1 . 是一种强还原性的高能物质,在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某催化剂(用表示)能高效电催化氧化合成,其反应机理如图所示。下列说法正确的是
A.催化剂降低该反应的活化能,大大缩短达到化学平衡所需的时间 |
B.中氮原子上有孤电子对 |
C.该过程的总反应式为 |
D.由于中存在非极性共价键,所以易溶于水 |
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2 . 我国科学家实现了在铜催化条件下将DMF转化为三甲铵。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的 | B.该反应在高温下能自发进行 |
C.该历程中最大能垒为1.19eV | D.其他条件不变,增大压强可提高DMF平衡转化率 |
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解题方法
3 . 随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳资源化利用倍受关注。
I.以和为原料合成尿素 。
(1)有利于提高平衡转化率的措施是___________(填序号)。
(2)研究发现,合成尿素反应分两步完成,其能量变化如下图所示:
第一步:
第二步: ①图中___________ 。
②决定该反应速率是___________ 反应(填“第一步”或“第二步”),理由是___________ 。
Ⅱ.以和催化重整制备合成气:。
(3)在密闭容器中通入物质的量均为的和,在一定条件下发生反应,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行,下列叙述能说明反应到达平衡状态的是___________ (填序号)。
A.容器中混合气体的密度保持不变 B.容器内混合气体的压强保持不变
C.反应速率: D.同时断裂键和键
②由图可知,压强___________ (填“>”“<”或“=”,下同);点速率___________ 。
③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数,则点对应温度下的___________ (用含的代数式表示)。
Ⅲ.电化学法还原二氧化碳制乙烯
在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图所示:(4)阴极电极反应式为___________ 。
I.以和为原料合成尿素 。
(1)有利于提高平衡转化率的措施是___________(填序号)。
A.高温低压 | B.低温高压 | C.高温高压 | D.低温低压 |
(2)研究发现,合成尿素反应分两步完成,其能量变化如下图所示:
第一步:
第二步: ①图中
②决定该反应速率是
Ⅱ.以和催化重整制备合成气:。
(3)在密闭容器中通入物质的量均为的和,在一定条件下发生反应,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行,下列叙述能说明反应到达平衡状态的是
A.容器中混合气体的密度保持不变 B.容器内混合气体的压强保持不变
C.反应速率: D.同时断裂键和键
②由图可知,压强
③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数,则点对应温度下的
Ⅲ.电化学法还原二氧化碳制乙烯
在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图所示:(4)阴极电极反应式为
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4 . 工业上可采用的方法来制取高纯度的和。我国学者采用量子力学方法,通过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。甲醇()脱氢反应的第一步历程,有如下两种可能方式(其中、为活化能):
方式①:
方式②:
图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。下列关于上述“第一步历程”的说法中,错误的是
方式①:
方式②:
图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。下列关于上述“第一步历程”的说法中,错误的是
A.主要历经方式② |
B.总反应的焓变()大于0 |
C.最小能垒(活化能)为 |
D.焓变最小的基元反应为 |
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解题方法
5 . 甲醇()作为重要的清洁燃料和合成化学的关键前驱体,在化工行业需求旺盛。以为催化剂在水溶液中电催化二氧化碳还原为和的能量变化如图所示:下列说法错误的是
A.生成甲醇反应的决速步为 |
B.两反应只涉及极性键的断裂和生成 |
C.通过上图分析:甲烷比甲醇稳定 |
D.用作催化剂可提高甲醇的选择性 |
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解题方法
6 . 一定条件下,1-苯基丙炔(Ph-C=C-CH3)可与HCl发生催化加成,反应如下:反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知:反应I、Ⅲ为放热反应),下列说法不正确 的是
A.反应活化能:反应I<反应Ⅱ |
B.反应焓变:反应I<反应Ⅱ |
C.增加HCl浓度不会改变平衡时产物Ⅱ和产物I的比例 |
D.选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Ⅰ |
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7 . 环境科学研究发现,也是一种温室效应气体,与相比,虽然在大气中的含量很低,增温潜势却是二氧化碳的298倍,对全球气候的增温效应在未来将越来越显著,已引起科学家的极大关注。(1)用CO还原的能量变化如上图所示,则无催化剂条件下该反应的逆反应的活化能为__________ ;在相同温度和压强下,1mol 和1mol CO经过相同反应时间测得如下实验数据:
试分析在相同温度时,催化剂2催化下的转化率更高的原因是___________ 。
(2)在容积均为1L的密闭容器A(起始500℃,恒温)、B(起始500℃,绝热)两个容器中分别加入0.1mol 、0.4mol CO和相同催化剂。实验测得A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示:①B容器中的转化率随时间的变化关系是图中的___________ 曲线(填“a”或“b”)。
②要缩短b曲线对应容器达到平衡的时间,但不改变的平衡转化率,在催化剂一定的情况下可采取的措施是___________ (答出一条即可)。
③500℃该反应的化学平衡常数K=___________ (用最简分数表示)。
④实验测定该反应的反应速率,,、分别是正、逆反应速率常数,c为物质的量浓度,计算M处的___________ (保留两位小数)。
实验 | 温度/℃ | 催化剂 | 的转化率/% |
实验1 | 400 | 催化剂1 | 9.5 |
400 | 催化剂2 | 10.6 | |
实验2 | 500 | 催化剂1 | 12.3 |
500 | 催化剂2 | 13.5 |
(2)在容积均为1L的密闭容器A(起始500℃,恒温)、B(起始500℃,绝热)两个容器中分别加入0.1mol 、0.4mol CO和相同催化剂。实验测得A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示:①B容器中的转化率随时间的变化关系是图中的
②要缩短b曲线对应容器达到平衡的时间,但不改变的平衡转化率,在催化剂一定的情况下可采取的措施是
③500℃该反应的化学平衡常数K=
④实验测定该反应的反应速率,,、分别是正、逆反应速率常数,c为物质的量浓度,计算M处的
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8 . 铋基催化剂对电化学还原制取具有高效的选择性。其反应历程与能量变化如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法不正确的是
A.使用两种催化剂中更有利于的吸附 |
B.电化学还原制取的反应 |
C.使用催化剂时,最大能垒是 |
D.由生成的反应为 |
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9 . 空气中含量的控制和资源利用,具有重要意义。
(1)燃煤烟气中的捕集可通过如下所示的物质转化实现。
“吸收”后所得的溶液与石灰乳反应的化学方程式为______ ;载人航天器内,常用LiOH固体而很少用KOH固体吸收空气中的,其原因是______ 。
(2)二氧化碳催化加氢制甲醇,涉及反应有:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
某压强下在体积固定的密闭容器中,按照投料发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。
平衡时,CO、在含碳产物中物质的量分数及转化率随温度的变化如下图一所示。
①n曲线代表的物质为______ 。
②在150~250℃范围内,转化率随温度升高而降低的原因是______ 。
(3)和反应制备的反应机理如下图二所示(带*的表示吸附在催化剂表面)
①研究表明,图中过程ⅱ的活化能小但实际反应速率慢,是控速步骤,导致该步反应速率小的原因可能是______ 。
A.对该反应有阻碍作用 B.其它物种的存在削弱了同一吸附位上H的吸附
C.温度变化导致活化能增大 D.温度变化导致平衡常数减小
②已知:图中HCOO为甲酸物种,结构是,为甲氧基物种。从化学键视角将图中ⅰ与ⅱ的过程可描述为______ 。
(1)燃煤烟气中的捕集可通过如下所示的物质转化实现。
“吸收”后所得的溶液与石灰乳反应的化学方程式为
(2)二氧化碳催化加氢制甲醇,涉及反应有:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
某压强下在体积固定的密闭容器中,按照投料发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。
平衡时,CO、在含碳产物中物质的量分数及转化率随温度的变化如下图一所示。
①n曲线代表的物质为
②在150~250℃范围内,转化率随温度升高而降低的原因是
(3)和反应制备的反应机理如下图二所示(带*的表示吸附在催化剂表面)
①研究表明,图中过程ⅱ的活化能小但实际反应速率慢,是控速步骤,导致该步反应速率小的原因可能是
A.对该反应有阻碍作用 B.其它物种的存在削弱了同一吸附位上H的吸附
C.温度变化导致活化能增大 D.温度变化导致平衡常数减小
②已知:图中HCOO为甲酸物种,结构是,为甲氧基物种。从化学键视角将图中ⅰ与ⅱ的过程可描述为
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解题方法
10 . 接触法制硫酸的工艺流程中的关键步骤是SO2的催化氧化:,在催化剂表面的反应历程如下:
下列说法正确的是
下列说法正确的是
A.过程中既有V-O键的断裂,又有V-O键的形成 |
B.该反应的中间产物是V2O5 |
C.反应①的活化能比反应②大 |
D.反应放热,为提高SO2转化率,应尽可能在较低温度下反应 |
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