23-24高三上·上海浦东新·阶段练习
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解题方法
1 . 化石燃料的合理开发利用。2023年3月,科研成果“温和压力条件下实现乙二醇合成”入选2022年度中国科学十大进展,该成果有望促进煤化工的绿色发展,降低我国乙二醇产业对石油的依赖。
(1)在实际工业生产中,乙二醇可通过环氧乙烷与水直接化合的方法合成,其合成路线如图所示,下列说法正确的是___________ 。
(2)乙二醛是一种重要的精细化工产品,主要用于纺织工业,做纤维处理剂能增加棉花、尼龙等纤维的纺缩和防皱性,可利用乙二醇气相氧化法进行工业制备。
已知: kJ/mol,
kJ/mol,
则乙二醇气相氧化反应的___________ ;相同温度下,该反应的化学平衡常数___________ (用含、的代数式表示)。
(3)对于上述乙二醇气相氧化反应,当原料气中氧醇比为1.35时,乙二醛和副产物的产率与反应温度的关系如下图所示,反应温度在450~495℃之间和超过495℃时,乙二醛产率降低的主要原因分别是___________ 、___________ 。
(4)在恒温恒容下,如果从反应物出发建立平衡,一定能说明乙二醇气相氧化反应达到平衡状态的是___________(填选项字母)。
(5)合成环已酮缩乙二醇的原理为 +HOCH2CH2OH+H2O,在反应体系中加入适量苯,利用如图装置(加热及夹持装置省略)制备环已酮缩乙二醇,下列说法正确的是___________ 。
(1)在实际工业生产中,乙二醇可通过环氧乙烷与水直接化合的方法合成,其合成路线如图所示,下列说法正确的是
A.乙二醇可用于生产汽车防冻液 | B.的结构简式为 |
C.乙二醇和甘油互为同系物 | D.上述合成路线的设计不符合“绿色化学”理念 |
已知: kJ/mol,
kJ/mol,
则乙二醇气相氧化反应的
(3)对于上述乙二醇气相氧化反应,当原料气中氧醇比为1.35时,乙二醛和副产物的产率与反应温度的关系如下图所示,反应温度在450~495℃之间和超过495℃时,乙二醛产率降低的主要原因分别是
(4)在恒温恒容下,如果从反应物出发建立平衡,一定能说明乙二醇气相氧化反应达到平衡状态的是___________(填选项字母)。
A.体系压强不再变化 | B.氧醇比保持不变 |
C.混合气体的密度保持不变 | D.气体平均相对分子质量保持不变 |
A.a是冷却水的进水口 |
B.苯可将反应产生的水及时带出,也可用替代苯 |
C.当苯即将回流至烧瓶中时,应将分水器中的水和苯放出 |
D.利用分水器分离出水,可提高环已酮缩乙二醇的产率 |
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2 . 随着时代的进步,人类对能源的需求量与日俱增,我国全球首套焦炉气化学合成法生产无水乙醇的工业示范项目打通全流程实现,项目投产成功。
(1)3CO(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=_______ (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。
已知:i.2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH1
ii.CH3OCH3(g)+CO(g)CH3COOCH3(g) ΔH2
iii.CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g) ΔH3
在恒温恒容密闭容器中充入3molCO(g)和7molH2(g)仅发生反应3CO(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g),下列叙述正确的是_______ (填标号)。
A.混合气体总压强不随时间变化时,反应达到平衡状态
B.反应达到平衡时,CH3CH2OH体积分数可能为25%
C.反应达到平衡后,再充入少量CO,CO的平衡转化率增大
D.反应达到平衡后,再加入高效催化剂,乙醇产率保持不变
(2)醋酸酯加氢制乙醇是一个乙酰基产物制备乙醇的路线。
①醋酸酯加氢的催化效能如表所示:
上述实验中,催化效能最好的为实验_______ (填序号),与之对比,实验3中,醋酸酯平衡转化率较低的主要原因可能是________ (从表中所给条件的角度分析)。
②醋酸甲酯加氢历程一般认为可分为如下步骤(*代表催化剂位点,已知:CH3CO*+H·→CH3CHO):
a.CH3COOCH3→CH3CO·+CH3O·
b.CH3CO·+*→CH3CO*(慢)
c.CH3O·+*→CH3O*(快)
d.CH3CO*+3H·→CH3CH2OH
e.CH3O*+H·→CH3OH
……
其中,在b和c的步骤中,活化能较小的是_______ (填标号,下同),控制总反应速率的步骤是_______ ,分析上述步骤,副产物除CH3OH外,还可能有_______ (写一种即可)。
(3)甲醇也是新能源的重要组成部分。
以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下:
iv.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH4<0
v.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH5>0
vi.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH6<0
在不同压强下、按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3进行投料,在容器中发生上述3个反应,平衡时,CO和CH3OH在含碳产物(即CH3OH和CO)中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图,压强p1、p2、p3由大到小的顺序为_______ ,曲线_______ (填“m”或“n”)代表CH3OH在含碳产物中物质的量分数,在T1℃下,压强为p3时,反应v的浓度平衡常数Kc=_______ (填含α的表达式)。
(1)3CO(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=
已知:i.2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH1
ii.CH3OCH3(g)+CO(g)CH3COOCH3(g) ΔH2
iii.CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g) ΔH3
在恒温恒容密闭容器中充入3molCO(g)和7molH2(g)仅发生反应3CO(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g),下列叙述正确的是
A.混合气体总压强不随时间变化时,反应达到平衡状态
B.反应达到平衡时,CH3CH2OH体积分数可能为25%
C.反应达到平衡后,再充入少量CO,CO的平衡转化率增大
D.反应达到平衡后,再加入高效催化剂,乙醇产率保持不变
(2)醋酸酯加氢制乙醇是一个乙酰基产物制备乙醇的路线。
①醋酸酯加氢的催化效能如表所示:
实验组 | 催化剂 | 原料 | 反应条件 | 反应性能 | ||
温度/°C | 压力/MPa | 转化率/% | 选择性/% | |||
1 | Cu/SiO2 | 醋酸甲酯 | 190 | 28 | 96.1 | 99.0 |
2 | Cu-Cr | 醋酸乙酯 | 250 | 2.8 | 接近完全 | 93.8 |
3 | Cu/ZnO | 醋酸乙酯 | 185 | 1 | 56 | 99.0 |
4 | Cu/SiO2 | 醋酸乙酯 | 280 | 4.0 | 94.6 | 96.6 |
②醋酸甲酯加氢历程一般认为可分为如下步骤(*代表催化剂位点,已知:CH3CO*+H·→CH3CHO):
a.CH3COOCH3→CH3CO·+CH3O·
b.CH3CO·+*→CH3CO*(慢)
c.CH3O·+*→CH3O*(快)
d.CH3CO*+3H·→CH3CH2OH
e.CH3O*+H·→CH3OH
……
其中,在b和c的步骤中,活化能较小的是
(3)甲醇也是新能源的重要组成部分。
以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下:
iv.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH4<0
v.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH5>0
vi.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH6<0
在不同压强下、按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3进行投料,在容器中发生上述3个反应,平衡时,CO和CH3OH在含碳产物(即CH3OH和CO)中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图,压强p1、p2、p3由大到小的顺序为
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2023-03-13更新
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614次组卷
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4卷引用:河南省焦作市普通高中2023届高三下学期第二次模拟考试理科综合化学试题
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解题方法
3 . 近年碳中和理念成为热门,通过“CO2→合成气→高附加值产品”的工艺路线,可有效实现CO2的资源化利用。请回答下列问题:
(1)CO2加氢制合成气(CO、H2)时发生下列反应:
已知:①CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ∆H1=+206.2kJ∙mol-1
②CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ∆H=-165.0kJ∙mol-1
则CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) ∆H=___________ kJ/mol
(2)CO2经催化加氢可合成烯烃:2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g) ∆H。在0.1MPa时,按n(CO2):n(H2)=1:3投料,如图所示为不同温度(T)下,平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系。
①在一个恒温恒容的密闭容器中,该可逆反应达到平衡的标志是___________ (填字母)。
A.容器内各物质的浓度不随时间变化
B.2v正(CO2)=3v逆(H2)
C.容器内压强不随时间变化
D.混合气体的密度不再改变
②该反应的___________ 0(填“>”或“<”),理由是___________ 。
③曲线c表示的物质为___________ (用化学式表示)。
④为提高H2的转化率,可以采取什么措施___________ (至少写出2种)。
(3)由CO2与H2反应合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ∆H。某温度下将1molCO2和3molH2充入体积不变的2L密闭容器中,初始总压为8MPa,发生上述反应,测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如表:
该条件下的分压平衡常数Kp___________ (MPa)-2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(1)CO2加氢制合成气(CO、H2)时发生下列反应:
已知:①CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ∆H1=+206.2kJ∙mol-1
②CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ∆H=-165.0kJ∙mol-1
则CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) ∆H=
(2)CO2经催化加氢可合成烯烃:2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g) ∆H。在0.1MPa时,按n(CO2):n(H2)=1:3投料,如图所示为不同温度(T)下,平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系。
①在一个恒温恒容的密闭容器中,该可逆反应达到平衡的标志是
A.容器内各物质的浓度不随时间变化
B.2v正(CO2)=3v逆(H2)
C.容器内压强不随时间变化
D.混合气体的密度不再改变
②该反应的
③曲线c表示的物质为
④为提高H2的转化率,可以采取什么措施
(3)由CO2与H2反应合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ∆H。某温度下将1molCO2和3molH2充入体积不变的2L密闭容器中,初始总压为8MPa,发生上述反应,测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如表:
时间/h | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
0.92 | 0.85 | 0.79 | 0.75 | 0.75 |
该条件下的分压平衡常数Kp
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解题方法
4 . 中国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成,相关成果北京时间9月24日由国际知名学术期刊《科学》在线发表,因此的捕集及其资源化利用成为科学家研究的重要课题。
Ⅰ.二氧化碳合成“合成气”
(1)捕获的高浓度能与制备合成气,该过程主要涉及以下反应:
①
②
③
④
根据盖斯定律,反应①的___________ (写出代数式即可)。
Ⅱ.二氧化碳合成低碳烯烃
(2)用可再生能源电还原时,采用高浓度的抑制酸性电解液中的析氢反应来提高乙烯的生成率,装置如图所示。阴极发生的反应为:_______ ;每转移电子,阳极生成___________ 气体(标准状况)(3)以为原料合成涉及的主要反应如下:
A.(主反应)
B.(副反应)
其中,反应的反应历程可分为如下两步:
a.(反应速率较快)
b.(反应速率较慢)
密闭容器中充入和合成,发生主反应,温度对催化剂性能的影响如图所示,工业生产综合各方面的因素,反应选择的原因是_______ 。Ⅲ.二氧化碳合成甲醇
主反应:
副反应:
某一刚性容器中充入和,在催化剂存在条件下进行反应,测得温度与平衡转化率、产物选择性的关系如图所示。已知:选择性。(4)平衡时,生成的的物质的量是___________ 。
Ⅳ.新型二氧化碳固定法
(5)某课题组设计一种新型的固定方法,如图所示。若原料用,则产物为___________ 。
Ⅰ.二氧化碳合成“合成气”
(1)捕获的高浓度能与制备合成气,该过程主要涉及以下反应:
①
②
③
④
根据盖斯定律,反应①的
Ⅱ.二氧化碳合成低碳烯烃
(2)用可再生能源电还原时,采用高浓度的抑制酸性电解液中的析氢反应来提高乙烯的生成率,装置如图所示。阴极发生的反应为:
A.(主反应)
B.(副反应)
其中,反应的反应历程可分为如下两步:
a.(反应速率较快)
b.(反应速率较慢)
密闭容器中充入和合成,发生主反应,温度对催化剂性能的影响如图所示,工业生产综合各方面的因素,反应选择的原因是
主反应:
副反应:
某一刚性容器中充入和,在催化剂存在条件下进行反应,测得温度与平衡转化率、产物选择性的关系如图所示。已知:选择性。(4)平衡时,生成的的物质的量是
Ⅳ.新型二氧化碳固定法
(5)某课题组设计一种新型的固定方法,如图所示。若原料用,则产物为
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解题方法
5 . 2021年9月24日,一篇重磅研究论文登上了国际顶级学术期刊《科学》,中国科学院带领团队,采用一种类似“搭积木”的方式,从头设计、构建了11步反应的非自然固碳与淀粉合成途径,在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。降低大气中CO2含量是当今世界重要科研课题之一,以CO2为原料制备甲烷、甲醇、甲酸等能源物质具有较好的发展前景。问答下列问题:
(1)下列关于淀粉说法正确的是_______ 。
a.淀粉和纤维素都是多糖,其分子式相同 b.淀粉、油脂、蛋白质都是高分子化合物
c.淀粉的特征检验可以用碘化钾溶液 d.淀粉可用于制备葡萄糖、食醋、酿酒
(2)采用“CO2催化加氢制甲醇”方法将其资源化利用。该体系中涉及以下两个反应:
I.CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)
II.CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g)
恒容条件下,当体系的压强不再变化时,_______ (填“可以”或者“不可以”)说明反应I和II都到达了化学平衡状态。
(3)CO2在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:CO2(g)+4H2(g)→CH4(g)+2H2O(g) ΔH1 K1
副反应:CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g) ΔH2 K2
①已知2H2(g)+O2(g)→2H2O(g) ΔH3 K3
CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(g) ΔH4 K4
K1=_______ (可以用K2,K3,K4表示)
②用物质的量分数表示的平衡常数记为Kx,已知一定温度下,向起始压强为P的2L恒容密闭容器中充入2 mol CO2和8mol H2,10 min时主、副反应都达到平衡状态,测得c(H2O)=1.25 mol·L-1,总压变为原来的4/5,则0~10min内v(CH4)=_______ mol·L-1min-1,平衡时CH4选择性=_______ 。(已知CH4的选择性=n(CH4)/[n(CO)+n(CH4)]×100%),主反应的Kx=_______ (列出计算式即可,不必化简)
(4)我国科学家已经成功地利用二氧化碳催化氢化获得甲酸,利用化合物1催化氢化二氧化碳的反应过程如图甲所示,其中化合物2与H2O反应变成化合物3与HCOO-的反应历程如图乙所示,其中TS表示过渡态,I表示中间体。回答下列问题:
①化合物1到化合物2的过程中存在碳氧键的断裂和_______ (填“碳氢键”或“碳氧键”)的形成。
②从平衡移动的角度看,_______ (填“升高”或“降低”)温度可促进化合物2与H2O反应变成化合物3与HCOO-。
③该历程中最大能垒(活化能)E正=_______ kcal/mol。
(1)下列关于淀粉说法正确的是
a.淀粉和纤维素都是多糖,其分子式相同 b.淀粉、油脂、蛋白质都是高分子化合物
c.淀粉的特征检验可以用碘化钾溶液 d.淀粉可用于制备葡萄糖、食醋、酿酒
(2)采用“CO2催化加氢制甲醇”方法将其资源化利用。该体系中涉及以下两个反应:
I.CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g)
II.CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g)
恒容条件下,当体系的压强不再变化时,
(3)CO2在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:CO2(g)+4H2(g)→CH4(g)+2H2O(g) ΔH1 K1
副反应:CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g) ΔH2 K2
①已知2H2(g)+O2(g)→2H2O(g) ΔH3 K3
CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(g) ΔH4 K4
K1=
②用物质的量分数表示的平衡常数记为Kx,已知一定温度下,向起始压强为P的2L恒容密闭容器中充入2 mol CO2和8mol H2,10 min时主、副反应都达到平衡状态,测得c(H2O)=1.25 mol·L-1,总压变为原来的4/5,则0~10min内v(CH4)=
(4)我国科学家已经成功地利用二氧化碳催化氢化获得甲酸,利用化合物1催化氢化二氧化碳的反应过程如图甲所示,其中化合物2与H2O反应变成化合物3与HCOO-的反应历程如图乙所示,其中TS表示过渡态,I表示中间体。回答下列问题:
①化合物1到化合物2的过程中存在碳氧键的断裂和
②从平衡移动的角度看,
③该历程中最大能垒(活化能)E正=
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6 . 从衣食住行到探索浩瀚宇宙,都有氮及其化合物的参与,但同时有毒含氮化合物的排放,也对环境产生污染。如何实现环境保护与资源利用的和谐统一,已成为我们的重要研究课题。
(1)工业上利用和可以合成,又可以进一步制备火箭燃料肼()。
①
②
③
写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式:___________ 。
(2)的水溶液呈弱碱性,室温下其电离常数,则0.01的水溶液pH等于___________ (忽略的二级电离和的电离,)。
(3)利用测压法在刚性密闭容器中研究T℃时的分解反应,现将一定量的NO充入该密闭容器中,测得体系的总压强随时间的变化如下表所示:
①0~20min内,___________ 。
②T℃时反应的平衡常数___________ (为以物质的量分数表示的平衡常数)。
(4)将等物质的量的NO和CO分别充入盛有催化剂①和②的体积相同的刚性容器,进行反应 ,经过相同时间测得NO的转化率如图所示,图中cd段转化率下降的可能原因是(答2条)①___________ ,②___________ 。
(5)工业上常采用的耦合技术指的是在一套设备中同时进行多单元生成操作,从而使流程和设备简化,反应能耗降低,获得更大产品收率。我国科学家设计了与氯碱耦合电解池装置如图(图中物质只表示电极上的反应):
①该装置中的离子交换膜为___________ (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
②该电解池发生的总反应的化学方程式为___________ 。
(1)工业上利用和可以合成,又可以进一步制备火箭燃料肼()。
①
②
③
写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式:
(2)的水溶液呈弱碱性,室温下其电离常数,则0.01的水溶液pH等于
(3)利用测压法在刚性密闭容器中研究T℃时的分解反应,现将一定量的NO充入该密闭容器中,测得体系的总压强随时间的变化如下表所示:
反应时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
压强/MPa | 15.00 | 14.02 | 13.20 | 12.50 | 12.50 |
②T℃时反应的平衡常数
(4)将等物质的量的NO和CO分别充入盛有催化剂①和②的体积相同的刚性容器,进行反应 ,经过相同时间测得NO的转化率如图所示,图中cd段转化率下降的可能原因是(答2条)①
(5)工业上常采用的耦合技术指的是在一套设备中同时进行多单元生成操作,从而使流程和设备简化,反应能耗降低,获得更大产品收率。我国科学家设计了与氯碱耦合电解池装置如图(图中物质只表示电极上的反应):
①该装置中的离子交换膜为
②该电解池发生的总反应的化学方程式为
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7 . 2023年1月,重庆市经济和信息化委员会、重庆市发展和改革委员会、重庆市生态环境局联合印发了《重庆市工业领域碳达峰实施方案》,提出了21项重点工作举措,为实现碳达峰奠定了坚实基础。由制备甲醇、甲醛、甲酸等,实现的资源化利用已成为重要课题。回答下列问题:
(1)常温常压下,甲醛为气态,而甲酸为液态,其原因是___________ 。
(2)科研团队通过多种途径实现了合成甲醛,总反应为
已知:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
反应Ⅳ:
①___________ 。
②向一恒温恒容容器中充入和只发生反应Ⅰ,若起始时容器内压强为1.2kPa,反应经3min达到平衡,平衡时的分压为0.24kPa,则这段时间内的平均反应速率___________ kPa/min。平衡后,再向容器内通入和,使二者分压均增大0.05kPa,的转化率将___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
③若在某恒温恒容容器中充入和只发生反应Ⅱ,下列说法正确的是___________ (填序号)。
A.反应Ⅱ在高温下可以自发进行
B.若混合气体的平均密度不再改变,说明反应Ⅱ已经达到平衡
C.反应任意时刻均存在
D.增大浓度,的平衡物质的量分数一定增大
(3)我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂s-SnLi用于制备甲酸。在不使用催化剂和使用s-SnLi催化剂两种反应路径下由制备甲酸,各反应物、中间体、产物(其中CO为副产物)的相对能量如图甲所示,据图分析,便用s-SnLi化剂除了能加快制备甲酸反应的速率,还具有的作用是___________ 。
(4)基于催化剂s-SnLi的电催化制备甲酸盐同时释放电能的装置如图乙所示,该电池放电时,正极的电极方程式为___________ 。若电池工作tmin,维持电流强度为IA,理论上消耗的质量为___________ (已知1mol电子所带电荷量为FC,用含I、t、F的代数式表示)。
(1)常温常压下,甲醛为气态,而甲酸为液态,其原因是
(2)科研团队通过多种途径实现了合成甲醛,总反应为
已知:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
反应Ⅳ:
①
②向一恒温恒容容器中充入和只发生反应Ⅰ,若起始时容器内压强为1.2kPa,反应经3min达到平衡,平衡时的分压为0.24kPa,则这段时间内的平均反应速率
③若在某恒温恒容容器中充入和只发生反应Ⅱ,下列说法正确的是
A.反应Ⅱ在高温下可以自发进行
B.若混合气体的平均密度不再改变,说明反应Ⅱ已经达到平衡
C.反应任意时刻均存在
D.增大浓度,的平衡物质的量分数一定增大
(3)我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂s-SnLi用于制备甲酸。在不使用催化剂和使用s-SnLi催化剂两种反应路径下由制备甲酸,各反应物、中间体、产物(其中CO为副产物)的相对能量如图甲所示,据图分析,便用s-SnLi化剂除了能加快制备甲酸反应的速率,还具有的作用是
(4)基于催化剂s-SnLi的电催化制备甲酸盐同时释放电能的装置如图乙所示,该电池放电时,正极的电极方程式为
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168次组卷
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2卷引用:重庆市第八中学校2023届高三下学期适应性月考(八)化学试题
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8 . 氢能是一种很有前景的新能源,位于成都市郫都区的油氢合建站为成都大运会氢燃料电池汽车零排放、零污染、绿色低碳的办赛理念提供了能源保障。CH4-CO2催化重整是目前制取氢气的同时减缓温室效应的重要方法。
已知:CH4-CO2催化重整的反应阶段如下:
Ⅰ:CH4(g)C(s)+2H2(g) △H1 K1
Ⅱ:CO2(g)+C(s)2CO(g) △H2 K2
回答下列问题:
(1)CH4、CO2催化重整生成CO、H2的热化学方程式为________ (反应热用△H1、△H2表示),该反应的平衡常数K=________ (用K1、K2表示)。
(2)在恒温恒压下,向甲、乙两个密闭容器中均通入10molCH4和10molCO2进行催化重整,并分别加入两种不同催化剂ⅰ和ⅱ,测得相同时间内CO的平衡百分含量随温度的变化关系如图所示。
①由图可知,△H_______ 0(填“>”或“<”)。催化剂_______ (填“ⅰ”或“ⅱ”)效果更好。
②能够说明CH4-CO2催化重整生成CO、H2达到化学平衡状态的是_______ (填标号)。
A.容器内气体密度保持不变
B.化学平衡常数保持不变
C.CO2的体积分数保持不变
D.相同时间内,断裂4molC-H的同时生成2molH-H键
(3)利用工业废气中的CO2合成甲醇,选用氢气或水作为氢源,可能设计出以下两个反应:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
Ⅱ.CO2(g)+2H2O(g)CH3OH(g)+O2(g)
上述两个化学反应的焓变和熵变如表所示(假设反应的焓变和熵变不随温度的改变而改变):
你认为反应_______ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)更适宜甲替的工业生产,理由是_______ 。
(4)实验室在模拟CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)制取甲醇的过程中,将气体体积比为1:1的CO2和H2混合气体按相同流速通过反应器,CO2的转化率[α(CO2)]随温度和压强的变化关系如图所示(已知:该反应的催化剂活性受温度影响变化不大。):
①p1_______ p2(填“>”“<”或“=”)。
②分析236℃后曲线变化的原因:________ 。
已知:CH4-CO2催化重整的反应阶段如下:
Ⅰ:CH4(g)C(s)+2H2(g) △H1 K1
Ⅱ:CO2(g)+C(s)2CO(g) △H2 K2
回答下列问题:
(1)CH4、CO2催化重整生成CO、H2的热化学方程式为
(2)在恒温恒压下,向甲、乙两个密闭容器中均通入10molCH4和10molCO2进行催化重整,并分别加入两种不同催化剂ⅰ和ⅱ,测得相同时间内CO的平衡百分含量随温度的变化关系如图所示。
①由图可知,△H
②能够说明CH4-CO2催化重整生成CO、H2达到化学平衡状态的是
A.容器内气体密度保持不变
B.化学平衡常数保持不变
C.CO2的体积分数保持不变
D.相同时间内,断裂4molC-H的同时生成2molH-H键
(3)利用工业废气中的CO2合成甲醇,选用氢气或水作为氢源,可能设计出以下两个反应:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
Ⅱ.CO2(g)+2H2O(g)CH3OH(g)+O2(g)
上述两个化学反应的焓变和熵变如表所示(假设反应的焓变和熵变不随温度的改变而改变):
反应 | △H/(kJ•mol-1) | △S/(J•mol-1•K-1) |
Ⅰ | -48.97 | -177.16 |
Ⅱ | +676.48 | -43.87 |
(4)实验室在模拟CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)制取甲醇的过程中,将气体体积比为1:1的CO2和H2混合气体按相同流速通过反应器,CO2的转化率[α(CO2)]随温度和压强的变化关系如图所示(已知:该反应的催化剂活性受温度影响变化不大。):
①p1
②分析236℃后曲线变化的原因:
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2023-11-03更新
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275次组卷
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3卷引用:四川省成都市彭州市2023-2024学年高二上学期期中考试化学试题
名校
9 . “碳中和”有利于全球气候改善,转化和吸收的研究成为迫切的任务。
(1)某研究所研究了催化加合成低碳烯烃的反应。
已知Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
在催化剂的作用下和发生反应Ⅳ:_______ 。
(2)利用反应Ⅳ转化有利于全球气候改善。一定条件下进行该反应不考虑副反应,在不同温度、压强和相同催化剂条件下,按照投料只发生反应Ⅳ,测的平衡转化率与温度、压强变化关系如图所示。
、和由大到小的顺序是________ ,其原因是___________ 。若要提高的平衡转化率,除改变温度、压强外,还可采取的措施为________ 。
(3)理论计算表明,反应Ⅳ在原料初始组成,体系压强为0.1MPa,反应达到平衡时,四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。
①图中,表示a曲线变化的物质是________ 。
②经反应一段时间后,图中交点时,该反应的平衡常数_______ (列出计算式)。
③图中交点A、B、C对应、、由大到小关系为_______ 。
(4)催化电解吸收的KOH溶液可将转化为有机物。在相同条件下,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率()随电解电压的变化如图所示。
其中,,n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数。
①当电解电压为时,阴极由生成的电极反应式为________ 。
②当电解电压为时,电解生成的和的物质的量之比为_______ 。
(1)某研究所研究了催化加合成低碳烯烃的反应。
已知Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
在催化剂的作用下和发生反应Ⅳ:
(2)利用反应Ⅳ转化有利于全球气候改善。一定条件下进行该反应不考虑副反应,在不同温度、压强和相同催化剂条件下,按照投料只发生反应Ⅳ,测的平衡转化率与温度、压强变化关系如图所示。
、和由大到小的顺序是
(3)理论计算表明,反应Ⅳ在原料初始组成,体系压强为0.1MPa,反应达到平衡时,四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。
①图中,表示a曲线变化的物质是
②经反应一段时间后,图中交点时,该反应的平衡常数
③图中交点A、B、C对应、、由大到小关系为
(4)催化电解吸收的KOH溶液可将转化为有机物。在相同条件下,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率()随电解电压的变化如图所示。
其中,,n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数。
①当电解电压为时,阴极由生成的电极反应式为
②当电解电压为时,电解生成的和的物质的量之比为
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解题方法
10 . “低碳经济”备受关注,的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题。回答下列问题:
(1)已知某反应的平衡常数表达式为,所对应的化学反应方程式为___________ 。
(2)科学家提出由制取C的太阳能工艺如图所示。
①工艺过程中的能量转化形式为___________ 。
②已知“重整系统”发生的反应中,则的化学式为___________ ,“热分解系统”中每转移2mol电子,需消耗___________ mol。
(3)业上用和反应合成二甲醚。已知:
①反应___________
②在某压强下,合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,的转化率如图所示。温度下,将4mol 和8mol 充入2L的密闭容器中,10min后反应达到平衡状态,则平衡时___________ ;、、三者之间的大小关系为___________ 。
③利用二甲醚设计一个燃料电池,用KOH溶液作电解质溶液,多孔石墨作电极,该电池的负极反应式为___________ 。
(1)已知某反应的平衡常数表达式为,所对应的化学反应方程式为
(2)科学家提出由制取C的太阳能工艺如图所示。
①工艺过程中的能量转化形式为
②已知“重整系统”发生的反应中,则的化学式为
(3)业上用和反应合成二甲醚。已知:
①反应
②在某压强下,合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,的转化率如图所示。温度下,将4mol 和8mol 充入2L的密闭容器中,10min后反应达到平衡状态,则平衡时
③利用二甲醚设计一个燃料电池,用KOH溶液作电解质溶液,多孔石墨作电极,该电池的负极反应式为
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