2024高三·全国·专题练习
解题方法
1 . 二甲醚是重要的有机合成原料,工业上常用合成气(主要成分为CO、H2)制备二甲醚,其主要反应如下。
反应ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);
反应ⅱ:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g);
反应ⅲ:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。
(1)一定温度下,在体积为2 L的刚性容器中充入4 mol CO(g)和8 mol H2(g)制备二甲醚,4 min时达到平衡,平衡时CO(g)的转化率为80%,c(H2)=1.4 mol·L-1,且c(CH3OH)=2c(CH3OCH3)。反应ⅲ的平衡常数Kc=_______ (保留三位有效数字)。
(2)实际工业生产中,需要在260 ℃、压强恒为4.0 MPa的反应釜中进行上述反应。初始时向反应釜中加入0.01 mol CO(g)和0.02 mol H2(g),为确保反应的连续性,需向反应釜中以n(CO)∶n(H2)=1∶2、进气流量0.03 mol·min-1持续通入原料,同时控制出气流量。①已知出气流量为0.02 mol·min-1,单位时间内CO(g)的转化率为60%,则流出气体中CO2(g)的百分含量为_______ 。②需控制出气流量小于进气流量的原因为_______ 。
(3)在ZnxO催化剂的作用下发生反应ⅰ,其可能反应机理如下图所示。①根据元素电负性的变化规律,图中反应步骤Ⅲ可描述为______________ 。
②在合成甲醇过程中,需要不断分离出甲醇的原因为_______ 。
反应ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);
反应ⅱ:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g);
反应ⅲ:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。
(1)一定温度下,在体积为2 L的刚性容器中充入4 mol CO(g)和8 mol H2(g)制备二甲醚,4 min时达到平衡,平衡时CO(g)的转化率为80%,c(H2)=1.4 mol·L-1,且c(CH3OH)=2c(CH3OCH3)。反应ⅲ的平衡常数Kc=
(2)实际工业生产中,需要在260 ℃、压强恒为4.0 MPa的反应釜中进行上述反应。初始时向反应釜中加入0.01 mol CO(g)和0.02 mol H2(g),为确保反应的连续性,需向反应釜中以n(CO)∶n(H2)=1∶2、进气流量0.03 mol·min-1持续通入原料,同时控制出气流量。①已知出气流量为0.02 mol·min-1,单位时间内CO(g)的转化率为60%,则流出气体中CO2(g)的百分含量为
(3)在ZnxO催化剂的作用下发生反应ⅰ,其可能反应机理如下图所示。①根据元素电负性的变化规律,图中反应步骤Ⅲ可描述为
②在合成甲醇过程中,需要不断分离出甲醇的原因为
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2024·广东·一模
2 . 工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,选择高效催化剂实现降能提效是目前研究的重点。回答下列问题:
(1)合成氨反应为 ,理论上___________ (填“高”或“低”,下同)温有利于提高反应速率,___________ 温有利于提高平衡转化率。
(2)合成氨反应在催化作用的化学吸附及初步表面反应历程如下:注:方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量(括号里的数字单位:eV),TS表示过渡态,*表示吸附态。
①写出参与化学吸附的反应方程式:___________ 。
②以上历程须克服的最大能垒为___________ eV。
(3)在t℃、压强为0.9MPa的条件下,向一恒压密闭容器中通入氢氮比为3的混合气体,体系中气体的含量与时间变化关系如图所示:①反应20min达到平衡,试求0~20min内氨气的平均反应速率___________ ,该反应的___________ (用数字表达式表示,为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
②下列叙述能说明该条件下反应达到平衡状态的是___________ (填标号)。
a.氨气的体积分数保持不变 b.容器中氢氮比保持不变
c.和的平均反应速率之比为1∶2 d.气体密度保持不变
③若起始条件相同,在恒容容器中发生反应,则达到平衡时H2的含量符合图中___________ (填“d”“e”“f”或“g”)点。
(1)合成氨反应为 ,理论上
(2)合成氨反应在催化作用的化学吸附及初步表面反应历程如下:注:方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量(括号里的数字单位:eV),TS表示过渡态,*表示吸附态。
①写出参与化学吸附的反应方程式:
②以上历程须克服的最大能垒为
(3)在t℃、压强为0.9MPa的条件下,向一恒压密闭容器中通入氢氮比为3的混合气体,体系中气体的含量与时间变化关系如图所示:①反应20min达到平衡,试求0~20min内氨气的平均反应速率
②下列叙述能说明该条件下反应达到平衡状态的是
a.氨气的体积分数保持不变 b.容器中氢氮比保持不变
c.和的平均反应速率之比为1∶2 d.气体密度保持不变
③若起始条件相同,在恒容容器中发生反应,则达到平衡时H2的含量符合图中
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名校
解题方法
3 . 根据化学反应速率和化学反应限度的知识回答下列问题:
Ⅰ.某温度时,在2 L容器中发生A、B两种物质间的转化反应,AB物质的量随时间变化的曲线如图所示:(1)该反应的化学方程式为___________ 。
(2)反应开始至4 min时,A的平均反应速率为___________ 。
(3)4 min时,反应是否达平衡状态?___________ (填“是”或“否”),8 min时,v正___________ v逆。(填“>”“<”或“=”)
Ⅱ.氢气是合成氨的重要原料,合成氨反应的化学方程式为N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g),该反应为放热反应,且每生成2 mol NH3,放出92.4 kJ的热量。当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量),反应速率与时间的关系如图所示。(4)图中表示反应处于化学平衡状态的时间段(t1时刻后)为___________ 。
(5)在一定温度下,向一个容积为1 L的容器中通入2 mol氮气和
8 mol氢气及固体催化剂,使之反应。已知平衡时容器内气体的压强为起始时的80%。
①N2的转化率为___________ 。
②反应达到平衡时,放出的热量___________ (填字母,下同)。
A.小于92.4 kJ B.等于92.4 kJ
C.大于92.4 kJ D.可能大于、小于或等于92.4 kJ
(6)若该反应在绝热条件下进行,下列能证明反应已达化学平衡的为___________ 。
A.混合气体的平均相对分子质量
B.体系的温度不变
C.N2、H2、NH3的分子数之比为1:3:2
D.混合气体的密度不变
E.断开3 mol H-H键的同时断开2 mol N-H键
(7)反应达到平衡后,保持其他条件不变,t0时刻升高温度,请在图中画出 改变条件后至达到新平衡时v正、v逆的变化曲线并注明v正、v逆(在答题卡做答)__________
Ⅰ.某温度时,在2 L容器中发生A、B两种物质间的转化反应,AB物质的量随时间变化的曲线如图所示:(1)该反应的化学方程式为
(2)反应开始至4 min时,A的平均反应速率为
(3)4 min时,反应是否达平衡状态?
Ⅱ.氢气是合成氨的重要原料,合成氨反应的化学方程式为N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g),该反应为放热反应,且每生成2 mol NH3,放出92.4 kJ的热量。当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量),反应速率与时间的关系如图所示。(4)图中表示反应处于化学平衡状态的时间段(t1时刻后)为
(5)在一定温度下,向一个容积为1 L的容器中通入2 mol氮气和
8 mol氢气及固体催化剂,使之反应。已知平衡时容器内气体的压强为起始时的80%。
①N2的转化率为
②反应达到平衡时,放出的热量
A.小于92.4 kJ B.等于92.4 kJ
C.大于92.4 kJ D.可能大于、小于或等于92.4 kJ
(6)若该反应在绝热条件下进行,下列能证明反应已达化学平衡的为
A.混合气体的平均相对分子质量
B.体系的温度不变
C.N2、H2、NH3的分子数之比为1:3:2
D.混合气体的密度不变
E.断开3 mol H-H键的同时断开2 mol N-H键
(7)反应达到平衡后,保持其他条件不变,t0时刻升高温度,请在图中画出 改变条件后至达到新平衡时v正、v逆的变化曲线并注明v正、v逆(在答题卡做答)
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2024-04-30更新
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279次组卷
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2卷引用:名校期中好题汇编-化学反应与能量(非选择题)
4 . Ⅰ.甲醇是一种理想的储氢载体,我国科学家研发的全球首套太阳能燃料合成项目被称为“液态阳光”计划,可利用太阳能电解水产生H2,再将CO2与H2转化为甲醇,以实现碳中和。
(1)下列关于甲醇(CH3OH)的说法中,正确的是___________
Ⅱ.已知,CO2生产甲醇过程主要发生以下反应:
反应Ⅰ.CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ∆H1= −48.97kJ·mol−1
反应Ⅱ.CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) ∆H2= +41.17 kJ·mol−1
反应Ⅲ.CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) ∆H3
(2)反应Ⅲ中,①活化能E(正)___________ E (逆) (填“>”、“<”或“=”);
②该反应在___________ 条件下能自发进行;
A.在高温条件下自发进行 B.在低温条件下自发进行
C.在任何条件下都能自发进行 D.在任何条件下都不能自发进行
(3)反应III中,CO的平衡转化率与温度的关系如图所示:①A、B、C三点平衡常数KA、KB、KC的大小关系为___________ 。T1时,由D点到B点过程中,正、逆反应速率之间的关系:v正 ___________ v逆。(填“>”、“<”或“=”)
②向某恒温恒压密闭 容器中充入1mol CO(g)和2mol H2(g),下列能说明反应III达到平衡的是___________ ;
A.容器内混合气体的密度不再改变
B.容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.两种反应物转化率的比值不再改变
D.v正(CO)=2 v逆(H2)
③在2L恒容密闭 容器中充入2mol CO和4mol H2,在p2和T1条件下经10min达到平衡状态。在该条件下,v(H2)=___________ mol·L−1·min−1。
(4)在CO2加氢合成甲醇的体系中,①下列说法不正确的是___________ ;
A.若在绝热恒容 容器,反应I的平衡常数K保持不变,说明反应I、II都已达平衡
B.若气体的平均相对分子质量不变,说明反应I、II都已达平衡
C.体系达平衡后,若压缩体积,反应I平衡正向移动,反应II平衡不移动
D.选用合适的催化剂可以提高甲醇在单位时间内的产量
②已知:CH3OH的选择性=×100%,不考虑催化剂活性温度,为同时提高CO2的平衡转化率和甲醇的选择性,应选择的反应条件是___________ ,并说明其原因
A.高温高压 B.高温低压 C.低温低压 D.低温高压
原因:___________
(5)我国科学家设计了离子液体电还原CO2合成CH3OH工艺,写出碱性条件下CO2生成甲醇的电极反应式___________ 。
(1)下列关于甲醇(CH3OH)的说法中,正确的是___________
A.甲醇在一定条件下可被氧化生成CO2 | B.甲醇储氢符合“相似相溶”原理 |
C.甲醇官能团的电子式: | D.甲醇分子是含有极性键的非极性分子 |
Ⅱ.已知,CO2生产甲醇过程主要发生以下反应:
反应Ⅰ.CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ∆H1= −48.97kJ·mol−1
反应Ⅱ.CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) ∆H2= +41.17 kJ·mol−1
反应Ⅲ.CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) ∆H3
(2)反应Ⅲ中,①活化能E(正)
②该反应在
A.在高温条件下自发进行 B.在低温条件下自发进行
C.在任何条件下都能自发进行 D.在任何条件下都不能自发进行
(3)反应III中,CO的平衡转化率与温度的关系如图所示:①A、B、C三点平衡常数KA、KB、KC的大小关系为
②向某
A.容器内混合气体的密度不再改变
B.容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.两种反应物转化率的比值不再改变
D.v正(CO)=2 v逆(H2)
③在2L
(4)在CO2加氢合成甲醇的体系中,①下列说法不正确的是
A.若在
B.若气体的平均相对分子质量不变,说明反应I、II都已达平衡
C.体系达平衡后,若压缩体积,反应I平衡正向移动,反应II平衡不移动
D.选用合适的催化剂可以提高甲醇在单位时间内的产量
②已知:CH3OH的选择性=×100%,不考虑催化剂活性温度,为同时提高CO2的平衡转化率和甲醇的选择性,应选择的反应条件是
A.高温高压 B.高温低压 C.低温低压 D.低温高压
原因:
(5)我国科学家设计了离子液体电还原CO2合成CH3OH工艺,写出碱性条件下CO2生成甲醇的电极反应式
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名校
5 . 汽车尾气净化反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.8 kJ/mol,ΔS=-197.5J/(mol·K)。为了探究其转化效率,某小组利用传感器测定一定温度下投入NO、CO的物质的量浓度与时间关系如图所示:下列说法正确的是
A.上述正反应在较高温度下能自发进行 |
B.b→c段反应速率v(NO)=0.1 mol/(L·s) |
C.单位时间内消耗NO和消耗CO2浓度相等时达到平衡状态 |
D.该温度下,上述反应的平衡常数K=500 |
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2024-03-18更新
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494次组卷
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4卷引用:河北省2023-2024学年高三下学期3月省级联测化学试题
河北省2023-2024学年高三下学期3月省级联测化学试题(已下线)题型7 化学反应速率与化学平衡 水溶液中的离子反应与平衡(25题)-2024年高考化学常考点必杀300题(新高考通用)江西省宜春市宜丰中学2023-2024学年高二下学期3月月考化学试题湖南省衡阳市衡阳县第一中学2023-2024学年高三下学期4月月考化学试题
名校
解题方法
6 . 汞及其化合物广泛应用于医药、冶金及其他精密高新科技领域。
(1)干燥的固体上通入可反应制得和,反应的化学方程式为___________ 。该反应中氧化产物是___________ 。
(2)富氧燃烧烟气中的脱除主要是通过与反应实现,反应的化学方程式为
根据实验结果,有研究组提出了与的可能反应机理:
①根据盖斯定律,___________ (写出一个代数式即可)。
②上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的是___________ 。
A.增大的浓度,可提高的平衡脱除率
B.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
C.恒温恒压下充入,可提高原料的平衡转化率
D.加入催化剂,可降低反应活化能,提高脱除速率
③在常压、温度范围为15~60℃条件下,将浓度为汞蒸气和的气体通入反应容器中,测得出口气流中的汞浓度随反应时间的变化如图1所示。ⅰ)15℃,600~900s内的平均脱除反应速率为___________
ⅱ)___________ 0(填“>”或“<”)
④富氧燃烧烟气中等污染物可通过配有循环水系统的分压精馏塔进行一体化脱除,污染物脱除率随循环水量的变化如图2所示。循环水的加入有利于转化为而脱除,但随着循环水量的增大,的去除率下降,其原因可能是___________ 。(3)溶液可用于手术刀消毒。与的混合溶液中主要存在平衡:
的溶液中加入固体(设溶液体积保持不变),溶液中含氯微粒的物质的量分数随的变化如图所示[已知]。
①熔融状态的不能导电,是___________ (填“共价”或“离子”)化合物。
②A点溶液中___________ 。
③A点溶液中的转化率为___________ (列出计算式)。
(1)干燥的固体上通入可反应制得和,反应的化学方程式为
(2)富氧燃烧烟气中的脱除主要是通过与反应实现,反应的化学方程式为
根据实验结果,有研究组提出了与的可能反应机理:
①根据盖斯定律,
②上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的是
A.增大的浓度,可提高的平衡脱除率
B.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
C.恒温恒压下充入,可提高原料的平衡转化率
D.加入催化剂,可降低反应活化能,提高脱除速率
③在常压、温度范围为15~60℃条件下,将浓度为汞蒸气和的气体通入反应容器中,测得出口气流中的汞浓度随反应时间的变化如图1所示。ⅰ)15℃,600~900s内的平均脱除反应速率为
ⅱ)
④富氧燃烧烟气中等污染物可通过配有循环水系统的分压精馏塔进行一体化脱除,污染物脱除率随循环水量的变化如图2所示。循环水的加入有利于转化为而脱除,但随着循环水量的增大,的去除率下降,其原因可能是
的溶液中加入固体(设溶液体积保持不变),溶液中含氯微粒的物质的量分数随的变化如图所示[已知]。
①熔融状态的不能导电,是
②A点溶液中
③A点溶液中的转化率为
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7 . 是重要的化工原料,合理使用能发挥其在工业生产、物质合成、速率分析等领域的重要作用。
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
计算燃烧生成反应③的__________ 。
(2)已知下列键能数据,结合反应③数据,计算的键能是____________ 。
(3)650K时,某研究小组测得反应i:的浓度、速率数据如下:
已知k为速率常数,一般情况下只与温度有关,实验测得
,通过以上实验数据可知_________ ,_______ ;650K时,若,,________ 。
(4)在上述实验过程中,同时发生了如下副反应ii:,650K时,向容积为2L的密闭容器中通入和,10min 后体系达到平衡,此时、的物质的量分别为1.8mol、0.3mol,反应i的平衡常数为____________ 。
(5)已知CO是常见配体,配位时简单认为1个CO提供2个电子,EAN规则认为金属的价电子数加上配体提供的电子数等于18时,配位化合物一般较稳定,下列结构能够稳定存在的有__________。
(6)CO可以用于生产多晶金刚石箔,将一氧化碳和氢气混合,在高温高压下通过催化剂使之沉积在金属基底上,形成金刚石晶体。金刚石的晶胞如图,晶胞参数为bnm,晶胞中C与C间的最大距离为__________ nm,晶体密度为____________ (列出计算式,阿伏加德罗常数的值为)。
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
计算燃烧生成反应③的
(2)已知下列键能数据,结合反应③数据,计算的键能是
化学键 | ||
键能 | 496 | 799 |
(3)650K时,某研究小组测得反应i:的浓度、速率数据如下:
实验编号 | |||
① | 0.025 | 0.040 | |
② | 0.050 | 0.040 | |
③ | 0.025 | 0.120 |
,通过以上实验数据可知
(4)在上述实验过程中,同时发生了如下副反应ii:,650K时,向容积为2L的密闭容器中通入和,10min 后体系达到平衡,此时、的物质的量分别为1.8mol、0.3mol,反应i的平衡常数为
(5)已知CO是常见配体,配位时简单认为1个CO提供2个电子,EAN规则认为金属的价电子数加上配体提供的电子数等于18时,配位化合物一般较稳定,下列结构能够稳定存在的有__________。
A. | B. | C. | D. |
(6)CO可以用于生产多晶金刚石箔,将一氧化碳和氢气混合,在高温高压下通过催化剂使之沉积在金属基底上,形成金刚石晶体。金刚石的晶胞如图,晶胞参数为bnm,晶胞中C与C间的最大距离为
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名校
8 . 在起始温度均为T℃.容积均为的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入和,发生反应 。已知:、分别是正、逆反应速率常数,,,A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法中错误的是
A.曲线M、N的平衡常数大小为: |
B.与浓度比为且保持不变,不能说明反应达到平衡状态 |
C.T℃时, |
D.用CO的浓度变化表示曲线N在内的平均速率为 |
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解题方法
9 . T℃时,向容积为2L的刚性容器中充入1molCO2和一定量的H2发生反应:CO2(g)+2H2(g)HCHO(g)+H20(g),达到平衡时,HCHO的分压(分压=总压×物质的量分数)与起始的关系如图所示。已知:初始加入2molH2时,容器内气体的总压强为1.2pkPa。下列说法正确的是
A.a点时反应的平衡常数Kp=kPa-1 |
B.d点:v正<v逆 |
C.10min时反应到达c点,则0~10min用CO2表示的平均反应速率为0.05mol/(L·min) |
D.c点时,再加入CO2(g)和H2O(g),使二者分压均增大0.1pkPa,平衡正向移动 |
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名校
10 . 工业上生产CO的反应原理为 。一定条件下,将足量焦炭和一定量放入体积为2L的恒容密闭容器中发生反应,和CO的物质的量n随时间t的变化关系如图。下列说法正确的是
A.0~2min,;2~3min, |
B.当容器内的气体密度()不变时,反应一定达到平衡状态,且 |
C.3min时温度由升高到,则,平衡常数 |
D.5min时再充入一定量的CO,a、d曲线分别表示、的变化 |
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2024-01-13更新
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410次组卷
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3卷引用:辽宁省锦州市2023-2024学年高三上学期1月期末化学试题
辽宁省锦州市2023-2024学年高三上学期1月期末化学试题(已下线)题型12 化学平衡图表分析-2024年高考化学二轮热点题型归纳与变式演练(新高考通用)山东省青岛第五十八中学2023-2024学年高二下学期期初考试化学试卷