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1 . 还原CO2是实现“双碱”经济的有效途径之一,涉及反应如下:
Ⅰ:
Ⅱ:
回答下列问题:
(1)物质的标准生成焓是指在标态和某温度下,由元素最稳定的单质生成1mol纯净物时的焓变。一些物质298K时的标准生成焓()
______
(2)有利于提高CO平衡产率的条件是______(填标号)。
(3)反应Ⅰ的正、逆反应速率方程为:、,、符合阿伦尼乌斯公式(为活化能:T为温度:R、c为常数),实验测得的实验数据如图所示,则正反应的活化能______ ,升高温度的值______ (填“增大”“减小”或“不变”)。(4)一定温度和压强下,重整反应中会因发生副反应而产生积碳,从而导致催化剂活性降低。若向容器中通入过量水蒸气可以清除积碳.反应的化学方程式为______ ,的值______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)在101kPa时,工业上按投料加入刚性密闭容器中,只发生Ⅰ、Ⅱ两个反应,和的平衡转化率与温度的关系如图所示.温度高于1200 K时,和的平衡转化率趋于相等的原因可能是______ ;计算1000 K时反应Ⅱ的压强平衡常数______ (计算结果保留3位有效数字,用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)。
Ⅰ:
Ⅱ:
回答下列问题:
(1)物质的标准生成焓是指在标态和某温度下,由元素最稳定的单质生成1mol纯净物时的焓变。一些物质298K时的标准生成焓()
物质 | |||||
/ | -74.8 | -110 | -393.5 | -286 | 0 |
(2)有利于提高CO平衡产率的条件是______(填标号)。
A.低温低压 | B.低温高压 | C.高温低压 | D.高温高压 |
(3)反应Ⅰ的正、逆反应速率方程为:、,、符合阿伦尼乌斯公式(为活化能:T为温度:R、c为常数),实验测得的实验数据如图所示,则正反应的活化能
(5)在101kPa时,工业上按投料加入刚性密闭容器中,只发生Ⅰ、Ⅱ两个反应,和的平衡转化率与温度的关系如图所示.温度高于1200 K时,和的平衡转化率趋于相等的原因可能是
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169次组卷
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3卷引用:福建省福州市八县市一中2024届高三下学期模拟联考化学试题
解题方法
2 . 汽车尾气处理系统的原理是利用脱除并转化为。
(1)已知在25℃,时:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
反应ⅲ:________
(2)当与的物质的量之比按1:3、3:1、4:1分别以相同流速通过催化剂,通过时间均为,的脱除率随温度变化的曲线如下图所示:①曲线c对应与的物质的量之比为________ 。
②若曲线a中的起始浓度为,则在900℃时的脱除速率为________ 。
③在800℃~1100℃时,催化剂活性较稳定。则脱除的最佳温度为________ ℃,的脱除率在最佳温度之前逐渐增大的原因是________ 。
④940℃时,反应ⅲ的平衡常数________ (用物质的量分数代替浓度,列计算式)。
⑤若其它条件不变,提高催化剂的活性,940℃时的脱除率________ (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)一定比例的和也能很好的脱除,某催化反应机理如下图所示:(注:表示V化合价为价,其它相似)
①该反应的催化剂为________ 。
②转化为过程中与的物质的量比为________ 。
③转化为,键角增大的原因是________ 。
(1)已知在25℃,时:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
反应ⅲ:
(2)当与的物质的量之比按1:3、3:1、4:1分别以相同流速通过催化剂,通过时间均为,的脱除率随温度变化的曲线如下图所示:①曲线c对应与的物质的量之比为
②若曲线a中的起始浓度为,则在900℃时的脱除速率为
③在800℃~1100℃时,催化剂活性较稳定。则脱除的最佳温度为
④940℃时,反应ⅲ的平衡常数
⑤若其它条件不变,提高催化剂的活性,940℃时的脱除率
(3)一定比例的和也能很好的脱除,某催化反应机理如下图所示:(注:表示V化合价为价,其它相似)
①该反应的催化剂为
②转化为过程中与的物质的量比为
③转化为,键角增大的原因是
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解题方法
3 . 研究氮氧化物 (NOₓ)的还原处理方法是环保领域的主要方向之一。回答下列问题:
.用H2还原NO的反应为
(1)该反应的正反应速率方程可表示为,某温度下,测得正反应速率v正与c(NO)或c(H)的变化关系如图1所示。则___________ ,___________ 。
(2)研究表明上述反应历程分两步基元反应:
i.;
ii.。
根据 (1)所给信息判断,H 还原 NO 总反应的速率由反应___________ (填“ i”或“ii” ) 决定。
(3)将一定量的H和NO置于以下条件下发生反应(起始容器的体积、温度、压强均相同),到达平衡时,H的平衡转化率最大的是___________ 。
a. 恒温恒容 b.恒温恒压 c. 恒容绝热
.脱除汽车尾气中 NO 和CO包括以下两个反应:
反应i.;
反应ii.。
反应过程中各物质相对能量如图 2 (TS表示过渡态):(4)CO和NO 反应生成N的热化学方程式为___________ 。
将恒定组成的NO和CO混合气体通入不同温度的反应器,相同时间内检测物质浓度,结果如图3。(5)NO和CO的脱除应选择___________ (填“高温”或者“低温”)。
(6)实验过程中,高于340℃后NO浓度逐渐减小,试分析发生该变化的原因是___________ 。
(7)450℃时, 该时间段内NO的脱除率=___________ (保留2位有效数字, NO的脱除率
.用H2还原NO的反应为
(1)该反应的正反应速率方程可表示为,某温度下,测得正反应速率v正与c(NO)或c(H)的变化关系如图1所示。则
(2)研究表明上述反应历程分两步基元反应:
i.;
ii.。
根据 (1)所给信息判断,H 还原 NO 总反应的速率由反应
(3)将一定量的H和NO置于以下条件下发生反应(起始容器的体积、温度、压强均相同),到达平衡时,H的平衡转化率最大的是
a. 恒温恒容 b.恒温恒压 c. 恒容绝热
.脱除汽车尾气中 NO 和CO包括以下两个反应:
反应i.;
反应ii.。
反应过程中各物质相对能量如图 2 (TS表示过渡态):(4)CO和NO 反应生成N的热化学方程式为
将恒定组成的NO和CO混合气体通入不同温度的反应器,相同时间内检测物质浓度,结果如图3。(5)NO和CO的脱除应选择
(6)实验过程中,高于340℃后NO浓度逐渐减小,试分析发生该变化的原因是
(7)450℃时, 该时间段内NO的脱除率=
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4 . 甲醇是一种理想的储氢载体,我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料舍成项目被形象地称为“液态阳光”计划。该计划利用太阳能电解水产生氢气,然后将二氧化碳与氢气转化为甲醇,以实现碳中和的目的。生产甲醇过程主要发生以下反应:
①
②
③
(1)反应③活化能(正)___________ (逆)(填“>”、“<”或“=”),该反应在___________ (填“高温”或“低温”)条件下自发进行。
(2)当只发生以上反应时,单位时间内反应物投料与转化率、产率之间关系如下表:
根据资料,氢气12000元/吨,二氧化碳1200元/吨,甲醇的选择率=甲醇的产率/二氧化碳转化率。若单纯从选择率角度看,上表中氢气与二氧化碳的最佳投料比应为___________ (填字母);若从碳中和的目的及原料成本因素考虑,实际生产中氢气与二氧化碳的最佳投料比应接近___________ (填字母)。
A.2∶1 B.3∶1 C.5∶1 D.7∶1
(3)工业生产对催化剂进行选择的时候,除了要考虑催化剂的效率以外,催化剂的稳定性也是很重要的参考条件,一般工业生产所用催化剂更换间隔为半年到一年,请根据下图信息,选出最适合的催化剂___________。
(4)在恒温密闭容器中,往容器中注入一定量和发生以上反应,若反应达到平衡时和浓度相等,则平衡时的的浓度=___________ 。
(5)通过设计燃料电池(图1),可以将甲醇中蕴藏的能量释放出来,酸性电解质溶液中,甲醇在电极上反应,产生碳氧化物。
请写出燃料电池负极反应方程式___________ 。
①
②
③
(1)反应③活化能(正)
(2)当只发生以上反应时,单位时间内反应物投料与转化率、产率之间关系如下表:
转化率% | 11.6 | 13.7 | 15.9 | 18.7 |
产率% | 3.0 | 4.1 | 5.3 | 6.9 |
A.2∶1 B.3∶1 C.5∶1 D.7∶1
(3)工业生产对催化剂进行选择的时候,除了要考虑催化剂的效率以外,催化剂的稳定性也是很重要的参考条件,一般工业生产所用催化剂更换间隔为半年到一年,请根据下图信息,选出最适合的催化剂___________。
A. | B. | C. | D. |
(4)在恒温密闭容器中,往容器中注入一定量和发生以上反应,若反应达到平衡时和浓度相等,则平衡时的的浓度=
(5)通过设计燃料电池(图1),可以将甲醇中蕴藏的能量释放出来,酸性电解质溶液中,甲醇在电极上反应,产生碳氧化物。
请写出燃料电池负极反应方程式
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5 . 烟道气中含、、等多种有害气体,合理治理烟道气中具有重要意义。
Ⅰ.烟道气中的氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
(1)则反应:___________ (用含、的式子表示)。
Ⅱ.利用可将转化为无害的,其反应为:。在容积均为的甲、乙两个恒温(反应温度分别为℃、℃)恒容密闭容器中,分别加入物质的量之比为的和,测得各容器中随反应时间的变化情况如下表所示:
(2)___________ ,该反应的___________ 0。(填“>”或“<”)
(3)时,该反应的平衡常数为___________ ;若再加入和,平衡向___________ (填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”)移动。
Ⅲ.对烟道气中的进行回收再利用具有较高的社会价值和经济价值,涉及到的主要反应是: 。
(4)向三个体积相同的恒容密闭容器中通入和发生反应,反应体系的总压强随时间的变化如图所示。
①实验中,内的平均反应速率为___________ 。
②与实验相比,实验改变的条件可能是___________ 。
③实验中的平衡转化率为___________ 。
(5)其他条件不变时,随着温度的升高,的平衡转化率随温度的变化曲线如图所示,温度高于445℃后平衡转化率升高可能的原因___________ 。(已知硫的沸点约是445℃)
Ⅰ.烟道气中的氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
(1)则反应:
Ⅱ.利用可将转化为无害的,其反应为:。在容积均为的甲、乙两个恒温(反应温度分别为℃、℃)恒容密闭容器中,分别加入物质的量之比为的和,测得各容器中随反应时间的变化情况如下表所示:
0 | 10 | 20 | 30 | 40 | |
甲(℃) | 2.00 | 1.50 | 1.10 | 0.80 | 0.80 |
乙(℃) | 2.00 | 1.45 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
(2)
(3)时,该反应的平衡常数为
Ⅲ.对烟道气中的进行回收再利用具有较高的社会价值和经济价值,涉及到的主要反应是: 。
(4)向三个体积相同的恒容密闭容器中通入和发生反应,反应体系的总压强随时间的变化如图所示。
①实验中,内的平均反应速率为
②与实验相比,实验改变的条件可能是
③实验中的平衡转化率为
(5)其他条件不变时,随着温度的升高,的平衡转化率随温度的变化曲线如图所示,温度高于445℃后平衡转化率升高可能的原因
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解题方法
6 . 氢能是一种理想的绿色能源,一种太阳能两步法甲烷蒸气重整制氢原理合成示意图如下:
(1)第I步:。总反应可表示为:。写出第II步反应的热化学方程式:___________ 。
(2)实验测得分步制氢比直接利用和反应具有更高的反应效率,原因是________ 。
(3)第I、II步反应的图像如下。
由图像可知a___________ b(填“大于”或“小于”),时第I步反应平衡时的平衡分压,则平衡混合气体中的体积分数为___________ (保留一位小数)。
(4)第I步反应产生的合成气(CO和的混合气体)可用于F—T合成(以合成气为原料在催化剂和适当条件下合成碳氢化合物的工艺过程)。合成碳氢化合物时易发生副反应:,如下图为相同条件下用不同催化剂在不同时间段测得反应体系内的分数,据此应选择的催化剂是___________ (填“I”或“II”),选择的依据是___________ 。
(1)第I步:。总反应可表示为:。写出第II步反应的热化学方程式:
(2)实验测得分步制氢比直接利用和反应具有更高的反应效率,原因是
(3)第I、II步反应的图像如下。
由图像可知a
(4)第I步反应产生的合成气(CO和的混合气体)可用于F—T合成(以合成气为原料在催化剂和适当条件下合成碳氢化合物的工艺过程)。合成碳氢化合物时易发生副反应:,如下图为相同条件下用不同催化剂在不同时间段测得反应体系内的分数,据此应选择的催化剂是
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7 . 探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。丙烷制烯烃过程主要发生的反应有
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
已知:为用气体分压表示的平衡常数,分压=物质的量分数×总压。在下,丙烷单独进料时,平衡体系中各组分的体积分数见下表。
(1)比较反应自发进行(∆G=∆H-T∆S<0)的最低温度,反应 ⅰ_____ 反应 ⅱ(填“>”或“<”)。
(2)①在该温度下,Kp2远大于 Kp1,但φ(C3H6)和φ(C2H4)相差不大,说明反应 ⅲ 的正向进行有利于反应 ⅰ 的__________ 反应和反应 ⅱ 的_________ 反应(填“正向”或“逆向”)。
②从初始投料到达到平衡,反应 ⅰ、ⅱ、ⅲ 的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为:__________ 。
③平衡体系中检测不到,可认为存在反应:,下列相关说法正确的是_______ (填标号)。
a.
b.
c.使用催化剂,可提高丙烯的平衡产率
d.平衡后再通入少量丙烷,可提高丙烯的体积分数
④由表中数据推算:丙烯选择性_______ (列出计算式)。
(3)丙烷甲醇共进料时,还发生反应:
ⅳ.
在下,平衡体系中各组分体积分数与进料比的关系如图所示。
①进料比n(丙烷)(甲醇)时,体系总反应:_______
②随着甲醇投料增加,平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是_______ 。
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
已知:为用气体分压表示的平衡常数,分压=物质的量分数×总压。在下,丙烷单独进料时,平衡体系中各组分的体积分数见下表。
物质 | 丙烯 | 乙烯 | 甲烷 | 丙烷 | 氢气 |
体积分数(%) | 21 | 23.7 | 55.2 | 0.1 | 0 |
(2)①在该温度下,Kp2远大于 Kp1,但φ(C3H6)和φ(C2H4)相差不大,说明反应 ⅲ 的正向进行有利于反应 ⅰ 的
②从初始投料到达到平衡,反应 ⅰ、ⅱ、ⅲ 的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为:
③平衡体系中检测不到,可认为存在反应:,下列相关说法正确的是
a.
b.
c.使用催化剂,可提高丙烯的平衡产率
d.平衡后再通入少量丙烷,可提高丙烯的体积分数
④由表中数据推算:丙烯选择性
(3)丙烷甲醇共进料时,还发生反应:
ⅳ.
在下,平衡体系中各组分体积分数与进料比的关系如图所示。
①进料比n(丙烷)(甲醇)时,体系总反应:
②随着甲醇投料增加,平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是
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8 . 天然气的主要成分甲烷可转化为合成气CO、。
Ⅰ.甲烷干法重整:
(1)、、CO的燃烧热分别为、、,___________ 。
(2)在1 L恒容反应器中,通入2mol和3mol,发生上述反应。
①下列叙述中不能说明反应达到平衡状态的是___________ 。
A.混合气体的平均相对分子质量保持不变
B.
C.混合气体的密度保持不变
D.
②与温度T、压强p的关系如图。___________ (填“>”、“<”或“=”),时,K=___________ 。
Ⅱ.甲烷化学链重整原理如图。氧载体具有良好的储氧放氧能力。
(3)中x=___________ ,和个数比为___________ 。
(4)800℃时,以恒定气体流速通入反应气与氧载体反应,反应步骤及结果如下。
①氧载体中有表面氧()和晶格氧()。与氧载体可能发生的反应如下:
i.
ii.
iii.
步骤1中,600 s后的原因为___________ 。
②步骤2中被还原,若全部转化为,理论上___________ ;实测最大值大于理论值的原因是___________ 。
Ⅰ.甲烷干法重整:
(1)、、CO的燃烧热分别为、、,
(2)在1 L恒容反应器中,通入2mol和3mol,发生上述反应。
①下列叙述中不能说明反应达到平衡状态的是
A.混合气体的平均相对分子质量保持不变
B.
C.混合气体的密度保持不变
D.
②与温度T、压强p的关系如图。
Ⅱ.甲烷化学链重整原理如图。氧载体具有良好的储氧放氧能力。
(3)中x=
(4)800℃时,以恒定气体流速通入反应气与氧载体反应,反应步骤及结果如下。
步骤1:氧化 | 步骤2:还原 | |
反应气组成 | 和, | 和, |
实验结果 |
i.
ii.
iii.
步骤1中,600 s后的原因为
②步骤2中被还原,若全部转化为,理论上
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解题方法
9 . 将CO2转化为高附加值的化学品或液体燃料是CO2资源化利用的有效方法,其中转换为甲醇是最可能的利用路径,主要涉及反应如下(其他副反应忽略不计):
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2
请回答下列问题:
(1)已知H2的燃烧热ΔH=akJ·mol−1和CO的燃烧热ΔH=bkJ·mol−1,水的汽化热(1molH2O从液体汽化为气体所需要吸收的热量)为ckJ·mol−1,则ΔH2=___________ (用含a、b、c的代数式表示)。
(2)若在恒温恒压条件下进行上述反应,下列说法正确的是___________。
(3)以n(CO2)=1mol、n(H2)=3mol为初始量,进行上述反应,CO2的平衡转化率(X-CO2)、CH3OH的选择性(S-CH3OH)随温度、压强变化如图所示:
已知:
①ΔH1___________ ΔH2(填“>”“<”或“=”),原因是___________ 。
②p1___________ p2(填“>”“<”或“=”)。
③在温度为T,压强为p1(单位为kPa)时,经10min反应达到平衡。
(i)H2的平衡转化率为___________ ;
(ii)反应Ⅱ的压强平衡常数Kp=___________ (列出数字运算表达式即可);
(iii)计算0~10min之间,CO2分压的平均变化速率为___________ kPa·min-1(用含p1的代数式表示)。
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2
请回答下列问题:
(1)已知H2的燃烧热ΔH=akJ·mol−1和CO的燃烧热ΔH=bkJ·mol−1,水的汽化热(1molH2O从液体汽化为气体所需要吸收的热量)为ckJ·mol−1,则ΔH2=
(2)若在恒温恒压条件下进行上述反应,下列说法正确的是___________。
A.起始压强越大,平衡时的值越大 |
B.反应达到平衡时,v正(CO2)>v逆(CH3OH) |
C.当n(CO):n(H2O)不变时,反应Ⅰ、Ⅱ均处于平衡状态 |
D.向平衡体系中充入少量惰性气体,甲醇平衡产率不变 |
已知:
①ΔH1
②p1
③在温度为T,压强为p1(单位为kPa)时,经10min反应达到平衡。
(i)H2的平衡转化率为
(ii)反应Ⅱ的压强平衡常数Kp=
(iii)计算0~10min之间,CO2分压的平均变化速率为
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2023-05-09更新
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359次组卷
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2卷引用:福建省龙岩市2023届高中毕业班五月教学质量检测化学试题
解题方法
10 . 二氧化碳加氢可转化为二甲醚(),既可以降低二氧化碳排放量,也可以得到性能优良的汽车燃料。回答下列问题:
(1)加氢合成甲醇以及甲醇脱水生成二甲醚的热化学方程式如下:
则的___________ 。
(2)向一容积为2L的恒容密闭容器中通入2 moL 和6 mol ,一定温度下发生反应。起始总压为p Pa,20 min时达到化学平衡状态,测得的物质的量分数为12.5%。
①平衡时总压为___________ Pa。
②达到化学平衡状态时,下列有关叙述正确的是___________ (填标号)。
A.
B.容器内气体压强不再发生改变
C.向容器内通入少量氦气,则平衡向正反应方向移动
D.向容器内再通入1 mol 和3 mol ,重新达到平衡后,的体积分数增大
③0~20 min内,用表示的平均反应速率___________ ,的平衡浓度___________ 。该温度下,反应的平衡常数___________ (用含p的式子表达,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)工业上,以一定比例混合的与的混合气体以一定流速分别通过填充有催化剂I、催化剂II的反应器,发生反应。转化率与温度的关系如图所示。在催化剂II作用下,温度高于时,转化率下降的原因可能是___________ 。
(1)加氢合成甲醇以及甲醇脱水生成二甲醚的热化学方程式如下:
则的
(2)向一容积为2L的恒容密闭容器中通入2 moL 和6 mol ,一定温度下发生反应。起始总压为p Pa,20 min时达到化学平衡状态,测得的物质的量分数为12.5%。
①平衡时总压为
②达到化学平衡状态时,下列有关叙述正确的是
A.
B.容器内气体压强不再发生改变
C.向容器内通入少量氦气,则平衡向正反应方向移动
D.向容器内再通入1 mol 和3 mol ,重新达到平衡后,的体积分数增大
③0~20 min内,用表示的平均反应速率
(3)工业上,以一定比例混合的与的混合气体以一定流速分别通过填充有催化剂I、催化剂II的反应器,发生反应。转化率与温度的关系如图所示。在催化剂II作用下,温度高于时,转化率下降的原因可能是
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2023-04-23更新
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464次组卷
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3卷引用:福建省百校联盟2023届高三第三次模拟考试化学试题