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1 . CH3OH是一种无色有刺激性气味的液体,在生产生活中有重要用途,同时也是一种重要的化工原料。
(1)已知利用合成气(主要成分CO和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生反应为:CO(g)+2H2 (g)CH3OH(g)。反应过程中的能量变化如图所示,该反应为___________ (填“放热”或“吸热”)反应。
(2)现在实验室中用CO和H2反应模拟甲醇合成反应,在2L恒容密闭容器内,400℃时发生反应:CO(g)+2H2 (g)CH3OH (g),体系中n(CO)随时间的变化如表:
①0~2min内,以H2表示的该反应速率v(H2)=___________ ;
②下列措施不能提高反应速率的有___________ (请用相应字母填空);
a.升高温度 b.恒T、恒V下充入H2
c.及时分离出CH3OH d.恒T、恒P下充入N2
e.加入高效催化剂
③下列叙述能说明反应达到平衡状态的是___________ (请用相应字母填空);
a.CO和H2的浓度保持不变 b. 2v正(H2)=v逆(CO)
c.容器内气体密度保持不变 d.容器内质量保持不变
e.每生成1mol CH3OH的同时有2mol H-H键形成
(3)化学能与其他能量间的转换在生活中处处可见,比如某种氢氧燃料电池已经成功应用在城市公交汽车上,该电池用30%H2SO4溶液作电解质溶液,其简易装置如图所示。
在这个燃料电池中,正极的电极反应式为_______________________ 。若在标况下,消耗了33.6L的氢气,此时电路中转移的电子数目为______________ (用阿伏加德罗常数表示)。
(1)已知利用合成气(主要成分CO和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生反应为:CO(g)+2H2 (g)CH3OH(g)。反应过程中的能量变化如图所示,该反应为
(2)现在实验室中用CO和H2反应模拟甲醇合成反应,在2L恒容密闭容器内,400℃时发生反应:CO(g)+2H2 (g)CH3OH (g),体系中n(CO)随时间的变化如表:
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 5 |
n(CO) (mol) | 0.020 | 0.011 | 0.008 | 0.007 | 0.007 |
②下列措施不能提高反应速率的有
a.升高温度 b.恒T、恒V下充入H2
c.及时分离出CH3OH d.恒T、恒P下充入N2
e.加入高效催化剂
③下列叙述能说明反应达到平衡状态的是
a.CO和H2的浓度保持不变 b. 2v正(H2)=v逆(CO)
c.容器内气体密度保持不变 d.容器内质量保持不变
e.每生成1mol CH3OH的同时有2mol H-H键形成
(3)化学能与其他能量间的转换在生活中处处可见,比如某种氢氧燃料电池已经成功应用在城市公交汽车上,该电池用30%H2SO4溶液作电解质溶液,其简易装置如图所示。
在这个燃料电池中,正极的电极反应式为
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2 . 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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3 . 是一种无色有刺激性气味的液体,在生产生活中有重要用途,也是一种重要的化工原料。
(1)已知利用合成气(主要成分和)在催化剂的作用下合成甲醇,发生反应为:。反应过程中的能量变化如图所示,该反应为_____________________ (填“放热”或“吸热”)反应。(2)已知(,石墨)与适量反应生成和,吸收热量,请写出热化学方程式:_____________________________________________________ 。
(3)现在实验室中用和反应模拟甲醇合成反应,在恒容密闭容器内,时发生反应:,体系中随时间的变化如表:
①内,以表示的该反应速率_____________________ ;
②下列措施不能提高反应速率的有_____________________ (请用相应字母填空);
升高温度 恒、恒下充入 及时分离出
恒、恒下充入 加入高效催化剂
③下列叙述能说明反应达到平衡状态的是_____________________ (请用相应字母填空);
和的浓度保持不变
每生成的同时有键形成
容器内气体密度保持不变
容器内质量保持不变
(1)已知利用合成气(主要成分和)在催化剂的作用下合成甲醇,发生反应为:。反应过程中的能量变化如图所示,该反应为
(3)现在实验室中用和反应模拟甲醇合成反应,在恒容密闭容器内,时发生反应:,体系中随时间的变化如表:
时间 | 0 | 1 | 2 | 3 | 5 |
0.020 | 0.011 | 0.008 | 0.007 | 0.007 |
②下列措施不能提高反应速率的有
升高温度 恒、恒下充入 及时分离出
恒、恒下充入 加入高效催化剂
③下列叙述能说明反应达到平衡状态的是
和的浓度保持不变
每生成的同时有键形成
容器内气体密度保持不变
容器内质量保持不变
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4 . 酚类化合物在医疗、环保、工业等方面有着广泛的用途。
(1)苯酚可用于外科器械消毒、皮肤杀菌与止痒,可通过磺化法制备。该工艺具体流程如下:
反应③的化学方程式为___________ 。
(2)石油加工、造纸等企业易产生含有苯酚的工业废水,可通过O3-H2O2氧化法进行处理,其原理为C6H5OH+H2O2+O3→CO2+H2O(非可逆反应,反应未配平)。在T1℃和T2℃时,分别向含有苯酚的水样中加入等量的30%H2O2溶液,再以相同的流速向水样中通入O3,测得水样中苯酚的含量随时间变化的曲线如图所示。
①在T1℃时,0~10min内,C6H5OH的平均反应速率为___________ 。
②请判断T1和T2的大小:T1___________ (填“>”“<”或“=”)T2,T1℃时对工业废水中苯酚的去除率低于T2℃时的原因可能是___________ (写一种即可)。
(3)利用FeCl3溶液与苯酚的显色反应,可定性检测工业废水中的苯酚,其反应原理为Fe3++6C6H5OH[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+。反应到达平衡时,下列说法正确的有___________(填标号)。
(4)邻苯二酚钠类配体(L)与金属离子(M)形成的配合物可应用于医药、水处理等领域。其溶液中存在平衡:
M+LML K1
ML+LML2 K2
某研究小组配制了M与L起始浓度比不同的系列溶液,其中L的起始浓度c0(L)=0.02mol/L。
测得平衡时L、ML、ML2的与的变化关系如图所示。
①表示与变化关系的曲线为___________ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②当=0.6时,c平(ML2)=___________ ,K1=___________ 。
(1)苯酚可用于外科器械消毒、皮肤杀菌与止痒,可通过磺化法制备。该工艺具体流程如下:
反应③的化学方程式为
(2)石油加工、造纸等企业易产生含有苯酚的工业废水,可通过O3-H2O2氧化法进行处理,其原理为C6H5OH+H2O2+O3→CO2+H2O(非可逆反应,反应未配平)。在T1℃和T2℃时,分别向含有苯酚的水样中加入等量的30%H2O2溶液,再以相同的流速向水样中通入O3,测得水样中苯酚的含量随时间变化的曲线如图所示。
①在T1℃时,0~10min内,C6H5OH的平均反应速率为
②请判断T1和T2的大小:T1
(3)利用FeCl3溶液与苯酚的显色反应,可定性检测工业废水中的苯酚,其反应原理为Fe3++6C6H5OH[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+。反应到达平衡时,下列说法正确的有___________(填标号)。
A.加水稀释,溶液pH减小 |
B.滴入几滴浓盐酸,增大 |
C.加入少量NaOH固体,反应平衡常数增大 |
D.加入少量Cu粉,溶液紫色变浅 |
(4)邻苯二酚钠类配体(L)与金属离子(M)形成的配合物可应用于医药、水处理等领域。其溶液中存在平衡:
M+LML K1
ML+LML2 K2
某研究小组配制了M与L起始浓度比不同的系列溶液,其中L的起始浓度c0(L)=0.02mol/L。
测得平衡时L、ML、ML2的与的变化关系如图所示。
①表示与变化关系的曲线为
②当=0.6时,c平(ML2)=
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解题方法
5 . 甲醇来源丰富、价格低廉,是一种重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景。
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H = -570 kJ/mol
(1)计算2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H =_______ 。
(2)若在绝热恒容 的容器内进行反应2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g),初始加入2mol CH3OH和3mol O2下列不能 表示该反应达到平衡状态的有__________ (填字母序号)。
A.保持不变 B.容器中混合气体的密度不变化
C.2v正(H2O)=v逆(CO2) D.容器中混合气体的压强不变化
E. 平均相对分子量保持不变 F. K值保持不变_______ ,初始压强为P,该反应的压强平衡常数Kp=______ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)若再次向容器中充入0.5mol H2和0.5mol CO,则此时该反应v(正)_____ v(逆)(填“>”、“<”或“=”);
(5)某实验小组设计了甲醇以氢氧化钾为电解质溶液的燃料电池装置。该电池负极反应的离子方程式为______ 。
Ⅰ.工业生产甲醇的常用方法是:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H = -91 kJ/mol。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H = -580kJ/mol;2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H = -570 kJ/mol
(1)计算2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H =
(2)若在
A.保持不变 B.容器中混合气体的密度不变化
C.2v正(H2O)=v逆(CO2) D.容器中混合气体的压强不变化
E. 平均相对分子量保持不变 F. K值保持不变
Ⅱ.制甲醇所需要的H2,可用下列反应制取:H2O(g)+CO(g)H2(g)+ CO2(g) △H<0,某温度下该反应,若起始时向2L容器中充入1 mol CO和1 mol H2O,5min达到平衡时,CO的转化率为60%,试回答下列问题:
(3)该温度下,反应进行一阶段时间后达平衡,用H2表示该反应的平均反应速率为(4)若再次向容器中充入0.5mol H2和0.5mol CO,则此时该反应v(正)
(5)某实验小组设计了甲醇以氢氧化钾为电解质溶液的燃料电池装置。该电池负极反应的离子方程式为
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解题方法
6 . 甲烷和乙炔(CH≡CH)在有机合成中有着广泛的用途。
(1)已知:①
②
③
写出甲烷与水蒸气在高温下制备合成气(CO、)的热化学方程式:___________ 。
(2)用甲烷在高温下气相裂解制取乙炔和氢气,其反应原理为 。几种气体平衡时分压(Pa)的对数与温度(K)的关系如图所示。①图中A点温度时的平衡常数___________ (用气体平衡分压代替浓度计算)。
②℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中充入进行上述反应。当反应达到平衡时,测得,则的转化率为___________ 。若改变温度至℃,10s后反应再次达到平衡,测得,则该变化过程中___________ (填“>”或“<”)。
(3)一定温度下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入(乙炔)和2molHCl发生反应: 。测得反应物(或HCl)浓度随时间的变化关系如图所示。①M点时,___________ (填“>”“<”或“=”)。
②15min时仅改变了一个外界条件,改变的条件可能是___________ 。
③0~10min内氯乙烯的平均反应速率___________ 。向密闭容器中充入一定量乙炔和氯化氢,发生上述反应,测得乙炔的平衡转化率与温度、S的关系如图所示。其中,则S代表的物理量是___________ 。
(1)已知:①
②
③
写出甲烷与水蒸气在高温下制备合成气(CO、)的热化学方程式:
(2)用甲烷在高温下气相裂解制取乙炔和氢气,其反应原理为 。几种气体平衡时分压(Pa)的对数与温度(K)的关系如图所示。①图中A点温度时的平衡常数
②℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中充入进行上述反应。当反应达到平衡时,测得,则的转化率为
(3)一定温度下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入(乙炔)和2molHCl发生反应: 。测得反应物(或HCl)浓度随时间的变化关系如图所示。①M点时,
②15min时仅改变了一个外界条件,改变的条件可能是
③0~10min内氯乙烯的平均反应速率
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解题方法
7 . 甲醇用途广泛,可用作溶剂、防冻剂、燃料,也可用于生产生物柴油,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)可以合成甲醇,涉及的反应如下,回答下列问题:
反应ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=−91.5kJ∙mol−1
反应ii:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2=−49.9kJ∙mol−1
反应iii:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3=+41.6kJ∙mol−1
(1)在某催化剂作用下,反应ⅰ的反应历程如图所示(图中数据表示微粒数目以及微粒的相对总能量,*表示吸附在催化剂上):①CO2的电子式为___________ 。
②结合反应历程,写出反应ⅰ中生成甲醇的决速步骤的反应方程式___________ 。
③m=___________ (计算结果保留两位有效数字,已知1eV=1.6×10−22kJ)。
(2)反应ⅰ的Arrhenius经验公式Rlnk=−+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C均为常数,T为温度),实验数据如图中曲线M所示。当改变外界条件时,实验数据如图中曲线N所示,则实验可能改变的外界条件是___________ 。(3)将一定量的CO2(g)和H2(g)充入密闭容器中并加入合适的催化剂,只发生反应ii和iii.在相同温度不同压强下测得CO2的平衡转化率、CH3OH(g)的选择性和CO的选择性随压强变化曲线如图所示。①图中表示CH3OH的选择性的曲线是___________ (填“m”“n”或“p”),简述判断方法___________ 。②反应体系中组分CO2(g)、CO(g)的浓度随时间变化情况如图所示。0~15s时间段内,CH3OH的平均反应速率为___________ mol·L−1·s−1(保留两位有效数字)。
反应ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=−91.5kJ∙mol−1
反应ii:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2=−49.9kJ∙mol−1
反应iii:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3=+41.6kJ∙mol−1
(1)在某催化剂作用下,反应ⅰ的反应历程如图所示(图中数据表示微粒数目以及微粒的相对总能量,*表示吸附在催化剂上):①CO2的电子式为
②结合反应历程,写出反应ⅰ中生成甲醇的决速步骤的反应方程式
③m=
(2)反应ⅰ的Arrhenius经验公式Rlnk=−+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C均为常数,T为温度),实验数据如图中曲线M所示。当改变外界条件时,实验数据如图中曲线N所示,则实验可能改变的外界条件是
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解题方法
8 . 氨和铵盐用途广泛。
(1)工业合成氨的反应是 N2+3H22NH3 。
① 一定温度下,在某500mL的密闭容器中充入3mol H2 和 1 mol N2,3min后反应达平衡,H2的物质的量为0.75mol,求
a. H2的转化率,___________
b.平衡时NH3的体积分数___________ 。(写出计算过程)
② 对上述反应,下列说法不正确的是___________
A.正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应统称为可逆反应
B.当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时,该反应达到化学平衡状态
C.化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率
D.改变可逆反应的反应条件可以在一定程度上改变其化学平衡状态
(2)已知日常所用的干电池中,其电极分别为碳棒和锌皮,以糊状NH4Cl和ZnCl2作为电解质,电极反应可简化为2NH+ 2e-=2NH3+H2 (还加入填充物MnO2,用于吸收H2生成水,NH3与Zn2+结合为稳定物质)。根据以上信息,日常所用的干电池的正极是___________ ,负极是___________ 。当生成25.5克NH3时,转移___________ mol电子。
(1)工业合成氨的反应是 N2+3H22NH3 。
① 一定温度下,在某500mL的密闭容器中充入3mol H2 和 1 mol N2,3min后反应达平衡,H2的物质的量为0.75mol,求
a. H2的转化率,
b.平衡时NH3的体积分数
② 对上述反应,下列说法不正确的是
A.正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应统称为可逆反应
B.当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时,该反应达到化学平衡状态
C.化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率
D.改变可逆反应的反应条件可以在一定程度上改变其化学平衡状态
(2)已知日常所用的干电池中,其电极分别为碳棒和锌皮,以糊状NH4Cl和ZnCl2作为电解质,电极反应可简化为2NH+ 2e-=2NH3+H2 (还加入填充物MnO2,用于吸收H2生成水,NH3与Zn2+结合为稳定物质)。根据以上信息,日常所用的干电池的正极是
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解题方法
9 . Ⅰ.某可逆反应在体积为5L的密闭容器中进行,0~3min内各物质的物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体)。(1)该反应的化学方程式为___________ 。
(2)反应开始至2min时,B的平均反应速率为___________ 。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是___________ (填字母)。
a. b.容器内压强保持不变
c. d.容器内混合气体的密度保持不变
e. f.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(4)将a mol A与b mol B的混合气体通入5L的密闭容器中并发生上述反应,反应到某时刻各物质的量恰好满足:,则原混合气体中___________ 。
Ⅱ.生产生活中的化学反应都伴随着能量的变化,请根据有关知识回答下列问题:
(5)冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途。制作冷敷袋可以利用___________ (填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化。
(6) “即热饭盒”给人们生活带来方便,它可利用下面___________ (填字母)反应释放的热量加热食物。
A,生石灰和水 B.浓硫酸和水
(7)如图是CO和反应生成的能量变化图,写出该反应的热化学方程式:___________ 。
(2)反应开始至2min时,B的平均反应速率为
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是
a. b.容器内压强保持不变
c. d.容器内混合气体的密度保持不变
e. f.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(4)将a mol A与b mol B的混合气体通入5L的密闭容器中并发生上述反应,反应到某时刻各物质的量恰好满足:,则原混合气体中
Ⅱ.生产生活中的化学反应都伴随着能量的变化,请根据有关知识回答下列问题:
(5)冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途。制作冷敷袋可以利用
(6) “即热饭盒”给人们生活带来方便,它可利用下面
A,生石灰和水 B.浓硫酸和水
(7)如图是CO和反应生成的能量变化图,写出该反应的热化学方程式:
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23-24高三上·湖北·阶段练习
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10 . 甲醇是一种基本的有机化工原料,用途十分广泛。应用催化加氢规模化生产甲醇是综合利用,实现“碳达峰”的有效措施之一、我国科学家研究发现二氧化碳电催化还原制甲醇的反应
,需通过以下两步实现:
I.
II.
反应过程中各物质的相对能量变化情况如图所示。
(1)___________ ,稳定性:过渡态1___________ 过渡态2(填“大于”“小于”或“等于”)
(2)为探究该反应,进行如下实验:在一恒温、体积为密闭容器中,充入和,进行该反应(不考虑其它副反应)。时测得和的体积分数之比为且比值不再随时间变化。回答下列问题:
①反应开始到平衡,___________ 。
②该温度下的平衡常数___________ (保留三位有效数字)。
③若上述反应过程中不断升高反应温度,下列图像正确的是___________ 。
A. B. C. D.
(3)基于催化剂的电催化制备甲酸盐同时释放电能的装置如图所示,该电池充电时,阳极的电极反应式为___________ ,若电池工作电极的质量变化为,则理论上消耗的物质的量为___________ 。
,需通过以下两步实现:
I.
II.
反应过程中各物质的相对能量变化情况如图所示。
(1)
(2)为探究该反应,进行如下实验:在一恒温、体积为密闭容器中,充入和,进行该反应(不考虑其它副反应)。时测得和的体积分数之比为且比值不再随时间变化。回答下列问题:
①反应开始到平衡,
②该温度下的平衡常数
③若上述反应过程中不断升高反应温度,下列图像正确的是
A. B. C. D.
(3)基于催化剂的电催化制备甲酸盐同时释放电能的装置如图所示,该电池充电时,阳极的电极反应式为
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2023-11-06更新
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226次组卷
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4卷引用:T28-原理综合题