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2023高三·全国·专题练习
1 . 我国在汽车尾气和燃煤尾气的净化方面取得了一定成效。汽车尾气净化的主要原理为。在密闭容器中发生该反应时,随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线如图所示。

(1)温度下,内的平均反应速率___________
(2)当固体催化剂的质量一定时,将催化剂磨成粉末,则反应速率___________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),转化率___________
(3)若在绝热、恒容的密闭体系中充入一定量的气体进行该反应,下列示意图正确且能说明反应在进行到时刻达到平衡状态的是___________(填序号)。
a. b. c. d.
2024-01-10更新 | 54次组卷 | 1卷引用:化学反应速率及平衡图像
2 . 绿色能源是未来能源发展的方向,积极发展氢能,是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。回答下列问题:
(1)通过生物柴油副产物甘油制取H2正成为绿色能源的一个重要研究方向。生物甘油水蒸气重整制氢的主要反应如下(K1、K2分别为反应I、Ⅱ的化学平衡常数):
I.C3H8O3(g)⇌3CO(g)+4H2(g) ΔH1=+251kJ·mol-1 K1
Ⅱ.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41kJ·mol-1 K2
重整总反应C3H8O3(g)+3H2O(g)⇌3CO2(g)+7H2(g)的ΔH3=_________,平衡常数K3=_________。(用含K1、K2的计算式表示)
(2)大量研究表明Pt12Ni、Sn12Ni、Cu12Ni三种双金属合金团簇均可用于催化DRM反应(CH4+CO2⇌2CO+2H2),在催化剂表面涉及多个基元反应,其中甲烷逐步脱氢过程的能量变化如图甲所示(吸附在催化剂表面上的物种用*标注,TS1、TS2、TS3、TS4分别表示过渡态1、过渡态2、过渡态3、过渡态4)。

①Pt12Ni、Sn12Ni、Cu12Ni催化甲烷逐步脱氢过程的速率分别为v1、v2、v3,则脱氢过程的速率由小到大的关系为___________
②甲烷逐步脱氢过程中,决定速率快慢的反应步骤是:___________(用化学方程式表示)。
(3)甲烷干法重整制H2的过程为反应a:CH4+CO2⇌2CO+2H2,同时发生副反应b:CO2+H2⇌CO+H2O,T℃时,在恒压容器中,通入2molCH4和2molCO2发生上述反应,总压强为P0,平衡时甲烷的转化率为40%,H2O的分压为P,则反应a的压强平衡常数Kp=___________(用含P和P0的计算式表示,已知分压=总压×物质的量分数)。
(4)甲烷裂解制氢的反应为CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH=+75kJ·mol-1,Ni可作该反应的催化剂,CH4在催化剂孔道表面反应时,若孔道堵塞会导致催化剂失活。其他条件相同时,随时间增加,温度对Ni催化剂催化效果的影响如图乙所示。考虑综合因素,使用催化剂的最佳温度为___________;650℃条件下,1000s后,氢气的体积分数快速下降的原因是___________
2023-12-22更新 | 124次组卷 | 1卷引用:化学平衡常数及其计算
3 . 甲苯()和二甲苯()是重要的化工原料。利用苯()和甲醇()在催化剂作用下反应得到和副产物三甲苯(),发生的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1)500℃、条件下,反应达到平衡时,结果如图所示。

①由图分析,随着投料比增加,的平衡转化率___________。平衡时的值___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②投料比为1.0时,的平衡转化率为50%,产物中物质的量之比为6:3:1,的平衡转化率为___________,反应Ⅰ的平衡常数___________
(2)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了反应Ⅰ在固体酸(HB)催化剂表面进行的反应历程如图所示,其中吸附在固体酸(HB)表面的物种用*标注。

①反应Ⅰ的______
②吸附的焓变______吸附的焓变(填“>”或“<”)。
在催化剂表面转化为的反应方程式为______
④在固体酸(HB)催化作用下,测得反应Ⅰ的速率方程为(为速率常数)。在刚性容器中发生反应Ⅰ,关于反应Ⅰ的平衡常数(K)和反应速率(υ)的叙述正确的是______(填标号)。
A.升高温度,均增大          B.增大不变,增大
C.降低温度,均增大          D.增大不变,增大
2023-12-18更新 | 86次组卷 | 1卷引用:原理综合题解题策略
4 . 氨的用途十分广泛,是制造硝酸和氮肥的重要原料。
(1)工业合成氨中,合成塔中每产生2 molNH3,放出92.2kJ热量。

1 mol N-H键断裂吸收的能量约等于___________kJ
(2)一定条件下,在恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量N2和H2发生反应生成NH3,下列状态能说明反应达到平衡的是___________(填标号)。
A.容器内压强不变B.N2的体积分数不变
C.气体的密度不再改变D.V(N2)=3V(H2)
(3)已知合成氨反应的速率方程为:ν=kcα(N2)cβ(H2)c-1(NH3),在合成氨过程中,需要不断分离出氨,可能的原因为___________
(4)以氨为原料生产尿素的方程式为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。
①为进一步提高NH3的平衡转化率,下列措施能达到目的的是___________(填标号)。
A.增大CO2的浓度       B.增大压强        C.及时转移生成的尿素       D.使用更高效的催化剂
②尿素的合成分两步进行:
a.2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(1)     ΔH= ‒117 kJ/mol
b.NH2COONH4(1)CO(NH2)2(1)+H2O(g)     ΔH= +15 kJ/mol,第一步反应速率快,可判断活化能较大的是___________(填“第一步”或“第二步”)。
③某实验小组为了模拟工业上合成尿素,在恒温恒容的真空密闭容器中充入一定量的CO2和NH3发生反应:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g),反应过程中混合气体中NH3的体积分数如下图所示。

实验测得体系平衡时的压强为10MPa,计算该反应的平衡常数Kp=___________MPa-2(已知:分压=总压×体积分数)。
2023-10-10更新 | 308次组卷 | 2卷引用:原理综合题
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5 . 化石燃料的综合利用既能减少污染,又能提高资源利用率。回答下列问题:
(1)煤气化过程如下:
反应1: 
反应2: 
反应3: 
___________
②反应2在催化剂作用下的反应历程如图(TS表示过渡态,*表示吸附态),历程中决速步的方程式为___________;使用催化剂,___________(填“能”或“不能”)改变a的值。
   
(2)在一定温度下,向某恒容容器中充入2molCO2(g)和2molH2(g),仅发生反应: 
①下列情况表明反应已达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.CO2的体积分数保持不变       B.混合气体的平均摩尔质量保持不变
C.CO2的转化率保持不变             D.CH3OH与H2O的物质的量之比不再改变
②该反应能在___________(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下自发。
(3)向2L的恒容密闭容器中充入1molCH3OH(g),发生反应:。其他条件不变时,CH3OH的平衡转化率随着温度(T)的变化如图所示。
   
①欲提高CH3OH的平衡转化率且加快反应速率,下列措施可能有效的是___________(填标号)。
a.降低温度并及时分离出产物
b.加入合适的催化剂并分离出产物
c.再向容器中充入1molCH3OH(g)
d.适当降低温度并加入合适的催化剂
时,反应经过20min达到平衡,用C2H4表示该段时间内的平均速率为___________mol·L-1·min-1,该温度下的平衡常数___________(用分数表示);该温度下,改变投料,某时刻容器内,则此时___________(填“>”、“<”或“=”)。
6 . 完成下列问题
(1)请认真观察下图,回答问题。
   
①该反应的ΔH=___________(用含E1、E2的代数式表示)。若向该反应中加入合适的催化剂,活化能___________(填“升高”“降低”或“不变”),ΔH___________(填“升高”“降低”或“不变”)。
②若该图表示2H2O2(l) 2H2O(l)+O2(g) ΔH=-73.5 kJ·mol-1,该反应的活化能为54.3 kJ·mol-1,则其逆反应的活化能为___________kJ·mol-1
(2)用H2O2、KI和洗洁精可完成“大象牙膏”实验(短时间内产生大量泡沫),某同学依据文献资料对该实验进行探究。
资料1:KI在该反应中的作用:H2O2+I-=H2O+IO-;H2O2+IO-=H2O+O2↑+I-。总反应的化学方程式为___________
资料2:I2也可催化H2O2的分解反应。
实验中发现,H2O2与KI溶液混合后,产生大量气泡,溶液颜色变黄。再加入CCl4,振荡、静置,气泡明显减少。
①加CCl4并振荡、静置后还可观察到___________,说明有I2生成。
②气泡明显减少的原因可能是:i.H2O2浓度降低;ii.___________。以下对照实验说明i不是主要原因:向H2O2溶液中加入KI溶液,待溶液变黄后,分成两等份于A、B两试管中。A试管中加入CCl4,B试管中不加CCl4,分别振荡、静置。观察到的现象是___________
2023-08-14更新 | 373次组卷 | 2卷引用:化学反应速率及其影响因素
7 . 是造成大气污染的主要物质,工业上脱硝有多种方法。利用碳还原NO的反应为。回答下列问题:
(1)该反应在常温下可以自发进行,则反应的_____(填“>”“<”或“=”)0。
(2)在一定温度下,向甲、乙、丙三个恒容密闭容器中加入一定量的NO和足量的焦炭,反应过程中测得各容器中(mol·L)随时间(s)的变化如下表所示。(已知:三个容器的反应温度分别为℃、℃、℃)
时间0s10s20s30s40s
2.001.501.100.800.80
1.000.800.650.530.45
2.001.451.001.001.00
甲容器中,该反应的平衡常数______,丙容器的反应温度a______(填“>”“<”或“=”)400。
(3)已知:   。相同条件下,在2L密闭容器内,选用不同的催化剂进行反应,产生的量随时间的变化关系如图所示。
   
①在催化剂A的作用下0~4min的______
②该反应活化能由小到大的顺序是____________,理由是____________
③下列说法不正确的是______(填字母)。
a.使用催化剂A达平衡时,值更大
b.升高温度可使容器内气体颜色加深
c.单位时间内形成N-H键与O-H键的数目相等时,说明反应已经达到平衡
d.若在恒容绝热的密闭容器中反应,当平衡常数不变时,说明反应已经达到平衡
8 . 水煤气变换反应是工业上的重要反应,可用于制氢。
水煤气变换反应:               
该反应分两步完成:
                                
                                 
请回答:
(1)_______
(2)恒定总压和水碳比[]投料,在不同条件下达到平衡时的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表:

条件1

0.40

0.40

0

条件2

0.42

0.36

0.02

①在条件1下,水煤气变换反应的平衡常数___________
②对比条件1,条件2中产率下降是因为发生了一个不涉及的副反应,写出该反应方程式____
(3)下列说法正确的是______。
A.通入反应器的原料气中应避免混入
B.恒定水碳比,增加体系总压可提高的平衡产率
C.通入过量的水蒸气可防止被进一步还原为
D.通过充入惰性气体增加体系总压,可提高反应速率
(4)水煤气变换反应是放热的可逆反应,需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示),保证反应在最适宜温度附近进行。

   

①在催化剂活性温度范围内,图2中b-c段对应降温操作的过程,实现该过程的一种操作方法是______
A.按原水碳比通入冷的原料气       B.喷入冷水(蒸气)     C.通过热交换器换热
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温,在图3中作出平衡转化率随温度变化的曲线____
(5)在催化剂活性温度范围内,水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高,该反应的反应速率先增大后减小,其速率减小的原因是________
2023-06-21更新 | 8112次组卷 | 7卷引用:2023年高考浙江卷化学真题(6月)变式题(原理综合题)
9 . 研发二氧化碳利用技术、降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1)减少碳排放的方法有很多,CO2转化成有机化合物可有效实现碳循环,如下反应:
a.
b.
c.
上述反应中原子利用率最高的是_____(填编号)。
(2)在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:
副反应:
已知:
燃烧的热化学方程式_____
(3)利用电化学方法通过微生物电催化将有效地转化为,装置如图1所示。阴极区电极反应式为_____;当体系的温度升高到一定程度,电极反应的速率反而迅速下降,其主要原因是_____
      
(4)研究脱除烟气中的是环境保护、促进社会可持续发展的重要课题。有氧条件下,在基催化剂表面,还原的反应机理如图2所示,该过程可描述为_____
(5)近年来,低温等离子技术是在高压放电下,O2产生自由基,自由基将NO氧化为NO2后,再用Na2CO3溶液吸收,达到消除NO的目的。实验室将模拟气(N2、O2、NO)以一定流速通入低温等离子体装置,实验装置如图3所示。
      
①等离子体技术在低温条件下可提高的转化率,原因是_____
②其他条件相同,等离子体的电功率与的转化率关系如图4所示,当电功率大于时,转化率下降的原因可能是_____
10 . 丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等,回答下列问题:
(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下:
①C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g) ΔH=-515kJ/mol
②C3H6(g)+O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) ΔH=-353kJ/mol
有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是___________;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是___________
(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应的温度为460℃,高于460℃时,丙烯腈产率降低的可能原因是___________(双选,填标号)
   
A.催化剂活性降低B.平衡常数变大C.副反应增多D.反应活化能增大
(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为___________,理由是___________
       
2023-06-13更新 | 440次组卷 | 2卷引用:题型25 多反应体系中的化学平衡
共计 平均难度:一般