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解题方法
1 . 工业合成氨对粮食增产、增加人口具重要价值。1913年,Haber-Bosch发明的催化合成氨技术实现了工业化生产:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),298K时反应相关数据如表所示:
已知:化学反应吉布斯自由能变化量ΔG=ΔH -TΔS (通常温度区间,ΔH和ΔS可视为常量),ΔG与压力平衡常数Kp的关系为:lgKp = ,Kp为压力平衡常数;R为气体摩尔常数8.314 J·K-1· mol-1;T为热力学温度,单位:K。
(1)298K时,合成氨反应______ (选填“能”或“不能”)自发进行,理由是___________ 。
(2)实验研究表明,特定条件下,合成氨反应的速率与参与反应的物质浓度的关系式为: ν=kc(N2)·c1.5(H2)·c-1(NH3),下列措施不能提高反应速率的是______ 。
A.适度增加氮气的浓度 B.适度增加氢气的浓度
C.及时将产物氨气分离出反应体系 D.适度提高反应温度
E.在低压下进行反应 F.加入铁催化剂
(3)T℃下,设反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数为K,反应NH3(g) N2(g)+ H2(g)的平衡常数为,则K与之间的关系是________ 。298K时,合成氨反应的压力平衡常数Kp(298K )=______ (保留2位有效数字);向一恒定温度的刚性密闭容器中充入物质的量之比为1:1的N2和H2混合气体,初始压强为30MPa,在不同催化剂作用下反应,相同时间内H2的转化率随温度的变化如图所示,b点v正_____ v逆(填“>”、“<”或“=”)。图中a点混合气体平均相对分子质量为18.75,a点对应温度(T4)下反应的平衡常数Kp=______ (保留两位有效数字,Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压物质的量分数),由此知T4______ 298K,(选填“>”、“<”或“=”)。
(4)格哈德·埃特尔证实氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如下:
下列关于合成氨反应的叙述中错误的是________。
(5)合成氨工业中,原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前要经过铜氨溶液处理以除去 CO,反应为:[Cu(NH3)2]2++CO+NH3 [Cu(NH3)3CO]2+ ΔH<0。
①铜氨溶液吸收CO的适宜生产条件是_________ 。
②吸收CO后的铜氨溶液经过适当处理再生,恢复其吸收 CO的能力,可循环使用,铜氨溶液再生的适宜条件是_________ 。
ΔH(kJ·mol-1) | -92.2 |
ΔS(J·K-1·mol-1) | -198.2 |
(1)298K时,合成氨反应
(2)实验研究表明,特定条件下,合成氨反应的速率与参与反应的物质浓度的关系式为: ν=kc(N2)·c1.5(H2)·c-1(NH3),下列措施不能提高反应速率的是
A.适度增加氮气的浓度 B.适度增加氢气的浓度
C.及时将产物氨气分离出反应体系 D.适度提高反应温度
E.在低压下进行反应 F.加入铁催化剂
(3)T℃下,设反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数为K,反应NH3(g) N2(g)+ H2(g)的平衡常数为,则K与之间的关系是
(4)格哈德·埃特尔证实氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如下:
下列关于合成氨反应的叙述中错误的是________。
A.过程表明在化学反应中存在化学键的断裂与形成 |
B.催化剂能改变化学反应的历程,使反应物化学键更易断裂,活化分子百分比增多 |
C.过程①③④会放出能量,过程②需吸收能量 |
D.常温下该反应难以进行,是因为常温下生成物的化学键难以形成 |
(5)合成氨工业中,原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前要经过铜氨溶液处理以除去 CO,反应为:[Cu(NH3)2]2++CO+NH3 [Cu(NH3)3CO]2+ ΔH<0。
①铜氨溶液吸收CO的适宜生产条件是
②吸收CO后的铜氨溶液经过适当处理再生,恢复其吸收 CO的能力,可循环使用,铜氨溶液再生的适宜条件是
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解题方法
2 . 我国某科研团队研究了氧化铈()表面空间受阻路易斯酸碱对(FLPs)和氮(N)掺杂的协同作用,促进了光吸收、成键活化,提高了光催化还原制的产率和选择性。反应历程如图所示。已知:*代表吸附在催化剂表面的物种,+代表起始或终态物质;自由能与相对能量相当。下列叙述错误的是
A.*COH→*C是路径2的决速步 | B.过程中自由能升高 |
C.CO为光催化还原制的副产物 | D.同等条件下,比稳定 |
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2024-02-05更新
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104次组卷
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3卷引用:湖南省张家界市2023-2024学年高三上学期期末联考化学试题
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解题方法
3 . 肼()及其衍生物的合成与利用具有重要意义。
(1)“肼合成酶”以其中的“配合物为催化中心,可将与转化为肼,其反应历程如图所示。
上图所示的反应步骤Ⅱ中Fe元素化合价的变化可描述为___________ 。
②将替换为,反应所得产物的化学式为___________ 。
(2)在碱性条件下,水合肼()在催化剂Rh(铑)g-作用下发生如下分解反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
转化频率(TOF)能反映催化剂的性能。
(t为反应时间),保持温度不变,相同时间内反应中不同对应的TOF如图所示。
①催化剂载体g-可由三聚氰胺()在空气中焙烧得到。已知具有六元环结构,其结构简式可表示为___________ 。
②TOF随变化的原因是___________ 。
(3)相同条件下,测得诱导肼、甲肼()和偏二甲肼[]低温反应(均为吸热反应)产物与反应物能量差、反应速率常数k值(k越大,反应越快)如下表。
①请补充上表所缺反应产物的结构简式___________ 。
②相较甲肼而言,肼、偏二甲肼与的反应效果不佳的原因分别是___________ 。
(4)液态肼也可以作为燃料电池,如图一种肼燃料电池,写成负极的电极反应___________ 。
(1)“肼合成酶”以其中的“配合物为催化中心,可将与转化为肼,其反应历程如图所示。
上图所示的反应步骤Ⅱ中Fe元素化合价的变化可描述为
②将替换为,反应所得产物的化学式为
(2)在碱性条件下,水合肼()在催化剂Rh(铑)g-作用下发生如下分解反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
转化频率(TOF)能反映催化剂的性能。
(t为反应时间),保持温度不变,相同时间内反应中不同对应的TOF如图所示。
①催化剂载体g-可由三聚氰胺()在空气中焙烧得到。已知具有六元环结构,其结构简式可表示为
②TOF随变化的原因是
(3)相同条件下,测得诱导肼、甲肼()和偏二甲肼[]低温反应(均为吸热反应)产物与反应物能量差、反应速率常数k值(k越大,反应越快)如下表。
燃料 | 反应产物 | k值 | |
5.73 | |||
14.15 | |||
47.81 | - |
②相较甲肼而言,肼、偏二甲肼与的反应效果不佳的原因分别是
(4)液态肼也可以作为燃料电池,如图一种肼燃料电池,写成负极的电极反应
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2023高三·全国·专题练习
解题方法
4 . 已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0的实验数据如下表:
(1)应选择的温度是___________ ,理由是___________ 。
(2)应采用的压强是___________ ,理由是___________ 。
(3)生产中通入过量空气的目的是___________ 。
温度 | 不同压强下SO2的转化率(%) | ||||
1×105 Pa | 5×105 Pa | 1×106 Pa | 5×106 Pa | 1×107 Pa | |
450 ℃ | 97.5 | 98.9 | 99.2 | 99.6 | 99.7 |
550 ℃ | 85.6 | 92.9 | 94.9 | 97.7 | 98.3 |
(2)应采用的压强是
(3)生产中通入过量空气的目的是
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2023高三·全国·专题练习
解题方法
5 . 一个化工生产的过程中只考虑反应的限度问题即可。(______)
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6 . 合成氨反应选择在700 K左右进行的重要原因是催化剂在700 K左右时的活性最大。(______)
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2023高三·全国·专题练习
7 . 的反应速率表达式为 (为正反应速率常数,只与温度有关。和为反应级数,取最简正整数)。
为了探究一定温度下 NO、的浓度对反应速率的影响,测得实验数据如下:
(1)中,m=_______ ,n=_______ 。
(2)经研究,有人提出上述反应分两步进行:;。
化学总反应由较慢的一步反应决定。
上述反应中,(a)反应较慢,(a)正反应活化能_______ (填“大于”“小于”或“等于”)(b)正反应活化能。
(3)1889年,瑞典化学家阿伦尼乌斯根据实验结果,提出了温度与反应速率常数关系的经验公式: [为反应速率常数,为比例常数,为自然对数的底数,为气体摩尔常数,为开尔文温度,为活化能]。
①反应达到平衡后,升高温度,正反应速率常数增大的倍数_______ (填“大于”“小于”或“等于”)逆反应速率常数增大的倍数。
②由此判断下列说法中正确的是_______ (填序号,K正、K逆为正、逆速率常数)。
A.其他条件不变,升高温度,K正增大,K逆变小
B.其他条件不变,使用催化剂,K正、K逆同倍数增大
C.其他条件不变,增大反应物浓度K正增大,K逆不变
D.其他条件不变,减小压强,K正、K逆都变小
为了探究一定温度下 NO、的浓度对反应速率的影响,测得实验数据如下:
序号 | |||
I | 0.10 | 0.10 | 0.414 |
II | 0.10 | 0.20 | 0.828 |
III | 0.30 | 0.10 | 3.726 |
(2)经研究,有人提出上述反应分两步进行:;。
化学总反应由较慢的一步反应决定。
上述反应中,(a)反应较慢,(a)正反应活化能
(3)1889年,瑞典化学家阿伦尼乌斯根据实验结果,提出了温度与反应速率常数关系的经验公式: [为反应速率常数,为比例常数,为自然对数的底数,为气体摩尔常数,为开尔文温度,为活化能]。
①反应达到平衡后,升高温度,正反应速率常数增大的倍数
②由此判断下列说法中正确的是
A.其他条件不变,升高温度,K正增大,K逆变小
B.其他条件不变,使用催化剂,K正、K逆同倍数增大
C.其他条件不变,增大反应物浓度K正增大,K逆不变
D.其他条件不变,减小压强,K正、K逆都变小
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8 . 某储氢合金(M)的储氢机理简述如下:合金吸附H2→氢气解离成氢原子→形成含氢固溶体MHx(相)→形成氢化物MHy(相)。已知:(相)与MHy(相)之间可建立平衡:
请回答下列问题:
(1)上述平衡中化学计量数k=________ (用含x、y的代数式表示)。
(2)t℃时,向体积恒定的密闭容器中加入一定量的储氢合金(M),随充入H2量的改变,固相中氢原子与金属原子个数比(H/M)与容器中H2的平衡压强p的变化关系如图所示。
①在________ 温________ 压强下有利于该储氢合金(M)储存H2(填“低”或“高”)。
②若6g该储氢合金(M)在10 s内吸收的H2体积为24 mL,吸氢平均速率v=________ mL/(g∙s)。
③关于该储氢过程的说法错误的是________ 。
a.OA段:其他条件不变时,适当升温能提升形成相的速率
b.AB段:由于H2的平衡压强p未改变,故AB段过程中无H2充入
c.BC段:提升H2压力能大幅提高相中氢原子物质的量
(3)实验表明,H2中常含有O2、CO2、、H2O等杂质,必须经过净化处理才能被合金储存,原因是___________ 。
(4)有资料显示,储氢合金表面氢化物的形成会阻碍储氢合金吸附新的氢气分子,若把储氢合金制成纳米颗粒,单位时间内储氢效率会大幅度提高,可能的原因是________________ 。
(5)某镁系储氢合金的晶体结构如图所示:
该储氢合金的化学式为________ 。若储氢后每个Mg原子都能结合2个氢原子,则该储氢合金的储氢容量为________ mL/g(储氢容量用每克合金结合标准状况下的氢气体积来表示,结果保留到整数)。
请回答下列问题:
(1)上述平衡中化学计量数k=
(2)t℃时,向体积恒定的密闭容器中加入一定量的储氢合金(M),随充入H2量的改变,固相中氢原子与金属原子个数比(H/M)与容器中H2的平衡压强p的变化关系如图所示。
①在
②若6g该储氢合金(M)在10 s内吸收的H2体积为24 mL,吸氢平均速率v=
③关于该储氢过程的说法错误的是
a.OA段:其他条件不变时,适当升温能提升形成相的速率
b.AB段:由于H2的平衡压强p未改变,故AB段过程中无H2充入
c.BC段:提升H2压力能大幅提高相中氢原子物质的量
(3)实验表明,H2中常含有O2、CO2、、H2O等杂质,必须经过净化处理才能被合金储存,原因是
(4)有资料显示,储氢合金表面氢化物的形成会阻碍储氢合金吸附新的氢气分子,若把储氢合金制成纳米颗粒,单位时间内储氢效率会大幅度提高,可能的原因是
(5)某镁系储氢合金的晶体结构如图所示:
该储氢合金的化学式为
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2022高三·全国·专题练习
真题
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9 . 某兴趣小组设计实验探究,催化空气氧化的效率。回答下列问题:
步骤Ⅰ 制备
在通风橱中用下图装置制备(加热及夹持装置省略),反应方程式:
(1)装置A中盛放甲酸的仪器的名称是_______ 。
(2)从B、C、D中选择合适的装置收集,正确的接口连接顺序为a→_______→_______→_______→_______→h(每空填一个接口标号)。______
步骤Ⅱ 检验
将通入新制银氨溶液中,有黑色沉淀生成。
(3)该反应的化学方程式为_______ 。
步骤Ⅲ 探究催化空气氧化的效率
将一定量与空气混合,得到体积分数为1%的气体样品。使用下图装置(部分加热及夹持装置省略),调节管式炉温度至,按一定流速通入气体样品。(已知:是白色固体,易吸水潮解:)
(4)通入(已折算为标况)的气体样品后,继续向装置内通入一段时间氮气,最终测得U形管内生成了。
①能证明被空气氧化的现象是_______ ;
②被催化氧化的百分率为_______ ;
③若未通入氮气,②的结果将_______ (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)探究气体与催化剂接触时长对催化氧化效率的影响时,采用_______ 方法可以缩短接触时长。
(6)步骤Ⅲ装置存在的不足之处是_______ 。
步骤Ⅰ 制备
在通风橱中用下图装置制备(加热及夹持装置省略),反应方程式:
(1)装置A中盛放甲酸的仪器的名称是
(2)从B、C、D中选择合适的装置收集,正确的接口连接顺序为a→_______→_______→_______→_______→h(每空填一个接口标号)。
步骤Ⅱ 检验
将通入新制银氨溶液中,有黑色沉淀生成。
(3)该反应的化学方程式为
步骤Ⅲ 探究催化空气氧化的效率
将一定量与空气混合,得到体积分数为1%的气体样品。使用下图装置(部分加热及夹持装置省略),调节管式炉温度至,按一定流速通入气体样品。(已知:是白色固体,易吸水潮解:)
(4)通入(已折算为标况)的气体样品后,继续向装置内通入一段时间氮气,最终测得U形管内生成了。
①能证明被空气氧化的现象是
②被催化氧化的百分率为
③若未通入氮气,②的结果将
(5)探究气体与催化剂接触时长对催化氧化效率的影响时,采用
(6)步骤Ⅲ装置存在的不足之处是
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6419次组卷
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15卷引用:专题16 化学实验综合题-2022年高考真题模拟题分项汇编
(已下线)专题16 化学实验综合题-2022年高考真题模拟题分项汇编2022年福建省高考真题化学试题(已下线)2022年福建省高考真题变式题(实验探究题)(已下线)安徽省、云南省、吉林省、黑龙江省2023届高三2月适应性测试变式题(实验探究题)(已下线)安徽省、云南省、吉林省、黑龙江省2023届高三2月适应性测试举一反三(实验探究题)(已下线)专题19 实验综合题(已下线)专题19 实验综合题(已下线)专题突破卷13 化学实验基础(二)-2024年高考化学一轮复习考点通关卷(新教材新高考)(已下线)专题14 化学实验综合题-2023年高考化学真题题源解密(全国通用)(已下线)考点48 实验方案设计与评价(核心考点精讲精练)-备战2024年高考化学一轮复习考点帮(全国通用)山东省新泰市第一中学(弘文部)2023-2024学年高三上学期第二次月考化学试题宁夏回族自治区石嘴山市第三中学2023-2024学年高三上学期期末考试理综试题-高中化学天津市耀华中学2023-2024学年高三下学期开学验收考化学试卷(已下线)第18练 化学实验综合题 -2023年【暑假分层作业】高二化学(2024届一轮复习通用)福建省莆田第一中学2023-2024学年高一上学期期末考试化学试题
10 . 钛是航空、军工、电力等领域重要的金属材料。一种由钛铁矿[主要成分是钛酸亚铁(FeTiO3),还含有少量等杂质]制备金属钛同时获得的工艺流程如图:
已知:“酸浸”后钛主要以的形式存在;“水解”后钛以的形式存在。
回答下列问题:
(1)基态的最外层电子排布式为_______ 。
(2)写出“水解()”时发生反应的离子方程式:_______ ;验证“洗涤”达到目的的操作为_______ 。
(3)“高温氯化”时发生反应的化学方程式为_______ ;有利于该过程中“气—固—固”接触的措施是_______ (写一种)。某科研小组模拟“高温氯化”反应理论计算结果显示,在条件下达到平衡时,几乎完全转化为,但实际生产中反应温度却远高于,其原因是_______ (写一种)。
(4)每次取样品,加适量水溶解并加入溶液和溶液,再用标准溶液滴定至终点,平行滴定3次,平均消耗标准溶液。
已知:(黄色)(无色)。
滴定终点溶液颜色变为_______ ;该样品中的质量分数为_______ (填含c,a的表达式)。
已知:“酸浸”后钛主要以的形式存在;“水解”后钛以的形式存在。
回答下列问题:
(1)基态的最外层电子排布式为
(2)写出“水解()”时发生反应的离子方程式:
(3)“高温氯化”时发生反应的化学方程式为
(4)每次取样品,加适量水溶解并加入溶液和溶液,再用标准溶液滴定至终点,平行滴定3次,平均消耗标准溶液。
已知:(黄色)(无色)。
滴定终点溶液颜色变为
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