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1 . 由与制备甲醇是当今研究的热点之一,也是我国科学家2021年发布的由人工合成淀粉(节选途径见下图)中的重要反应之一,
已知:
反应②:
反应③:
(1)反应①的热化学方程式为___________ ;若过程Ⅱ中O得到4mol电子,则理论上可生成___________ molHCHO。
(2)反应①在有、无催化剂条件下的反应历程如下图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注,TS为过渡态。
该反应历程中决速步骤的化学方程式为,催化剂使该步骤的活化能降低___________ eV。
(3)某研究小组采用上述催化剂,向密闭容器中通入3mol和1mol,只发生反应①和反应②,在不同条件下达到平衡,在T=300℃下甲醇的体积分数(CHOH)随压强p的变化、在p-600kPa下 (CHOH)随温度T的变化,如下图所示。
①X点对应的温度和压强为___________ ℃,___________ kPa。
②M点的分压为___________ kPa,此时容器中为,CO为,反应的压强平衡常数___________ (压强平衡常数K是以分压代替浓度表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
已知:
反应②:
反应③:
(1)反应①的热化学方程式为
(2)反应①在有、无催化剂条件下的反应历程如下图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注,TS为过渡态。
该反应历程中决速步骤的化学方程式为,催化剂使该步骤的活化能降低
(3)某研究小组采用上述催化剂,向密闭容器中通入3mol和1mol,只发生反应①和反应②,在不同条件下达到平衡,在T=300℃下甲醇的体积分数(CHOH)随压强p的变化、在p-600kPa下 (CHOH)随温度T的变化,如下图所示。
①X点对应的温度和压强为
②M点的分压为
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解题方法
2 . 是石油化工行业产生的污染性气体,工业上采取多种方式进行处理。
(1)常温下可用空气直接氧化脱除:;已知、S的燃烧焓分别为akJ/mol、bkJ/mol,则___________ 。
(2)电化学溶解-沉淀法回收利用的工艺原理如图所示:
已知:Zn能与强碱溶液反应产生;在强碱溶液中以形式存在。
①锌棒连接直流电源的___________ (填“正极”或“负极”)。
②“反应器”中反应的离子方程式为___________ 。
③“电解槽”中没接通电源时已经有产生,用化学用语解释原因___________ ;
(3)间接电解法脱硫过程的装置图如图所示:
①溶液X的主要溶质是___________ 。
②简述在电解反应器中溶液再生的原理:___________ 。
③不考虑其他副反应,理论上5mol反应能生成___________ 。
(1)常温下可用空气直接氧化脱除:;已知、S的燃烧焓分别为akJ/mol、bkJ/mol,则
(2)电化学溶解-沉淀法回收利用的工艺原理如图所示:
已知:Zn能与强碱溶液反应产生;在强碱溶液中以形式存在。
①锌棒连接直流电源的
②“反应器”中反应的离子方程式为
③“电解槽”中没接通电源时已经有产生,用化学用语解释原因
(3)间接电解法脱硫过程的装置图如图所示:
①溶液X的主要溶质是
②简述在电解反应器中溶液再生的原理:
③不考虑其他副反应,理论上5mol反应能生成
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解题方法
3 . 乙醇是一种重要的工业原料,被广泛应用于能源、化工、食品等领域,以下两种方法可实现乙醇的制备。
Ⅰ.工业上采用催化乙烯水合制乙醇,该反应过程中能量变化如图所示:
(1)反应物分子有效碰撞几率最大的步骤对应的基元反应为___________ 。
(2)制备的无水乙醇在25℃,101kPa下,完全燃烧时放出热量,其燃烧生成的用过量饱和石灰水吸收可得沉淀,则乙醇燃烧热的热化学方程式为___________ 。
Ⅱ.以合成气催化合成乙醇是近年来研究的热点,其中乙酸甲酯催化加氢是制取乙醇的关键步骤之一,包括以下主要反应:
①
②
(3)反应CH3CHO(g)+H2(g)CH3CH2OH(g)的___________ 。
(4)若在体积为2L的密闭容器中,控制流速为(已换算为标准状况),的转化率为80.0%,则的反应速率为___________ (保留三位有效数字),流速过大时乙酸甲酯的转化率下降,原因是___________ 。
(5)一定条件下在1L密闭容器内通入和发生反应①和②,测得不同温度下达平衡时转化率和乙醇的选择性如下图所示,260℃时反应①的平衡常数___________ ;温度高于240℃时,随温度升高乙醇的选择性降低的原因可能是___________ 。[]
Ⅰ.工业上采用催化乙烯水合制乙醇,该反应过程中能量变化如图所示:
(1)反应物分子有效碰撞几率最大的步骤对应的基元反应为
(2)制备的无水乙醇在25℃,101kPa下,完全燃烧时放出热量,其燃烧生成的用过量饱和石灰水吸收可得沉淀,则乙醇燃烧热的热化学方程式为
Ⅱ.以合成气催化合成乙醇是近年来研究的热点,其中乙酸甲酯催化加氢是制取乙醇的关键步骤之一,包括以下主要反应:
①
②
(3)反应CH3CHO(g)+H2(g)CH3CH2OH(g)的
(4)若在体积为2L的密闭容器中,控制流速为(已换算为标准状况),的转化率为80.0%,则的反应速率为
(5)一定条件下在1L密闭容器内通入和发生反应①和②,测得不同温度下达平衡时转化率和乙醇的选择性如下图所示,260℃时反应①的平衡常数
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2022·河南·二模
4 . 某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放,其反应热。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段,反应历程如图所示(TS表示过渡态),下列说法正确的是( )
A.三个基元反应中只有③是放热反应 |
B.该化学反应的速率主要由反应②决定 |
C.该过程的总反应为 |
D. |
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2023-10-12更新
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848次组卷
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16卷引用:化学-2022年高考考前押题密卷(福建卷)
(已下线)化学-2022年高考考前押题密卷(福建卷)福建省福州第三中学2022-2023学年高三第三次质量检测化学试题河南省平顶山市许昌市济源市2021-2022学年高三下学期3月第二次质量检测理科综合化学试题(已下线)秘籍08 反应历程探究与催化原理图象分析-备战2022年高考化学抢分秘籍(全国通用)湖南省吉首市第一中学2022届高三下学期4月模拟预测考试化学试题(已下线)专项10 化学反应与能量-备战2022年高考化学阶段性新题精选专项特训(全国卷)(4月期)(已下线)专题07化学反应中的能量变化及反应机理-三年(2020~2022)高考真题汇编(全国卷)(已下线)专题07化学反应中的能量变化及反应机理-五年(2018~2022)高考真题汇编(全国卷)(已下线)专题07化学反应中的能量变化及反应机理-2022年高考真题+模拟题汇编(全国卷)(已下线)专题07 化学反应中的能量变化及反应机理-三年(2020-2022)高考真题分项汇编(已下线)专题08 化学反应与能量-备战2023年高考化学母题题源解密(全国通用)河北省衡水中学2022-2023学年高三上学期四调考试化学试题湖南省邵阳市第一中学2023届高三第七次月考化学试题陕西省西安市西北工业大学附属中学2023-2024学年高二上学期第一次月考化学试题广东省广州市第一一三中学2023-2024学年高二上学期第一次阶段性考试化学试题(已下线)题型10 反应微观机理分析 速率方程及其应用-2024年高考化学二轮热点题型归纳与变式演练(新高考通用)
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解题方法
5 . 甲醇是重要的工业原料。
(1)已知CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ•mol-1。T℃下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入2molCO2(g)和6molH2(g),测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如图。
①T℃时,计算该反应的平衡常数为_______ (结果保留3位有效数字)。
②若保持温度和容器体积不变,13min时,向容器中充入1molCO2(g)和1molH2O(g),此时,该反应的v正_______ v逆(填“>”、“<”或=)。
③已知下列物质总键能(1mol物质所含化学键的键能之和)的数据如表,由此可计算表中a=_______ 。
(2)已知:(Ⅰ)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.0kJ•mol-1
(Ⅱ)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.1kJ•mol-1
(Ⅲ)2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H3
①△H3=_______ kJ/mol。
②在一定温度下,已知反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数分别为K1、K2、K3,则K3=________ (用K1、K2表示)。
(1)已知CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ•mol-1。T℃下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入2molCO2(g)和6molH2(g),测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如图。
①T℃时,计算该反应的平衡常数为
②若保持温度和容器体积不变,13min时,向容器中充入1molCO2(g)和1molH2O(g),此时,该反应的v正
③已知下列物质总键能(1mol物质所含化学键的键能之和)的数据如表,由此可计算表中a=
物质 | CO2 | H2 | CH3OH | H2O |
总键能/kJ•mol | 1620 | a | 2047 | 930 |
(Ⅱ)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.1kJ•mol-1
(Ⅲ)2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H3
①△H3=
②在一定温度下,已知反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数分别为K1、K2、K3,则K3=
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解题方法
6 . 填空。
(1)23gC2H6O(l)和一定量的氧气混合点燃,恰好完全反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出683.5kJ的热量。写出该反应的热化学方程式___________ 。
(2)白磷与氧气可发生如下反应:。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:、、、。
根据图中的分子结构和有关数据估算___________
(3)在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应
则___________ (用表示)
(4)合成氨反应过程中的能量变化如图所示。回答下列问题:
该反应的___________ (用表示,均>0)。反应达到平衡时,升高温度,N2的转化率___________ 。该反应过程___________ (填“a”或“b”)有催化剂参与。反应达到平衡时,加入催化剂,N2的转化率___________ 。
(1)23gC2H6O(l)和一定量的氧气混合点燃,恰好完全反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出683.5kJ的热量。写出该反应的热化学方程式
(2)白磷与氧气可发生如下反应:。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:、、、。
根据图中的分子结构和有关数据估算
(3)在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应
则
(4)合成氨反应过程中的能量变化如图所示。回答下列问题:
该反应的
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7 . 下图是飞船和空间站中利用Sabatier反应再生氧气的大体流程。
(1)已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ∆H=﹣483.6kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ∆H=﹣802.3kJ·mol-1
则Sabatier反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的∆H=___________ 。
(2)二氧化碳的富集装置如图所示。
①该富集法采用___________ 原理(填“原电池”或“电解池”)。当a极上消耗1molH2,并保持电解液溶质不变时,b极上除去的CO2在标准状况下的体积为___________ 。
②工作一段时间后,K2CO3溶液的pH___________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)一定条件下,进行上述Sabatier反应:
①在恒温恒压装置中,下列能说明反应达到平衡状态的是___________ 。
a.混合气体的密度不再改变 b.混合气体的总质量不再改变
c.混合气体平均摩尔质量不再改变 d.v正(CO2)=2v逆(H2O)
②在Sabatier反应器的前端维持较高温度800K,其目的是___________ 。
③在温度为T、压强为P0的条件下,按n(CO2)∶n(H2)=1∶4投料进行反应,平衡时CO2的转化率为50%,Kp=___________ (用P0表示)。已知Kp是以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数。
(4)在298K时,几种离子的摩尔电导率如下表。已知:摩尔电导率越大,溶液的导电性越好。空间站通过电解水实现O2的再生,从导电性角度选择最适宜的电解质为___________ (填化学式)。
(1)已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ∆H=﹣483.6kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ∆H=﹣802.3kJ·mol-1
则Sabatier反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的∆H=
(2)二氧化碳的富集装置如图所示。
①该富集法采用
②工作一段时间后,K2CO3溶液的pH
(3)一定条件下,进行上述Sabatier反应:
①在恒温恒压装置中,下列能说明反应达到平衡状态的是
a.混合气体的密度不再改变 b.混合气体的总质量不再改变
c.混合气体平均摩尔质量不再改变 d.v正(CO2)=2v逆(H2O)
②在Sabatier反应器的前端维持较高温度800K,其目的是
③在温度为T、压强为P0的条件下,按n(CO2)∶n(H2)=1∶4投料进行反应,平衡时CO2的转化率为50%,Kp=
(4)在298K时,几种离子的摩尔电导率如下表。已知:摩尔电导率越大,溶液的导电性越好。空间站通过电解水实现O2的再生,从导电性角度选择最适宜的电解质为
离子种类 | H+ | OH- | SO | Cl- | CO | K+ | Na+ |
摩尔电导率×104(S·m2·mol-1) | 349.82 | 198.0 | 79.8 | 76.34 | 72.0 | 73.52 | 50.11 |
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解题方法
8 . 甲醇是一种优质燃料,在工业上常用CO和H2合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
已知:①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH2
③CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K表达式___________ ,该反应的反应热ΔH4=__________ (用ΔH1、ΔH2、ΔH3)。
(2)若在绝热、恒容的密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H2,发生CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反应,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻为平衡状态的是___________ (填选项字母,单选)。
(3)T1℃时,在一个体积为5 L的恒容容器中充入1 mol CO、2 mol H2,经过5 min达到平衡,CO的转化率为0.8,则5 min内用H2表示的反应速率为v(H2)=___________ ,T1℃时,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K=___________ 。
(4)为了提高燃料的利用率可以将甲醇设计为燃料电池,写出KOH作电解质溶液时,甲醇燃料电池的负极反应式:___________ 。该电池负极与水库的铁闸相连时,可以保护铁闸不被腐蚀,这种电化学保护方法叫做___________ 。
(5)含有甲醇的废水随意排放会造成水污染,可用ClO2将其氧化为CO2,然后再加碱中和即可。写出处理甲醇酸性废水过程中,ClO2与甲醇反应的离子方程式:___________ 。
已知:①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH2
③CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K表达式
(2)若在绝热、恒容的密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H2,发生CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反应,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻为平衡状态的是
(3)T1℃时,在一个体积为5 L的恒容容器中充入1 mol CO、2 mol H2,经过5 min达到平衡,CO的转化率为0.8,则5 min内用H2表示的反应速率为v(H2)=
(4)为了提高燃料的利用率可以将甲醇设计为燃料电池,写出KOH作电解质溶液时,甲醇燃料电池的负极反应式:
(5)含有甲醇的废水随意排放会造成水污染,可用ClO2将其氧化为CO2,然后再加碱中和即可。写出处理甲醇酸性废水过程中,ClO2与甲醇反应的离子方程式:
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解题方法
9 . 已知下列反应:O2(g)+C(s)CO2(g) K1;2C(s)+O2(g)2CO(g) K2; 则反应2CO(g)+O2(g)2CO2(g)的平衡常数为
A. | B.2K1-K2 | C.K12×K2 | D.2K1+K2 |
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2023-10-05更新
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298次组卷
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17卷引用:福建省长汀县第一中学2022-2023学年高二上学期第一次月考化学试题
福建省长汀县第一中学2022-2023学年高二上学期第一次月考化学试题福建省永春华侨中学2022-2023学年高二上学期期中考试化学试题福建省龙岩市六县一中2021-2022学年高二上学期期中联考化学试题福建省武平县第一中学2021-2022学年高二上学期期中考试化学试题云南省昆明市第一中学2021-2022学年高二下学期期中考试化学试题云南省保山市高(完)中C、D类学校2022-2023学年高二上学期10月份联考化学试题重庆市2021-2022学年高二上学期期中考试化学试题贵州省黔西南州2021~2022学年高二上学期期中考试化学试题辽宁省葫芦岛市协作校2021-2022学年高二上学期第二次考试化学试题浙江省金华市江南中学2021-2022学年高二上学期期中考试化学试题四川省邻水实验学校2021-2022学年高二上学期期中考试化学试题陕西省渭南市尚德中学2021-2022学年高二上学期第二次质量检测化学试题广东省深圳市龙华中学2021-2022学年高二上学期第二次考试化学试题四川省南充高级中学2023-2024学年高二上学期10月月考化学试题云南省昆明市第一中学2023-2024学年高二上学期期中化学试题陕西省延安市延川县中学2023-2024学年高二上学期第一次月考化学试题云南省文山州广南县第十中学校2023-2024学年高二上学期10月月考化学试题
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10 . 二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为-种新型能源。有合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:
甲醇合成反应:
(i)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-90.1kJ/mol
(ii)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol
水煤气变换反应:
(iii)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H3
二甲醚合成反应:
(iv)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=-24.5kJ/mol
回答下列问题:
(1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备高纯度Al2O3时,向Na[Al(OH)4]中通入过量的CO2,反应的化学方程式为________ 。
(2)水煤气变换反应的△H3=_________ 。
(3)分析二甲醚合成反应(iv)对于CO转化率的影响_________ 。
(4)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式_________ 。
(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.9kW•h•kg-1)。若电解质为酸性,一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生_______ 个电子的电量:该电池的理论输出电压为1.20V,能量密度E=_______ (列式计算,计算结果保留小数点后1位。能量密度=电池输出电能/燃料质量,1kW•h=3.6×106J)。
甲醇合成反应:
(i)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-90.1kJ/mol
(ii)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol
水煤气变换反应:
(iii)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H3
二甲醚合成反应:
(iv)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=-24.5kJ/mol
回答下列问题:
(1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备高纯度Al2O3时,向Na[Al(OH)4]中通入过量的CO2,反应的化学方程式为
(2)水煤气变换反应的△H3=
(3)分析二甲醚合成反应(iv)对于CO转化率的影响
(4)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式
(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.9kW•h•kg-1)。若电解质为酸性,一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生
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