1 . 甲醛(HCHO)在化工、医药、农药等方面有广泛的应用。利用甲醇一定条件下直接脱氢可制甲醛,涉及的反应如下:
反应I:
反应II:
已知:①平衡状态下,甲醛选择性;甲醛的收率。
②几种物质的燃烧热如下表:
回答下列问题:
(1)_______ ,HCHO的空间结构为_______ 形。
(2)反应I、反应II的反应历程可表示为:
历程i:……
历程ii:
历程iii:
历程iv:
写出历程i的反应方程式:_______ 。
(3)将加入容积为2L的刚性密闭容器中,温度对平衡状态下的选择性和收率的影响如图所示:①图中表示收率的是曲线_______ (填“I”或“II”),判断的依据是_______ 。
②℃,反应进行到10min时达到平衡,此时的转化率为_______ ,_______ ,反应I的平衡常数_______ 。
反应I:
反应II:
已知:①平衡状态下,甲醛选择性;甲醛的收率。
②几种物质的燃烧热如下表:
物质 | ||||
燃烧热 | -725.8 | -563.6 | -283.0 | -285.8 |
(1)
(2)反应I、反应II的反应历程可表示为:
历程i:……
历程ii:
历程iii:
历程iv:
写出历程i的反应方程式:
(3)将加入容积为2L的刚性密闭容器中,温度对平衡状态下的选择性和收率的影响如图所示:①图中表示收率的是曲线
②℃,反应进行到10min时达到平衡,此时的转化率为
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178次组卷
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3卷引用:2024届河南省周口市高三5月全真模拟理科综合试题-高中化学
解题方法
2 . 利用为原料合成的主要反应如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)已知反应Ⅲ的平衡常数,写出反应Ⅲ的热化学方程式___________ 。
(2)一定条件下,向恒压密闭容器中以一定流速通入和混合气体,平衡转化率和选择性随温度、投料比的变化曲线如图所示。①表示选择性的曲线是___________ (填“”或“”);平衡转化率随温度升高发生如图变化的原因是___________ 。
②生成的最佳条件是___________ (填标号)。
(3)一定温度下,向恒压密闭容器中通入和,充分反应后,测得平衡转化率为选择性为,该温度下反应Ⅰ的平衡常数___________ (为以物质的量分数表示的平衡常数)。
(4)向压强恒为的密闭容器中通入反应混合气,在催化作用下只发生反应Ⅰ,测得时空收率(表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)随温度的变化曲线如图所示。①时空收率随温度升高先增大后减小的原因是___________ 。
②时,的平均反应速率___________ 。
③反应Ⅰ的速率方程可表示为,其中为速率常数,(单位:)为各物质的起始分压,分别为的反应级数。实验结果表明速率常数与反应级数均受温度影响,当反应温度由升高到,则___________ 。
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)已知反应Ⅲ的平衡常数,写出反应Ⅲ的热化学方程式
(2)一定条件下,向恒压密闭容器中以一定流速通入和混合气体,平衡转化率和选择性随温度、投料比的变化曲线如图所示。①表示选择性的曲线是
②生成的最佳条件是
(3)一定温度下,向恒压密闭容器中通入和,充分反应后,测得平衡转化率为选择性为,该温度下反应Ⅰ的平衡常数
(4)向压强恒为的密闭容器中通入反应混合气,在催化作用下只发生反应Ⅰ,测得时空收率(表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)随温度的变化曲线如图所示。①时空收率随温度升高先增大后减小的原因是
②时,的平均反应速率
③反应Ⅰ的速率方程可表示为,其中为速率常数,(单位:)为各物质的起始分压,分别为的反应级数。实验结果表明速率常数与反应级数均受温度影响,当反应温度由升高到,则
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3 . 氮氧化物(、NO等)的处理和资源化利用具有重要意义。
(1)反应分为三步基元反应完成。
第一步:决速步骤)
第二步:
①活化能最高的是第___________ 步。
②为了提高总反应中NO的反应速率和转化率可采用的措施为___________ (写两条)。
(2)已知反应。某温度下向2.0L刚性密闭容器中充入和,发生该反应,测得容器内气体总压强(p)与时间(t)的变化如下表所示:
①用表示0~4min内平均反应速率为___________ 。
②该温度下的压强平衡常数___________ kPa。
(3)NO催化分解ICl制取和的原理为:
反应I:;
反应Ⅱ:;。
反应的的关系如图所示。430K时,反应的___________
(4)催化电解NO吸收液可生成多种物质,其中将NO还原为的催化机理如图甲所示。在相同条件下,恒定通过电解池的电量,电解得到部分还原产物的法拉第效率(FE%,法拉第效率之比等于转移电子的物质的量之比)随电解电压的变化如图乙所示。①由图甲可知,催化电解NO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)反应分为三步基元反应完成。
第一步:决速步骤)
第二步:
①活化能最高的是第
②为了提高总反应中NO的反应速率和转化率可采用的措施为
(2)已知反应。某温度下向2.0L刚性密闭容器中充入和,发生该反应,测得容器内气体总压强(p)与时间(t)的变化如下表所示:
反应时间(t)/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
4.80 | 5.44 | 5.76 | 5.92 | 6.00 | 6.00 |
②该温度下的压强平衡常数
(3)NO催化分解ICl制取和的原理为:
反应I:;
反应Ⅱ:;。
反应的的关系如图所示。430K时,反应的
(4)催化电解NO吸收液可生成多种物质,其中将NO还原为的催化机理如图甲所示。在相同条件下,恒定通过电解池的电量,电解得到部分还原产物的法拉第效率(FE%,法拉第效率之比等于转移电子的物质的量之比)随电解电压的变化如图乙所示。①由图甲可知,催化电解NO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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4 . 过硫酸钠(),易溶于水,加热至65℃分解。作为强氧化剂,广泛应用于蓄电池工业、造纸工业、食品工业等。某化学小组对制备和性质及用途进行探究。
Ⅰ.实验室制备工业制备过硫酸钠的反应原理:
主反应:
副反应:
实验室设计如图实验装置:(1)过硫酸钠中硫元素的化合价为
(2)装置b的作用是
(3)上述反应过程中,d装置中主要发生的化学反应方程式为
Ⅱ.探究的性质与用途
(4)用于废水中苯酚的降解
已知:a.具有强氧化性,浓度较高时会导致淬灭。
b.可将苯酚氧化,但反应速率较慢,加入可加快反应。
过程为ⅰ.
ⅱ.将苯酚氧化为气体
①氧化苯酚的离子方程式是
②将含的溶液稀释后加入苯酚的废水处理器中,调节溶液总体积为1L,pH=1,测得在相同时间内,不同条件下苯酚的降解率如图甲。用等物质的量的铁粉代替,可明显提高苯酚的降解率,主要原因是
(5)工业上利用能有效处理燃煤锅炉烟气中的NO气体。一定条件下,将含一定浓度NO的烟气以一定的速率通过含的处理液中,NO去除率随温度变化的关系如图乙所示,80℃时,NO去除率为92%。若NO初始浓度为,达到最大去除率,NO去除的平均反应速率:
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解题方法
5 . 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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解题方法
6 . 酯化反应可用通式表示为。在酸性条件下,,。假设整个过程中无环酯生成,不出现分层现象。
将投入反应容器中,发生如下反应:
二聚:
n聚:
聚:以上反应中每一步的速率常数近似认为相同,记平衡常数。
Ⅰ.反应平衡体系分析
(1)按系统命名法命名为______ 。
(2)定义反应程度,其中为时刻t时反应体系中-OH或者-COOH的数目,为初始反应体系中-OH或-COOH的数目。若,则______ 。
(3)最终产物中存在多种聚合度的缩聚产物,平均聚合度与平衡常数K的关系______ 。
(4)为了使平均聚合度增大,下列方法可行的是______ (填标号)。
A.及时移去 B.升高温度()
C.提高浓度 D.提高浓度
E.先将单体预聚合成低聚物,然后将低聚物进一步聚合
Ⅱ.在实际生产过程中,通常会将反应生成的水及时移去。
(5)加入少量催化与不加入催化两种情况下,初始阶段酯基的生成速率v与c(-COOH)的理论关系如图[图示为与的关系]。
a、b两条曲线的理论斜率之比更接近______ 。A. B. C. D.
当温度升高时,b线斜率将______ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(6)加入少量催化时,实验测得反应过程中平均聚合度与反应时间t的关系为:,其中为反应初始时浓度,k为常数。0~t时,酯基生成的平均速率______ (用k、、t表示,忽略移去水对溶液体积的影响)。
将投入反应容器中,发生如下反应:
二聚:
n聚:
聚:以上反应中每一步的速率常数近似认为相同,记平衡常数。
Ⅰ.反应平衡体系分析
(1)按系统命名法命名为
(2)定义反应程度,其中为时刻t时反应体系中-OH或者-COOH的数目,为初始反应体系中-OH或-COOH的数目。若,则
(3)最终产物中存在多种聚合度的缩聚产物,平均聚合度与平衡常数K的关系
(4)为了使平均聚合度增大,下列方法可行的是
A.及时移去 B.升高温度()
C.提高浓度 D.提高浓度
E.先将单体预聚合成低聚物,然后将低聚物进一步聚合
Ⅱ.在实际生产过程中,通常会将反应生成的水及时移去。
(5)加入少量催化与不加入催化两种情况下,初始阶段酯基的生成速率v与c(-COOH)的理论关系如图[图示为与的关系]。
a、b两条曲线的理论斜率之比更接近
当温度升高时,b线斜率将
(6)加入少量催化时,实验测得反应过程中平均聚合度与反应时间t的关系为:,其中为反应初始时浓度,k为常数。0~t时,酯基生成的平均速率
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7 . 甲醛释氢对氢能源和含甲醛污水处理有重要意义。
(1)电催化释氢
催化电解含较低浓度的混合溶液,可获得与(如图所示)、其中电极b表面覆盖一种与P形成的化合物(晶胞结构如图所示)作催化剂。①催化剂可由与混合物与高温灼烧制得(反应中N元素化合价不变),该反应的化学方程式为___________ 。
②电解时,电极b上同时产生与的物质的量之比为、则电极b上的电极反应式为___________ ,此种情况下,电解过程中每产生,通过阴离子交换膜的为___________ 。
(2)水化释氧
45℃时,碱性条件下作催化剂可将甲醛转化为,反应的机理如图所示:使用时将纳米颗粒负载在表面以防止纳米团聚,其他条件不变,反应相同时间,浓度对氢气产生快慢的影响如图所示:①若将甲醛中的氢用D原子标记为,得到的氢气产物为___________ (填化学式)。
②若浓度过大,的产生迅速减慢的原因可能是___________ 。
(3)氢气在化学工业中应用广泛,一定条件下,在某恒容密闭容器中,按投料比发生如下反应:
①下列能够说明该反应已达到化学平衡状态的是___________ (填标号)。
A. B.混合气体的密度不再变化
C.容器内总压强不再变化 D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
②研究表明该反应速率方程式为,其中k为速率常数。与温度、活化能有关,若投料比时的初始速率为,当转化率为时,反应速率为,由此可知___________ ;设此时反应的活化能为,不同温度条件下对应的速率常数分别为,存在关系:(R为常数),据此推测:升高一定温度,活化能越大,速率常数增大倍数___________ (填“越大”“越小”或“不变”)。
(1)电催化释氢
催化电解含较低浓度的混合溶液,可获得与(如图所示)、其中电极b表面覆盖一种与P形成的化合物(晶胞结构如图所示)作催化剂。①催化剂可由与混合物与高温灼烧制得(反应中N元素化合价不变),该反应的化学方程式为
②电解时,电极b上同时产生与的物质的量之比为、则电极b上的电极反应式为
(2)水化释氧
45℃时,碱性条件下作催化剂可将甲醛转化为,反应的机理如图所示:使用时将纳米颗粒负载在表面以防止纳米团聚,其他条件不变,反应相同时间,浓度对氢气产生快慢的影响如图所示:①若将甲醛中的氢用D原子标记为,得到的氢气产物为
②若浓度过大,的产生迅速减慢的原因可能是
(3)氢气在化学工业中应用广泛,一定条件下,在某恒容密闭容器中,按投料比发生如下反应:
①下列能够说明该反应已达到化学平衡状态的是
A. B.混合气体的密度不再变化
C.容器内总压强不再变化 D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
②研究表明该反应速率方程式为,其中k为速率常数。与温度、活化能有关,若投料比时的初始速率为,当转化率为时,反应速率为,由此可知
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解题方法
8 . 乙烯是世界上产量最大的化学产品之一,乙烯工业是石油化工产业的核心,乙烯产品占石化产品的75%以上,在国民经济中占有重要的地位。利用乙烷裂解制乙烯的反应为C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)△H。
(1)298K时,乙烷的裂解反应历程如图1所示,可能发生反应的平衡常数的对数值(lgK)与温度的倒数()的关系如图2所示。①图1反应的决速步骤是_____ (填“反应a”或“反应b”),乙烷裂解制乙烯的△H=_____ 。
②工业上一般选择温度在1000K左右裂解乙烷,可能的原因是_____ 。
(2)在恒温恒容条件下,下列情况表明反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)达到平衡状态的是_____(填标号)。
(3)在106kPa下,分别按照反应气组成n(C2H6):n(H2O)为1:1、1:4、1:9投料,C2H6的平衡转化率随反应温度的变化关系如图:①图中表示n(C2H6):n(H2O)=1:1的曲线是_____ (填曲线标号)。
②图中Y点正反应速率和Z点逆反应速率的大小关系为v(Y)_____ (填“>”、“=”或“<”)v(Z)。
③在T4℃,按n(C2H6):n(H2O)=1:9投料时,若达到平衡所需要的时间为20min,则乙烷分压平均变化速率为_____ kPa/min,该反应的平衡常数Kp=_____ kPa(Kp为用分压表示的平衡常数,分压=总压×体积分数)。
(1)298K时,乙烷的裂解反应历程如图1所示,可能发生反应的平衡常数的对数值(lgK)与温度的倒数()的关系如图2所示。①图1反应的决速步骤是
②工业上一般选择温度在1000K左右裂解乙烷,可能的原因是
(2)在恒温恒容条件下,下列情况表明反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)达到平衡状态的是_____(填标号)。
A.混合气体密度保持不变 | B.气体总压强保持不变 |
C.气体平均摩尔质量保持不变 | D.产物浓度之比保持不变 |
(3)在106kPa下,分别按照反应气组成n(C2H6):n(H2O)为1:1、1:4、1:9投料,C2H6的平衡转化率随反应温度的变化关系如图:①图中表示n(C2H6):n(H2O)=1:1的曲线是
②图中Y点正反应速率和Z点逆反应速率的大小关系为v(Y)
③在T4℃,按n(C2H6):n(H2O)=1:9投料时,若达到平衡所需要的时间为20min,则乙烷分压平均变化速率为
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解题方法
9 . 以CO、为原料进行资源化利用,对于环境、能源均具有重要意义。已知存在如下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
回答下列问题:
(1)已知某反应的平衡常数表达式为,则该反应的热化学方程式为__________ 。
(2)向一容积为2L的恒容密闭容器中通入1mol和3mol,一定温度下发生反应Ⅰ.起始总压为pPa,20min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。
②0~20min内,用表示的平均反应速率________ ,的平衡浓度________
(3)在一定条件下发生反应Ⅰ、Ⅲ(过量),若反应Ⅰ中的转化率为90%,Ⅲ中的转化率为40%,则的产率为________ .
(4)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a、催化剂b的反应器,发生反应Ⅰ.转化率与温度的关系如图1所示.在催化剂b作用下,温度高于时,转化率下降的原因可能是__________ 。(5)在不同温度、压强和相同催化剂条件下,初始时CO、分别为1mol、2mol时,发生反应Ⅳ,平衡后混合物中的体积分数()如图2所示。①其中,、和由大到小的顺序是________ 。
②若在250℃、的条件下,反应达到平衡,则该反应的平衡常数________ (分压总压物质的量分数)。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
回答下列问题:
(1)已知某反应的平衡常数表达式为,则该反应的热化学方程式为
(2)向一容积为2L的恒容密闭容器中通入1mol和3mol,一定温度下发生反应Ⅰ.起始总压为pPa,20min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
②0~20min内,用表示的平均反应速率
(3)在一定条件下发生反应Ⅰ、Ⅲ(过量),若反应Ⅰ中的转化率为90%,Ⅲ中的转化率为40%,则的产率为
(4)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a、催化剂b的反应器,发生反应Ⅰ.转化率与温度的关系如图1所示.在催化剂b作用下,温度高于时,转化率下降的原因可能是
②若在250℃、的条件下,反应达到平衡,则该反应的平衡常数
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2024-05-21更新
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68次组卷
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2卷引用:江西省部分重点中学2024届高三下学期第二次联考化学试题
10 . 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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