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解析
| 共计 30 道试题
1 . 环境保护与绿色发展是新时代人们关心的共同话题。NO是大气主要污染物,因此对工业烟气脱硝是工业生产中的重要一环。煤燃烧排放的烟气含有NO,脱除的方法有多种。
(1)利用固体氧化物电解池可将NO直接转化为N2,纽扣式电化学还原器结构单元如图所示,电解时,阴极发生的电极反应式为___________

(2)目前常见方法是采用NaClO溶液液相氧化法脱除烟气中的NO,其主要过程如下:
I.NO(aq)+HClO(aq)⇌NO2(aq)+HCl(aq)   ΔH=akJ·mol1
Ⅱ.3NO2(aq)+H2O(l)⇌2HNO3(aq)+NO(aq)   ΔH=bkJ·mol1
①NO(aq)转化为HNO3(aq)的热化学方程式___________
②为提高NO脱除率,工业上常向NaClO溶液中加入稀硫酸调节,溶液初始pH与NO的脱除率如下表所示。
初始3.54.55.56.57.5
NO脱除率91%88%83%65%51%
pH影响NO脱除率的原因是___________
(3)理论上可采用加热使NO分解的方法处理:2NO(g)⇌N2(g)+O2(g)。已知该反应的正反应活化能为728kJ·mol1,逆反应的活化能为910kJ·mol1;正反应熵变为-24.8J·K-1·mol1.实际反应时发现加热至600℃时NO仍没有明显分解,请结合上述数据解释原因________
(4)近期科学家发现活性炭表面的有机结构可以被强氧化剂氧化成酚羟基、羧基(均可表示为C-OH,其电离平衡可表示为C-OH⇌C-O-+H+),这些官能团可以使活性炭表面活性化,有利于NO的吸附。不同氧化剂的预氧化与吸附原理可表示为(未配平):
预氧化:HNO3+C→C-OH+NO2↑+H2O
预氧化:KMnO4+C→C-OH+MnO2+K2MnO4
预氧化:H2O2+C→C-OH+H2O
吸附:C-OH(s)+NO(g)⇌C-OH…NO(s)ΔH<0
NO吸附实验在25℃下进行,将一定比例的N2与NO混合气体在恒压下,以相同速率持续通入到等量的、不同预氧化试剂处理的活性炭中(图像中“原始-C”表示未经处理的活性炭),获得“NO捕获率-通气时间”的变化图:

已知:
①下列描述正确的是___________
A.25℃下原始-C在通气约175分钟后吸附效果超过了H2O2-C
B.若其他条件不变,增大混合气体中N2物质的量分数,吸附平衡会正向移动
C.KMnO4-C在实验中吸附效果不佳,可能是活性炭表面孔隙被MnO2、K2MnO4堵塞
D.升高温度,等量活性炭催化剂吸附的NO分子总数会减少
②相比其他预氧化试剂处理的活性炭,HNO3-C吸附效果更佳,有研究者认为可能是HNO3引入了H+,增强了活性炭的表面活性。试利用勒夏特列原理予以解释___________
7日内更新 | 33次组卷 | 1卷引用:湖北省沙市中学2024届高三下学期模拟预测化学试题
2 . 氢能是一种重要的绿色能源,在实现“碳中和”与“碳达峰”目标中起到重要作用。
Ⅰ.甲醇―水催化重整可获得氢气。
(1)表中数据是该反应中相关物质的标准摩尔生成焓()数据(标准摩尔生成焓是指在298.15K、100kPa下由稳定态单质生成1mol化合物时的焓变)。
物质
0―393.5―241.8―200.7
   H=___________kJ∙mol-1,该反应在___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
Ⅱ.乙醇―水催化重整亦可获得,主要反应如下:
反应①:   
反应②:   
(2)向恒容密闭容器中充入1mol和3mol发生上述反应①和②,初始时体系压强为100kPa.平衡时的分布分数的产率随温度的变化曲线如图所示。

①为提高氢气的平衡产率,可采取的措施为___________(写出2条)。
②200℃以后,解释曲线a随温度变化趋势的原因:___________
③温度为500℃时,反应经10min达到平衡,此时乙醇的转化率为60%,则0~10min内___________kPa∙min-1,该温度下,反应②的Kp=___________(保留小数点后两位)。
(3)乙醇燃料电池(电极材料a和b均为惰性电极)广泛应用于微型电源、能源汽车、家用电源、国防等领域,工作原理如图所示,写出负极的电极反应式:___________,当转移1.2mol电子时,正极消耗的氧气的体积为___________L(标准状况下)。

3 . 近两年来,碳中和连续成为两会期间最受关注的议题之一,的回收和利用对于改善环境,实现绿色发展至关重要。
(1)甲烷化反应最早由化学家PaulSabatier提出。已知:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
的结构式为_______
甲烷化反应是_______(填“吸热”或“放热”)反应。
③反应Ⅰ的为速率常数,与温度、催化剂有关)。若平衡后升高温度,则_______(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)一定条件下,反应可合成乙烯:。该反应分两步进行:
ⅰ.
ⅱ.
,压强恒定为时,将的混合气体和催化剂投入反应器中,达平衡时,部分组分的物质的量分数如表所示。
组分
物质的量分数
的平衡转化率为_______,反应ⅰ的平衡常数_______(是以分压表示的平衡常数,分压总压物质的量分数)。
(3)一种以和甲醇为原料,利用纳米片作催化电极,制备甲酸(甲酸盐)的电化学装置的工作原理如图所示。

_______极,电解过程中阴极的电极反应式为_______
②设为阿伏加德罗常数的值,当电路中转移电子时,装置中生成的数目共为_______
7日内更新 | 50次组卷 | 1卷引用:湖北省部分学校2024届高三下学期三模考试化学试题
4 . 新质生产力本身就是绿色生产力,开展绿色低碳技术攻关,实现“双碳”目标,催化加氢的主要过程包括如下反应:
    kJ⋅mol
    kJ⋅mol
   
回答下列问题:
(1)利用焦炉气中的作为原料,需要清除其中的硫化物,其目的是___________
(2)___________kJ⋅mol
(3)温度对上述化学反应平衡常数的影响如图所示,其中对应的曲线是___________(填标号)。

(4)在3.0MPa、作催化剂的条件下,以的原料比通入反应物,的转化率和的选择性随温度的变化如图所示[甲醇的选择性]。

①随温度升高,的选择性下降,可能的原因是___________
②200∼280°C范围内随温度升高,的产率先增大后减小,其原因是___________
③P点时,的分压是___________MPa,___________
2024-05-16更新 | 63次组卷 | 1卷引用:湖北省高中名校联盟2024届高三下学期第四次联合测评化学试题
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5 . 甲烷干重整反应可以强化碳酸钙分解.
I.碳酸钙分解:
Ⅱ.甲烷干重整:
(1)是指由稳定单质生成化合物的焓变,依据下表数据计算___________


0


(2)甲烷干重整反应机理可能如下,其中*代表活性中心,补全反应机理;
I.             Ⅱ.
Ⅲ.___________       IV.             V.
(3)在某温度下,压强恒定为P,向一密闭容器中投入等物质的量
①下列能说明反应达到平衡状态的是___________(填字母);
a.                           b.的体积比保持不变
c.每生成消耗             d.气体的体积保持不变
②反应达到平衡时,的转化率为的转化率为,则反应I的平衡常数___________;(用含的式子表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(4)在该耦合反应体系中,碳酸钙分解转化率与反应速率常数的关系如下:(其中k为速率常数,C为常数)分别在得到的的曲线如图所示:

其中的曲线是曲线___________,用碰撞理论解释原因___________
(5)在某温度下,催化剂活性良好,加入一定量的,通入,和的流速为,发生上述反应.甲烷转化率、出口的百分含量随时间的变化关系如图,结合图像解释时刻后,甲烷转化率降低的原因是___________

2024-05-14更新 | 89次组卷 | 1卷引用:湖北省鄂东南省级示范联盟学校2024年高三下学期5月第一次联考(一模)化学试题
6 . (Ⅰ)铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。

(1)催化丙烷脱氢过程中,部分反应历程如图,过程的焓变为___(列式表示)。
(2)该反应_______0(填“>”或“=”或“<”)。
(Ⅱ)2022年11月29日23时08分,我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号F遥十五火箭,成功将神舟十五号载人飞船发射升空,是空间站建造阶段最后一次载人飞行任务。
(3)火箭发射时可以用肼(,液态)作燃料,作氧化剂,二者反应生成和水蒸气。已知:①  kJ/mol②  kJ/mol请写出反应的热化学方程式_______。③  进行大小比较:_______(填“>”、“<”或“=”)。
(4)二甲醚()是一种新型能源,被誉为“21世纪的清洁燃料”。用CO和合成二甲醚的反应为:   kJ/mol。
①改变下列“量”,一定会引起发生变化的是_______ (填代号)。
a.化学计量数    b.反应物浓度    c.催化剂
②采用新型催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金)制备二甲醚。催化剂中对合成二甲醚的影响情况如下图所示。当时,二甲醚的选择性(选择性)为85.8%,此时二甲醚的产率为_______。(保留3位有效数字)

(5)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:

反应Ⅰ:   kJ·mol
反应III:   kJ·mol
在反应Ⅱ中,若标准状况下有33.6 L气体与水蒸气完全反应生成液态硫酸和固态硫单质,则放出的热量为______kJ。
2024-05-03更新 | 83次组卷 | 1卷引用:湖北省武汉市第三中学2023-2024学年高一下学期3月月考化学试卷

7 . 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)_____(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
(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_____(填“增大”或“减小”)体系中氮气分压。但在实际生产中并非如此,其原因可能是_____
(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_____(填标号)。
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_____(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
8 . 氙及其化合物在工业生产中有重要用途。
(1)1962年,化学家巴特利特合成了氙的第一个化合物,其在熔化时电离出。Xe和混合制得的反应可以表示如下:

已知:①在标准状态下将1mol离子型晶体(如NaCl)拆散为1mol气态阳离子()和1mol气态阴离子()所需要的能量叫做晶格能,的晶格能为
②Xe的第一电离能为
   
根据以上信息,计算反应   ___________
(2)不久,在三个不同实验室里又分别合成了三种简单化合物。其中一种化合物的晶体属四方晶系,晶胞参数如图所示,晶胞棱边夹角均为90°,表示阿伏伽德罗常数的值。则该化合物的化学式为___________,中心原子的价层电子对数为___________,晶体密度为___________

(3)一定条件下,向恒容密闭容器中充入Xe和混合气体,反应体系中存在的平衡及相应部分数据如下表所示。
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。
标准压强平衡常数
反应平衡
反应I:   360
反应II:   

反应III:   
___________0(填“>”或“<”)。为提高平衡混合物中的含量,应___________投料比(填“增大”或“减小”)。
②673K时充入23.77molXe和,达平衡时容器内总压强,各产物的物质的量如下表所示:
化学式
物质的量/mol3.6019.800.36
平衡转化率___________(保留三位有效数字),___________
9 . 丙烯是有机化工中的重要原料,可用丙烷直接脱氢工艺和丙烷氧化脱氢工艺制备,其主反应和有关物质的燃烧热数据如下。
Ⅰ.丙烷直接脱氢工艺:
Ⅱ.丙烷氧化脱氢工艺:

物质

燃烧热

-2219.9

-2058.0

-285.8

回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的_____,其自发进行的条件是_______。丙烷在不同温度下按照一定流速通过铬催化剂反应相同时间,所得混合物中部分物质的体积分数如下表所示,实际控制温度为580℃,原因是_________________


510℃

550℃

580℃

620℃

丙烷(%)

64.82

57.87

37.76

31.91

丙烯(%)

12.33

15.85

22.72

23.13

乙烯(%)

0.12

0.19

0.20

0.71

甲烷(%)

1.50

2.78

4.03

7.31

氢气(%)

20.47

18.99

25.45

31.14


(2)①反应Ⅱ属于自由基反应,其反应历程如下,写出第iv步的反应方程式。
i)
ii)
iii)
iv)______
(3)将置于某恒温(高于100℃)、恒压(p)的密闭容器中进行反应Ⅱ时,发生了副反应Ⅲ:。达平衡时的体积分数,则的选择性为________的选择性,计算结果保留3位有效数字),反应Ⅲ的_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数)。
(4)使用惰性电极电解的酸性溶液制丙烯,其装置如下图所示。

①若以铅酸蓄电池作为直流电源,其工作时负极质量_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
②X电极的电极反应式为__________
10 . 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T1S2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(NH3)=v(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。
2024-04-07更新 | 79次组卷 | 1卷引用:湖北省武汉市武钢三中2023-2024学年高二下学期3月月考化学试题
共计 平均难度:一般