1 . 我国提出“CO2排放力争于2023年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。研发CO2的利用技术,降低空气中CO2的含量是实现该目标的重要途径。
(1)下面是用H2捕捉CO2时发生的两个反应:
I.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ∆H1
II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2
①反应I、II的lnK随1/T的变化如图所示,则ΔH2___________ 0(填“>”“<”或“=”)0;有利于反应I自发进行的温度是___________ (填“高温”或“低温”)。②将一定量的CO2和H2的混合气体充入密闭容器中,cCO2、v正CO2与温度的关系如下图所示,400℃,cCO2降低的原因是___________ ,而速率仍然增大的可能原因是___________ ③220℃时,将4molH2与1molCO2的混合气体充入2L反应器中,气体初始总压强为p,10分钟后体系达到平衡,CO2的转化率为80%,CH4的选择性为25%,则生成的CH4平均速率为___________ ,反应II的平衡常数Kp为___________ (保留两位有效数字)。[已知:CH4的选择性=]
(2)利用化学链将高炉废气中的CO2转化为CO的示意图如下。此过程中可循环利用的物质有___________ ,该化学链的总反应是___________ 。
(1)下面是用H2捕捉CO2时发生的两个反应:
I.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ∆H1
II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2
①反应I、II的lnK随1/T的变化如图所示,则ΔH2
(2)利用化学链将高炉废气中的CO2转化为CO的示意图如下。此过程中可循环利用的物质有
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2 . 碳单质及其化合物广泛存在于人们的生产和生活中。研究碳单质及其化合物的结构、性质、转化是科技工作者的研究热点。
(1)实验室常用邻二氮菲检验亚铁离子,生成橙红色的邻二氮菲亚铁络离子X:①基态的最外层电子排布式是________________ 。
②X中除含共价键外,还含配位键,X含________ mol配位键。
(2)温度为T时,在恒容密闭容器中充入一定量的和混合气体,发生反应:
。
已知该反应存在:,,其中、为速率常数,x为相关物质的物质的量分数。反应达到平衡时,若、转化率均为60%,且该反应的,则________ ,压强平衡常数________ 。
(3)氧化锰八面体分子筛(简称OMS-2)是一种纳米级别的新型环保催化剂,对挥发性有机物(VOCs)的氧化去除有着很好的催化作用。如用OMS-2为催化剂(为对比催化实验)氧化处理甲醛的反应生成、,在等时间内HCHO转化率随温度的变化关系如图所示。①常温时,OMS-2催化氧化甲醛生成、反应的化学方程式是________________________ 。
②下列有关说法中,正确的有________ 。
A.相比,OMS-2能提高甲醛氧化的平衡转化率
B.OMS-2能降低甲醛氧化反应的活化能
C.OMS-2作为纳米材料,表面积大,催化效果好
D.两种催化剂的平衡转化率均随温度的升高而增大
(4)以合成气(、)为原料合成乙二醇的反应:
反应ⅰ.
反应ⅱ.
温度为473K,在恒容(2.0L)密闭容器中充入一定量的合成气(,测得体系总压为40MPa),在(其中含)催化剂作用下,进行上述反应。测得的时空收率为,反应速率。
【注】(催化剂)。
①反应速率________ 。
②的时空收率为________ 。
(1)实验室常用邻二氮菲检验亚铁离子,生成橙红色的邻二氮菲亚铁络离子X:①基态的最外层电子排布式是
②X中除含共价键外,还含配位键,X含
(2)温度为T时,在恒容密闭容器中充入一定量的和混合气体,发生反应:
。
已知该反应存在:,,其中、为速率常数,x为相关物质的物质的量分数。反应达到平衡时,若、转化率均为60%,且该反应的,则
(3)氧化锰八面体分子筛(简称OMS-2)是一种纳米级别的新型环保催化剂,对挥发性有机物(VOCs)的氧化去除有着很好的催化作用。如用OMS-2为催化剂(为对比催化实验)氧化处理甲醛的反应生成、,在等时间内HCHO转化率随温度的变化关系如图所示。①常温时,OMS-2催化氧化甲醛生成、反应的化学方程式是
②下列有关说法中,正确的有
A.相比,OMS-2能提高甲醛氧化的平衡转化率
B.OMS-2能降低甲醛氧化反应的活化能
C.OMS-2作为纳米材料,表面积大,催化效果好
D.两种催化剂的平衡转化率均随温度的升高而增大
(4)以合成气(、)为原料合成乙二醇的反应:
反应ⅰ.
反应ⅱ.
温度为473K,在恒容(2.0L)密闭容器中充入一定量的合成气(,测得体系总压为40MPa),在(其中含)催化剂作用下,进行上述反应。测得的时空收率为,反应速率。
【注】(催化剂)。
①反应速率
②的时空收率为
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3 . 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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解题方法
4 . 船舶柴油机发动机工作时,反应产生的尾气是空气主要污染物之一,研究的转化方法和机理具有重要意义。
已知:;;
(1)氧化脱除的总反应是_______ 。
(2)该反应过程有两步:,反应中各物质浓度变化如图所示。则速率常数_______ (填“”、“”或“”),原因是 _______ 。 (3)已知:的反应历程分两步:
①则反应Ⅰ与反应Ⅱ的活化能:_______ (填“”“”或“”)。反应的平衡常数_______ (用、、、表示)。
②在、初始压强为的恒温刚性容器(体积为VL)中,按通入和一定条件下发生反应。达平衡时转化率为转化率为____________ 。
(4)某研究小组将、和一定量的充入密闭容器中,在催化剂表面发生反应的转化率随温度的变化情况如图所示: 内温度从升高到,此时段内的平均反应速率_______ (保留位有效数字)。
②无氧条件下,生成的转化率较低,原因可能是_______ 。
已知:;;
(1)氧化脱除的总反应是
(2)该反应过程有两步:,反应中各物质浓度变化如图所示。则速率常数
步骤 | 反应 | 活化能 | 正反应速率方程 | 逆反应速率方程 |
Ⅰ | (快) | |||
Ⅱ | (慢) |
②在、初始压强为的恒温刚性容器(体积为VL)中,按通入和一定条件下发生反应。达平衡时转化率为转化率为
(4)某研究小组将、和一定量的充入密闭容器中,在催化剂表面发生反应的转化率随温度的变化情况如图所示: 内温度从升高到,此时段内的平均反应速率
②无氧条件下,生成的转化率较低,原因可能是
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解题方法
5 . 是重要的化工原料,在生产和生活中都发挥着重要作用。
(1)配合物广泛存在于自然界,其中能与形成深蓝色溶液。
①基态的3d电子轨道表示式为_______ 。
②的配位原子是_______ ,氨气中H—N—H的键角小于配合物中H—N—H的键角,其原因是_______ 。
(2)氨是制取硝酸的重要原料。氨的催化氧化过程主要有以下两个反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
①反应_______ 。
②不同温度下氨催化氧化的平衡常数如下();
下列说法正确的是_______ 。
A.如果对反应不加控制,氨和氧气反应的最终产物主要是
B.为使反应有利于向生成更多的NO方向进行,不必关注热力学问题(平衡移动问题),需要关注动力学问题(反应速率问题)
C.在实际生产中,需采用高压氧化,以利于提高NO的产率
D.反应中需控制氨氧比、选择性催化剂的形状、气固相接触时间等
(3)已知可通过下列方法合成尿素:
第一步:
第二步:在体积为5 L的密闭容器中加入1 mol 和4 mol ,在一定条件下反应进行到10 min时,测得和尿素的物质的量均为0.25 mol,15 min后,测得的物质的量为0.1 mol,如图所示。
①若用单位时间内物质的量的变化来表示固体或纯液体的反应速率,则10 min内第一步反应中生成(氨基甲酸铵)的平均反应速率为_______ 。
②反应进行15分钟后,随着时间的变化,尿素和氨基甲酸铵的物质的量变化比较明显,但氨气和二氧化碳的物质的量基本不变,其主要原因是_______ ,第一步反应的平衡常数_______ (列出算式即可)。
(1)配合物广泛存在于自然界,其中能与形成深蓝色溶液。
①基态的3d电子轨道表示式为
②的配位原子是
(2)氨是制取硝酸的重要原料。氨的催化氧化过程主要有以下两个反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
①反应
②不同温度下氨催化氧化的平衡常数如下();
温度(℃) | 300 | 500 | 700 | 900 | 1100 |
反应Ⅰ() | 6.3×1041 | 1.1×1026 | 2.1×1019 | 3.8×1015 | 3.4×1011 |
反应Ⅱ() | 7.3×1056 | 7.1×1034 | 2.6×1025 | 1.5×1020 | 6.7×1016 |
A.如果对反应不加控制,氨和氧气反应的最终产物主要是
B.为使反应有利于向生成更多的NO方向进行,不必关注热力学问题(平衡移动问题),需要关注动力学问题(反应速率问题)
C.在实际生产中,需采用高压氧化,以利于提高NO的产率
D.反应中需控制氨氧比、选择性催化剂的形状、气固相接触时间等
(3)已知可通过下列方法合成尿素:
第一步:
第二步:在体积为5 L的密闭容器中加入1 mol 和4 mol ,在一定条件下反应进行到10 min时,测得和尿素的物质的量均为0.25 mol,15 min后,测得的物质的量为0.1 mol,如图所示。
①若用单位时间内物质的量的变化来表示固体或纯液体的反应速率,则10 min内第一步反应中生成(氨基甲酸铵)的平均反应速率为
②反应进行15分钟后,随着时间的变化,尿素和氨基甲酸铵的物质的量变化比较明显,但氨气和二氧化碳的物质的量基本不变,其主要原因是
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6 . 铁及其化合物在催化、生产实验中具有重要作用
(1)铁钴催化剂中基态Co原子的电子排布式:________ 。
(2)已知:
①催化乙苯脱氢制得苯乙烯反应Ⅰ:
________ (用、、表示)。
②下列关于反应Ⅰ说法正确的是________ 。
A.X射线衍射技术可测得晶体结构
B.可改变乙苯平衡转化率
C.升高温度,正、逆反应速率均加快
D.仅从平衡移动角度分析,生产苯乙烯选择恒容条件优于恒压条件
③某温度下,向2.0L恒容密闭容器中充入,在催化剂作用下发生反应Ⅰ,测得乙苯脱氢反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即,则前4h内平均反应速率________ 。
(3)常温下构建Fe(Ⅲ)溶液体系,已知为某邻苯二酚类配体,其电离平衡常数,,其中,。体系中含Fe物种的组分分布系数δ与pH的关系如图所示(分布系数):①当pH=1时,体系中发生主要反应:,此时该反应的K≈________ 。
②当pH=4时,参与配位的________ mol/L。
③pH在9.5~10.5之间,含L的物种主要为________ (填“”、“”、“”),列出相关计算式进行说明:________ 。
(1)铁钴催化剂中基态Co原子的电子排布式:
(2)已知:
①催化乙苯脱氢制得苯乙烯反应Ⅰ:
②下列关于反应Ⅰ说法正确的是
A.X射线衍射技术可测得晶体结构
B.可改变乙苯平衡转化率
C.升高温度,正、逆反应速率均加快
D.仅从平衡移动角度分析,生产苯乙烯选择恒容条件优于恒压条件
③某温度下,向2.0L恒容密闭容器中充入,在催化剂作用下发生反应Ⅰ,测得乙苯脱氢反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
时间t/h | 0 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 20 | 25 | 30 |
总压强p/100kPa | 4.91 | 5.58 | 6.32 | 7.31 | 8.54 | 9.50 | 9.52 | 9.53 | 9.53 |
(3)常温下构建Fe(Ⅲ)溶液体系,已知为某邻苯二酚类配体,其电离平衡常数,,其中,。体系中含Fe物种的组分分布系数δ与pH的关系如图所示(分布系数):①当pH=1时,体系中发生主要反应:,此时该反应的K≈
②当pH=4时,参与配位的
③pH在9.5~10.5之间,含L的物种主要为
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2024-03-06更新
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1021次组卷
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4卷引用:2024届广东省汕头市高三下学期一模化学试题
23-24高二上·广东深圳·期末
名校
解题方法
7 . 回答下列问题
(1)某温度时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
①反应从开始至2min,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)=___________ 。
②由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为___________ 。
③下列措施能加快反应速率的有___________ 。
A.恒压时充入He B.恒容时充入He C.恒容时充入X D.升高温度
(2)已知25℃时H3PO4的各级电离平衡常数如表所示:
①NaH2PO4水解反应的离子方程式为___________ ;其水解常数Kh=___________ (保留3位有效数字),NaH2PO4溶液呈___________ 性。(填“酸”、“碱”或“中”)
②计算H2PO+PO2HPO的平衡常数K=___________ (保留2位有效数字)。
(1)某温度时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
①反应从开始至2min,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)=
②由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为
③下列措施能加快反应速率的有
A.恒压时充入He B.恒容时充入He C.恒容时充入X D.升高温度
(2)已知25℃时H3PO4的各级电离平衡常数如表所示:
平衡常数 | H3PO4 |
Ka1 | 8×10-3 |
Ka2 | 6×10-8 |
Ka3 | 4×10-13 |
②计算H2PO+PO2HPO的平衡常数K=
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名校
解题方法
8 . 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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2024·广东·模拟预测
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解题方法
9 . 直接将CO2转化为有机物并非植物的“专利”,科学家通过多种途径实现了CO2合成甲醛,总反应为。转化步骤如下图所示:
(1)甲醇与甲醛中∠OCH键角较大的是_______ ,导致键角不同的原因是_______ 。
(2)已知,则总反应的_______ (用图1中焓变以及表示)。
(3)T℃,在容积为2L的恒容密闭容器中充入1molCO2和一定量H2,只发生可逆反应①。若起始时容器内气体压强为1.2kPa,达到平衡时,CH3OH(g)的分压与起始投料比[n(H2)/n(CO2)]的变化关系如下图2所示
(i)若5min时到达c点,则0~5min时的平均反应速率v(H2)=_______ ;
(ii)Kp=_______ (写计算表达式);
(4)在恒温恒容条件下只发生反应②。关于该步骤的下列说法错误的是_______。
(5)已知Arrhenius公式:(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。反应①②的有关数据分别如下图3所示,Ea相对较小的是_______ (填编号①、②);研究表明,加入某极性介质有助于加快整个反应的合成速率,原因可能是_______ 。
(1)甲醇与甲醛中∠OCH键角较大的是
(2)已知,则总反应的
(3)T℃,在容积为2L的恒容密闭容器中充入1molCO2和一定量H2,只发生可逆反应①。若起始时容器内气体压强为1.2kPa,达到平衡时,CH3OH(g)的分压与起始投料比[n(H2)/n(CO2)]的变化关系如下图2所示
(i)若5min时到达c点,则0~5min时的平均反应速率v(H2)=
(ii)Kp=
(4)在恒温恒容条件下只发生反应②。关于该步骤的下列说法错误的是_______。
A.若反应②正向为自发反应,需满足 |
B.若气体的平均相对分子质量保持不变,说明反应②体系已经达到平衡 |
C.增大O2的浓度,HCHO(g)的平衡物质的量分数一定增大 |
D.反应②体系始终存在v生成(H2O2)=v消耗(CH3OH) |
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解题方法
10 . CO2催化氢化制备甲酸是实现碳中和的重要途径之一,其反应原理如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)反应的__________ 。
(2)在恒温刚性密闭容器中通入等量的CO2和H2发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,下列事实能说明容器内反应达到平衡状态的是__________ (填选项字母)。
a.混合气体的平均摩尔质量不再发生变化
b.反应Ⅱ的化学平衡常数不再变化
c.CO2和H2的物质的量之比不再发生变化
d.容器内混合气体压强不再发生变化
(3)一定温度下,向某容积为的恒容密闭容器中充入和,发生上述反应,平衡时容器内各含碳物质的物质的量分数[例如:甲酸的物质的量分数%]与温度的关系如下图所示。
①表示CO物质的量分数随温度变化的曲线为__________ (填“”“”或“”),判断理由为__________ ;能提高甲酸平衡产率的措施为__________ (任写一条)。
②下,时反应达到平衡状态。的平均生成速率__________ ,的转化率__________ 。
③下,反应Ⅱ的平衡常数(Ⅱ)=__________ 。
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)反应的
(2)在恒温刚性密闭容器中通入等量的CO2和H2发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,下列事实能说明容器内反应达到平衡状态的是
a.混合气体的平均摩尔质量不再发生变化
b.反应Ⅱ的化学平衡常数不再变化
c.CO2和H2的物质的量之比不再发生变化
d.容器内混合气体压强不再发生变化
(3)一定温度下,向某容积为的恒容密闭容器中充入和,发生上述反应,平衡时容器内各含碳物质的物质的量分数[例如:甲酸的物质的量分数%]与温度的关系如下图所示。
①表示CO物质的量分数随温度变化的曲线为
②下,时反应达到平衡状态。的平均生成速率
③下,反应Ⅱ的平衡常数(Ⅱ)=
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