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1 . 过氧化氢(H2O2)是常用的绿色氧化剂。某化学兴趣小组查阅了H2O2的相关信息，并针对它的某些性质进行了探究，具体如下：H2O2可以通过H2和O2在某催化剂表面直接反应合成，具体原理如下图所示：
(1)采用同位素示踪法研究催化剂中H+的作用：将H2用D2(2H2)代替再进行实验。催化剂中氢离子参与反应的证据是生成的产物中有H2O2或_______ 粒子(填化学式)。
II.H2O2不稳定，在Fe3+、Cu2+等粒子的催化下会很快分解并放出热量。为了比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，设计了如下实验。
(2)定性分析：通过观察甲装置两支试管中_______ 的现象，得出关于FeCl3和CuSO4催化效果的结论。某同学认为此方案还需要进一步控制变量，提出可将试剂CuSO4更换为_______ (填化学式)。
(3)定量测定：用乙装置进行定量实验。实验时组装好装置乙，关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段距离后松开，观察活塞是否回到原来的位置。该操作的实验目的是_______ 。若反应30s后注射器中收集到气体的体积为VmL(标准状况)，则锥形瓶A中实际产生气体的体积_______ VmL(填“>”、“＜”或“=”)。
III.H2O2既有氧化性，又有还原性。
(4)H2O2可以氧化废水中的CN—，Cu2+可催化该反应。已知H2O2与CN—反应会生成参与大气循环的无毒气体。氰化氢(HCN)是一种易挥发的弱酸，有剧毒，对环境危害很大。
①H2O2与CN-的反应不能在酸性溶液中进行，原因是_______ ，反应生成气体的化学式为_______ 。
②一定条件下，测得CN-的氧化去除率随溶液中c(Cu2+)的变化如下图所示。c(Cu2+)过多时，CN-的氧化去除率有所下降，原因是_______ 。
(5)取少量84消毒液(有效成分为NaClO)于试管中，滴加H2O2溶液，产生大量无色气体。写出发生反应的化学方程式_______ 。
(1)采用同位素示踪法研究催化剂中H+的作用：将H2用D2(2H2)代替再进行实验。催化剂中氢离子参与反应的证据是生成的产物中有H2O2或
II.H2O2不稳定，在Fe3+、Cu2+等粒子的催化下会很快分解并放出热量。为了比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，设计了如下实验。
(2)定性分析：通过观察甲装置两支试管中
(3)定量测定：用乙装置进行定量实验。实验时组装好装置乙，关闭分液漏斗的活塞，将注射器活塞向外拉出一段距离后松开，观察活塞是否回到原来的位置。该操作的实验目的是
III.H2O2既有氧化性，又有还原性。
(4)H2O2可以氧化废水中的CN—，Cu2+可催化该反应。已知H2O2与CN—反应会生成参与大气循环的无毒气体。氰化氢(HCN)是一种易挥发的弱酸，有剧毒，对环境危害很大。
①H2O2与CN-的反应不能在酸性溶液中进行，原因是
②一定条件下，测得CN-的氧化去除率随溶液中c(Cu2+)的变化如下图所示。c(Cu2+)过多时，CN-的氧化去除率有所下降，原因是
(5)取少量84消毒液(有效成分为NaClO)于试管中，滴加H2O2溶液，产生大量无色气体。写出发生反应的化学方程式
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2 . 科研人员提出以
为原料，在特定催化剂作用下合成
的一种反应历程如图，下列说法错误的是
为原料，在特定催化剂作用下合成的一种反应历程如图，下列说法错误的是A． 分子中均不含非极性键 |
| B．反应①中有碳氧单键的断裂和形成 |
| C．生成DMC总反应的原子利用率小于100% |
| D．催化剂可提高单位时间内甲醇的转化率 |
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解题方法
3 . 党的二十大报告提出必须“全方位夯实粮食安全根基”，粮食生产离不开氮肥。合成氨是人工固氮最重要的途径，合成氨工艺流程如图所示。
铁催化作用下，
和
合成
的反应为
，其反应机理可简单表示如图(*表示吸附态，中间部分表面反应过程未标出)：
已知：的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。
请回答：
(1)利于提高合成氨平衡产率的条件有_____ 。
A．低温 B．高温 C．低压 D．高压 E．催化剂
(2)和起始物质的量之比为1∶3，反应在恒容密闭容器中进行，测得不同温度、不同时间段内合成氨反应中的转化率：
①表中
_____ 
，a_____ 21%。(填“>”、“<”或“=”)
②研究表明，合成氨的速率与相关物质的浓度关系为
，k为速率常数。以下说法正确的是_____ 。
A．相同条件下反应物的浓度对合成氨速率的影响程度比小
B．增大、的浓度，减小的浓度都有利于提高合成氨反应速率
C．来源于天然气和水蒸气反应，若反应气中混有CO，Fe催化剂可能中毒
D．合成氨反应的
和
都小于零
(3)实际工业生产中，Fe作催化剂，需控制温度为773K，压强为
，原料气中和物质的量之比按1∶2.8加入。请说明原料气中过量的理由：(从两种不同的角度分析)_______ 。
(4)利用的还原性可以消除氨氧化物的污染，其中除去NO的主要反应如下：
，某研究小组将2mol、3mol NO和一定量的
充入2L密闭容器中，在
催化剂表面发生上述反应，NO的转化率随温度变化的情况如图所示。
①在有氧条件下，5min内，温度从420K升高到580K，此时段内NO的平均反应速率
___________ 。
②在有氧条件下，温度580K之后NO生成的转化率降低的原因可能是___________ 。
铁催化作用下，
和合成的反应为 ，其反应机理可简单表示如图(*表示吸附态，中间部分表面反应过程未标出)：已知：
的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。请回答：
(1)利于提高合成氨平衡产率的条件有
A．低温 B．高温 C．低压 D．高压 E．催化剂
(2)
和起始物质的量之比为1∶3，反应在恒容密闭容器中进行，测得不同温度、不同时间段内合成氨反应中的转化率：| 1小时 | 2小时 | 3小时 | 4小时 | |
| 5.0% | 12% | 21% | 21% |
| 7.0% | 17% | a | b |
，a②研究表明，合成氨的速率与相关物质的浓度关系为
，k为速率常数。以下说法正确的是A．相同条件下反应物的浓度对合成氨速率的影响程度
比小B．增大
、的浓度，减小的浓度都有利于提高合成氨反应速率C．
来源于天然气和水蒸气反应，若反应气中混有CO，Fe催化剂可能中毒D．合成氨反应的
和都小于零(3)实际工业生产中，Fe作催化剂，需控制温度为773K，压强为
，原料气中和物质的量之比按1∶2.8加入。请说明原料气中过量的理由：(从两种不同的角度分析)(4)利用
的还原性可以消除氨氧化物的污染，其中除去NO的主要反应如下： ，某研究小组将2mol、3mol NO和一定量的充入2L密闭容器中，在催化剂表面发生上述反应，NO的转化率随温度变化的情况如图所示。①在有氧条件下，5min内，温度从420K升高到580K，此时段内NO的平均反应速率
②在有氧条件下，温度580K之后NO生成
的转化率降低的原因可能是
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4 . 清洁能源的综合利用以及二氧化碳的研发利用，可有效降低碳排放，均是实现“碳中和、碳达峰”的重要途径。
(1)CO2可氧化C2H6制取H2。
，图甲是298K时，相关物质的相对能量。据此计算上述反应的ΔH=_______ kJ/mol。
(2)H2和CO2合成乙醇的反应为：
。将等物质的量的CO2和H2充入一刚性容器中，测得平衡时C2H5OH的体积分数随温度和压强的变化关系如图乙。
①压强p1_______ p2(填“＞”“=”或“＜”)；a、b两点的平衡常数Ka_______ Kb(填“＞”“=”或“＜”)，判断理由是_______ 。
②已知Arrhenius经验公式为
(
为活化能，k为速率常数，R和C为常数)，为探究m、n两种催化剂的催化效能，进行了实验探究，依据实验数据获得图丙。在m催化剂作用下，该反应的活化能=_______ kJ/mol，从图中信息获知催化效能较高的催化剂是_______ (填“m”或“n”)。
(3)H2和CO合成甲烷的反应为：
。T℃时，将等物质的量CO和H2充入恒压(200kPa)的密闭容器中。已知逆反应速率v逆=k逆p(CH4)·p(CO2)，其中p为分压，该温度下k逆=5.0×10-4(kPa)-1·s-1。反应达平衡时测得v正=
，该温度下反应的Kp=_______ 
(用组分的平衡分压表示，列出计算式)。
(4)科学家通过电化学方法，用惰性电极进行电解，可有效实现以CO2和水为原料在酸性条件下合成乙烯，其合成原理如图所示：
b电极上的电极反应式为_______ 。
(1)CO2可氧化C2H6制取H2。
，图甲是298K时，相关物质的相对能量。据此计算上述反应的ΔH=(2)H2和CO2合成乙醇的反应为：
。将等物质的量的CO2和H2充入一刚性容器中，测得平衡时C2H5OH的体积分数随温度和压强的变化关系如图乙。①压强p1
②已知Arrhenius经验公式为
(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)，为探究m、n两种催化剂的催化效能，进行了实验探究，依据实验数据获得图丙。在m催化剂作用下，该反应的活化能=(3)H2和CO合成甲烷的反应为：
。T℃时，将等物质的量CO和H2充入恒压(200kPa)的密闭容器中。已知逆反应速率v逆=k逆p(CH4)·p(CO2)，其中p为分压，该温度下k逆=5.0×10-4(kPa)-1·s-1。反应达平衡时测得v正=，该温度下反应的Kp=(用组分的平衡分压表示，列出计算式)。(4)科学家通过电化学方法，用惰性电极进行电解，可有效实现以CO2和水为原料在酸性条件下合成乙烯，其合成原理如图所示：
b电极上的电极反应式为
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2022-05-27更新
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482次组卷
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2卷引用：湖北省华中师范大学第一附属中学2024届高三上学期化学独立作业(9月23日)试题
5 . 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)。
(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)。
(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
(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正(N2)=3V逆(H2) |
(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
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/molb．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=
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6 . Ⅰ.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(CH3OH)脱氢反应的第一步历程，有两种可能方式：
方式 A：CH3OH* →CH3O* ＋H* Ea= +103.1kJ·mol-1
方式 B：CH3OH* →CH3* ＋OH* Eb= +249.3kJ·mol-1
由活化能E值推测，甲醇裂解过程主要历经的方式应为___________ (填A、B)。
下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。
该历程中，放热最多的步骤的化学方程式为___________ 。
Ⅱ.TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：
氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。
已知：TiO2(s)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=-220.9 kJ·mol-1
(1)沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式_____ 。
(2)工业上处理尾气中NO的方法为：将NO与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中，其物质转化如图所示。写出图示转化的总反应的化学方程式_____ 。
Ⅲ.甲醇可作为燃料电池的原料。CO2和CO可作为工业合成甲醇(CH3OH)的直接碳源，
(1)已知在常温常压下：①CH3OH(l)+ O2(g)=CO(g) + 2H2O(g)； ΔH=﹣355.0 kJ∕mol
②2CO(g)+ O2(g)= 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ/mol ③H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0 kJ/mol
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式：___________
(2)利用CO和H2在一定条件下可合成甲醇，发生如下反应：CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)，其两种反应过程中能量的变化曲线如下图a、b所示，下列说法正确的是___________ 。
A．上述反应的ΔH=-91kJ·mol-1
B．a反应正反应的活化能为510kJ·mol-1
C．b过程中第Ⅰ阶段为吸热反应，第Ⅱ阶段为放热反应
D．b过程使用催化剂后降低了反应的活化能和ΔH
E．b过程的反应速率：第Ⅱ阶段>第Ⅰ阶段
甲醇(CH3OH)脱氢反应的第一步历程，有两种可能方式：
方式 A：CH3OH* →CH3O* ＋H* Ea= +103.1kJ·mol-1
方式 B：CH3OH* →CH3* ＋OH* Eb= +249.3kJ·mol-1
由活化能E值推测，甲醇裂解过程主要历经的方式应为
下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。
该历程中，放热最多的步骤的化学方程式为
Ⅱ.TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：
氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。
已知：TiO2(s)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=-220.9 kJ·mol-1
(1)沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式
(2)工业上处理尾气中NO的方法为：将NO与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中，其物质转化如图所示。写出图示转化的总反应的化学方程式
Ⅲ.甲醇可作为燃料电池的原料。CO2和CO可作为工业合成甲醇(CH3OH)的直接碳源，
(1)已知在常温常压下：①CH3OH(l)+ O2(g)=CO(g) + 2H2O(g)； ΔH=﹣355.0 kJ∕mol
②2CO(g)+ O2(g)= 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ/mol ③H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0 kJ/mol
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式：
(2)利用CO和H2在一定条件下可合成甲醇，发生如下反应：CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)，其两种反应过程中能量的变化曲线如下图a、b所示，下列说法正确的是
A．上述反应的ΔH=-91kJ·mol-1
B．a反应正反应的活化能为510kJ·mol-1
C．b过程中第Ⅰ阶段为吸热反应，第Ⅱ阶段为放热反应
D．b过程使用催化剂后降低了反应的活化能和ΔH
E．b过程的反应速率：第Ⅱ阶段>第Ⅰ阶段
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2021-07-14更新
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648次组卷
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3卷引用：湖北省襄阳市第一中学2022-2023学年高一下学期4月月考化学试题
湖北省襄阳市第一中学2022-2023学年高一下学期4月月考化学试题江西省景德镇一中2020-2021学年高一下学期期末考试化学试题（已下线）易错点20 化学反应机理-备战2023年高考化学考试易错题
