[H2(g)]、ω[CO(g)]和ω[H2O(g)]分别相等。则表示T1时ω[CO(g)]的曲线是_______(填“甲”“乙”“丙”或“丁”);在温度T2、反应时间20min时,反应的正反应速率v_______ (填“>”“=”或“<”)逆反应速率v

(3)恒压0.1 MPa下,改变原料气配比为下列三种情况:仅EB、n(EB):n(CO2)=1:10、n(EB):n(N2)=1:10进行以上a、b反应,测得EB的平衡转化率与温度的变化关系如图所示。

①图中,表示原料气配比n(EB):n(N2)=1:10的曲线是曲线_______(填“I”或“Ⅱ”)。
②CO2能显著提高EB的平衡转化率,从平衡移动的角度解释CO2的作用:_______
③设Kpr为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压(分压除以p0,p0=0.1 MPa)代替浓度进行计算。A点时,H2的物质的量分数为0.01,该条件下反应a的Kpr_______
2022-05-29更新 | 548次组卷 | 6卷引用:湖北省黄冈中学2022届高三第二次模拟考试化学试题
2 . 近年来,随着化石燃料的大量消耗和CO2等温室气体的大量排放,氨的无碳燃料属性引起重视。低能耗高效率合成氨技术的开发是实现氨燃料化利用的基础,基于Al2O3载氮体的碳基化学链合成氨技术示意图如下。

   

(1)总反应的热化学方程式为_______
(2)有利于提高反应Ⅱ平衡转化率的条件为_______(填标号)。
A.高温高压B.高温低压C.低温高压D.低温低压

(3)在温度为T、固定容积为VL、p0=100 kPa条件下进行反应Ⅰ,平衡时氮气转化率为50%,则N2压强为_______,分压平衡常数Kp=_______kPa2

(4)60 C、100 kPa条件下,反应Ⅱ中溶液pH随时间变化如图,120 min~180 min持续收集到氨气,但溶液pH几乎不变的原因是_______
(5)为探究反应Ⅱ中15min时反应速率突然加快的原因,利用计算机模拟反应Ⅱ的反应路径如下。

①比较不同路径,路径1能垒较低的原因是_______的键能大于_______的键能。
②15min时反应速率突然加快的原因是_______
(6)与传统的催化合成氨反应相比,碳基化学链合成氨的优势有_______(填标号)。
A.能够规避N2和H2在催化剂表面竞争吸附的问题
B.原料成本低,能耗低,产物无需分离,可获得CO副产物
C.规避了催化合成氨的热力学和动力学矛盾,兼顾较高的反应速率和较大的反应限度
D.释氮反应对温度要求不高,相对低的温度能够缓解NH3分解,有利于NH3的收集
2022-05-27更新 | 341次组卷 | 2卷引用:湖北省黄冈中学2022届高三第三次模拟考试化学试题
3 . 近年来,化学界广泛开展研究二氧化碳与氢气的反应原理。回答下列问题:
(1)已知 CO2与H2反应的两个热化学方程式如下:
Ⅰ.   
Ⅱ.   
则反应   H=_______kJ/mol。
(2)某装置中充入一定量CO2与H2,在673 K、10.0 kPa条件下发生反应:,得到部分气体的分压随时间的变化关系如下图所示。

①在20~80 min内反应的平均速率v(H2)=_______(保留两位有效数字)。
②已知反应在80 min达到平衡状态,则在673 K时,反应的平衡常数Kp=_______(保留两位有效数字)。
③平衡后,若改变条件,一定能增大H2的反应速率及转化率的是_______(填代号)
A.保持其它气体的分压不变,增大H2的分压
B.适当升高反应温度
C.选择使用正催化剂
D.保持总压不变,充入一定量的二氧化碳气体
(3)已知催化还原CO2的机理及能量变化关系如下图。为使CO2能较快还原为CH3OH,重点应研究催化加快图中_______(填写下图中序号“①”“②”“③”…等)的反应速率。

(4)在一装有某催化剂的恒容密闭装置中,充入10 mol CO2和23 mol H2,在一定温度下发生反应:,反应进行到t2时刻,各物质的物质的量不再改变,部分物质的物质的量与时间的关系如下图。


①t1时刻反应的浓度熵Qc=_______(计算结果保留两位有效数字),点时_______(填“是”或“否”)达到平衡状态。
②简述CO的物质的量浓度为何先增大后减小的原因_______
③t2时刻后,若升高装置温度,则重新达到平衡时,c(CO)_______,若将装置的体积缩小一倍,则重新达到平衡时,n(CO)_______
A.增大       B.减小       C.不变       D.无法确定
2022-01-18更新 | 163次组卷 | 1卷引用:湖北省黄冈市2021-2022学年高二上学期期末调研考试化学试题
4 . 肼()常用于火箭或原电池的燃料。已知:
       
       
       
回答下列问题:
(1)反应        ___________kJ/mol
(2)一定温度下,将以体积比1:1置于10L密闭容器中发生上述反应:,下列选项不能说明反应达到平衡状态的是________(填编号)。
a.混合气体密度保持不变                            b.混合气体颜色保持不变
c.体积之比保持不变               d.体系压强保持不变
(3)在10L的密闭容器中发生上述反应,容器内部分物质的物质的量变化如下表:

物质的量(mol)


时间
开始0.81.60
2min末0.6a0.3
5min末0.41.20.6
6min末0.41.20.6
10min末0.61.40.3
①前2min内的平均反应速率为___________。该温度下反应的平衡常数K=___________
②反应在6min时改变了条件,改变的条件可能是___________(填选项字母)。
A.使用催化剂       B.升高温度          C.减小压强                      D.增大的量
5 . 乙酸制氢具有重要意义,发生的反应如下:
热裂解反应:CH3COOH(g) = 2CO(g)+2H2(g) ΔH=+203.7 kJ·mol-1
脱羧基反应:CH3COOH(g) = CH4(g)+CO2(g) ΔH=-33.5 kJ·mol-1
(1)请写出CO与H2甲烷化的热化学方程式:___________
(2)在密闭容器中,利用乙酸制氢,选择的压强为___________(填“高压”或“常压”)。其中温度与气体产率的关系如图:

①约650℃之前,脱羧基反应活化能低,速率快,故氢气产率低于甲烷;650℃之后氢气产率高于甲烷,理由是___________,同时热裂解反应正向进行,而脱羧基反应逆向进行。
②保持其他条件不变,在乙酸气中掺杂一定量水,氢气产率显著提高而CO的产率下降,请分析原因(用化学方程式表示):___________
(3)若利用合适的催化剂控制其他副反应,温度为T℃时达到平衡,总压强为p kPa,热裂解反应消耗乙酸30%,脱羧基反应消耗乙酸50%,H2体积分数为___________;脱羧基反应的平衡常数Kp___________kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×体积分数,计算结果用最简式表示)。
6 . 二氧化碳加氢合成甲醇是化学固碳的一种有效途径,不仅可以有效减少空气中的排放,而且还能制备出甲醇清洁能源。反应如下:
Ⅰ.
还可发生副反应生成CO,反应如下:
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)已知相关化学键的键能数据如下:
化学键
4363431076465413

由此计算_______
(2)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了催化剂表面生成的部分反应历程,如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。

①该反应历程中最大的活化能_______eV。
②后续的反应历程可简化为(*表示催化剂活性位点),,_______。。请补充历程中横线上发生的化学反应方程式_______
(3)当的投料比为1∶3在不同的催化剂条件下反应相同的时间,选择性和CO选择性随着转化率的变化如图所示:(已知)

①由图可知,催化效果Cat.2_______(填“优于”或“劣于”)Cat.1。
②若温度升高,的转化率增大,则选择性降低的可能原因是_______
(4)若电解质溶液为酸性,甲醇燃料电池的阳极反应式为_______,电池工作一段时间后,电解质溶液的pH_______(填“增大”“不变”或“减小”)。
2021-10-28更新 | 457次组卷 | 4卷引用:湖北省黄冈市蕲春县第四高级中学2021-2022学年上学期高三11月月考化学试题
7 . 目前我国分别在治理大气污染和新能源使用上都取得长足的进步。
(1)在大气污染治理上,目前我国计划在“十二五”期间用甲烷还原氮氧化物(NOx),使其排放量减少10%。已知:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) H1=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H2=-1160 kJ·mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为___________
(2)在新能源使用上,正在研究利用甲烷合成甲醇这个清洁能源。该反应为:CH4(g) + H2O(g) CH3OH(g) + H2(g) H>0,将一定量的CH4和一定量H2O(g)通入10L容器中,若改变起始量,CH4的平衡转化率如图所示:
起始物质的量n(CH4)/ mol5410
n(H2O)/ mol10810
CH4的平衡转化率 / %α1=50%α2α3
①假设100 ℃时若按甲投料反应达到平衡所需的时间为5 min,则用甲烷表示该反应的平均反应速率为___________
②在不改变其他外界条件下α1、α2、α3的相对大小顺序为:___________
③欲提高CH4转化率且不改变该反应的平衡常数的方法是___________ (填字母序号)。
A.c(CH4)增大                         B.分离出产品CH3OH
C.升高温度                           D.比值增大               E.容器体积缩小一半
④下列图象对该反应表达正确的是:___________

A. B.   C.   D.

8 . 的资源化利用能有效减少排放,又能缓解能源危机。实现资源化再利用的研究工作正在不断进行中。
(1),合成,用非金属催化剂实现电催化还原制备甲醇的反应历程如图所示:

上述合成甲醇的反应速率较慢,要使反应速率加快,主要降低下列变化中_______(填字母)的能量变化。
A.B.
C.D.
(2)合成甲酸()其反应为:。一定温度下,恒容密闭容器中进行上述反应,测得随反应时间(t)的变化如图所示。

时,改变的条件是充入,同时_______
②下列关于时刻的说法,正确的是_______
a.平衡常数:
b.混合气的平均分子量:
c.混合气中的体积分数:
(3)—甲基二乙醇胺(用表示)水溶液具有吸收能力强、对设备腐蚀小、可再生等特点被广泛应用。吸收的反应可以表示为:
该反应分以下两步进行:
Ⅰ. (慢反应)
Ⅱ. (快反应)
=_______,其它条件不变时,加入_______(填“能”或“不能”)增大单位时间内的吸收率。
(4)已知中的氮具有一元碱(类似于)的性质,,已知,则溶液中_______(填“>”“=”或“<”)。
(5)标准平衡常数可以表示平衡时各物质的浓度关系:如反应,其中为标准大气压,分别为气体的分压,c为物质的量浓度。在时的刚性密闭容器中,用溶液吸收总压为的合成氨原 料气(含体积分数分别为30%的、55%的、15%的),充分吸收后,浓度降低为,二氧化碳的吸收率为60%,忽略反应过程中溶液的体积变化,则反应的标准平衡常数=_______
2021-10-09更新 | 271次组卷 | 1卷引用:湖北省麻城市实验高级中学2021-2022学年高二上学期9月月考化学(A卷)试卷
9 . 氢气是重要的能源,氢气的制取及利用一直居于科学研究的前沿。
(1)甲烷化制氢发生的反应为CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)       H1,已知:甲烷和氢气的燃烧热分别是893kJ/mol和286kJ/mol,H2O(g)=H2O(l)       H=-44kJ/mol。回答下列问题:
H1=___
②容器中通入物质的量之比为1:2的甲烷和水蒸气,在一定条件下发生上述反应,平衡时H2的体积分数为φ,则CH4的体积分数=___,转化率=___(用含φ的式子表示)。
(2)N2、H2在Fe催化剂作用下的反应历程与能量的关系如图所示(*表示吸附态,省略了反应过程中部分微粒)。回答下列问题。

①合成氨反应是___(填“放热反应”或“吸热反应”)。
②步骤c的化学方程式是____
③已知一个反应的反应历程中,最慢的反应(又称为决速反应)决定了整体的反应速率,则合成氨反应的决速反应是___(填“a、b、c、d、e、f、g”中的一个)。
④反应过程中,如果仅增多Fe催化剂的量(不改变比表面积),合成氨反应的下列选项有变化的是____
a.活化能       b.反应热        c.化学平衡常数        d.单位时间内NH3的产量
2021-09-27更新 | 201次组卷 | 1卷引用:湖北省黄冈市2022届高三9月调研考试化学试题
10 . 完成下列填空
(1)工业上常以水煤气(CO和H2)为原料合成甲醇。已知: ,则C(s)与H2O(g)制备水煤气的热化学方程式为___________
(2)一定条件下,在5L密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,发生反应:xCO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。测得CO2(g)和CH3OH(g)的物质的量随时间变化如图所示。

①x=___________;0~3min内H2的平均反应速率v(H2)=___________mol/(L·min),平衡时H2的转化率为___________
②下列措施能提高正反应速率的是___________ (填正确答案的字母)。
A. 降低温度     B. 增加CO2的量 C. 使用催化剂       D. 及时分离出甲醇
共计 平均难度:一般