23-24高三上·上海浦东新·阶段练习
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解题方法
1 . 化石燃料的合理开发利用。2023年3月,科研成果“温和压力条件下实现乙二醇合成”入选2022年度中国科学十大进展,该成果有望促进煤化工的绿色发展,降低我国乙二醇产业对石油的依赖。
(1)在实际工业生产中,乙二醇可通过环氧乙烷与水直接化合的方法合成,其合成路线如图所示,下列说法正确的是___________ 。
(2)乙二醛是一种重要的精细化工产品,主要用于纺织工业,做纤维处理剂能增加棉花、尼龙等纤维的纺缩和防皱性,可利用乙二醇气相氧化法进行工业制备。
已知: kJ/mol,
kJ/mol,
则乙二醇气相氧化反应的___________ ;相同温度下,该反应的化学平衡常数___________ (用含、的代数式表示)。
(3)对于上述乙二醇气相氧化反应,当原料气中氧醇比为1.35时,乙二醛和副产物的产率与反应温度的关系如下图所示,反应温度在450~495℃之间和超过495℃时,乙二醛产率降低的主要原因分别是___________ 、___________ 。
(4)在恒温恒容下,如果从反应物出发建立平衡,一定能说明乙二醇气相氧化反应达到平衡状态的是___________(填选项字母)。
(5)合成环已酮缩乙二醇的原理为 +HOCH2CH2OH+H2O,在反应体系中加入适量苯,利用如图装置(加热及夹持装置省略)制备环已酮缩乙二醇,下列说法正确的是___________ 。
(1)在实际工业生产中,乙二醇可通过环氧乙烷与水直接化合的方法合成,其合成路线如图所示,下列说法正确的是
A.乙二醇可用于生产汽车防冻液 | B.的结构简式为 |
C.乙二醇和甘油互为同系物 | D.上述合成路线的设计不符合“绿色化学”理念 |
已知: kJ/mol,
kJ/mol,
则乙二醇气相氧化反应的
(3)对于上述乙二醇气相氧化反应,当原料气中氧醇比为1.35时,乙二醛和副产物的产率与反应温度的关系如下图所示,反应温度在450~495℃之间和超过495℃时,乙二醛产率降低的主要原因分别是
(4)在恒温恒容下,如果从反应物出发建立平衡,一定能说明乙二醇气相氧化反应达到平衡状态的是___________(填选项字母)。
A.体系压强不再变化 | B.氧醇比保持不变 |
C.混合气体的密度保持不变 | D.气体平均相对分子质量保持不变 |
A.a是冷却水的进水口 |
B.苯可将反应产生的水及时带出,也可用替代苯 |
C.当苯即将回流至烧瓶中时,应将分水器中的水和苯放出 |
D.利用分水器分离出水,可提高环已酮缩乙二醇的产率 |
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名校
2 . 随着时代的进步,人类对能源的需求量与日俱增,我国全球首套焦炉气化学合成法生产无水乙醇的工业示范项目打通全流程实现,项目投产成功。
(1)3CO(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=_______ (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。
已知:i.2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH1
ii.CH3OCH3(g)+CO(g)CH3COOCH3(g) ΔH2
iii.CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g) ΔH3
在恒温恒容密闭容器中充入3molCO(g)和7molH2(g)仅发生反应3CO(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g),下列叙述正确的是_______ (填标号)。
A.混合气体总压强不随时间变化时,反应达到平衡状态
B.反应达到平衡时,CH3CH2OH体积分数可能为25%
C.反应达到平衡后,再充入少量CO,CO的平衡转化率增大
D.反应达到平衡后,再加入高效催化剂,乙醇产率保持不变
(2)醋酸酯加氢制乙醇是一个乙酰基产物制备乙醇的路线。
①醋酸酯加氢的催化效能如表所示:
上述实验中,催化效能最好的为实验_______ (填序号),与之对比,实验3中,醋酸酯平衡转化率较低的主要原因可能是________ (从表中所给条件的角度分析)。
②醋酸甲酯加氢历程一般认为可分为如下步骤(*代表催化剂位点,已知:CH3CO*+H·→CH3CHO):
a.CH3COOCH3→CH3CO·+CH3O·
b.CH3CO·+*→CH3CO*(慢)
c.CH3O·+*→CH3O*(快)
d.CH3CO*+3H·→CH3CH2OH
e.CH3O*+H·→CH3OH
……
其中,在b和c的步骤中,活化能较小的是_______ (填标号,下同),控制总反应速率的步骤是_______ ,分析上述步骤,副产物除CH3OH外,还可能有_______ (写一种即可)。
(3)甲醇也是新能源的重要组成部分。
以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下:
iv.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH4<0
v.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH5>0
vi.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH6<0
在不同压强下、按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3进行投料,在容器中发生上述3个反应,平衡时,CO和CH3OH在含碳产物(即CH3OH和CO)中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图,压强p1、p2、p3由大到小的顺序为_______ ,曲线_______ (填“m”或“n”)代表CH3OH在含碳产物中物质的量分数,在T1℃下,压强为p3时,反应v的浓度平衡常数Kc=_______ (填含α的表达式)。
(1)3CO(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=
已知:i.2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH1
ii.CH3OCH3(g)+CO(g)CH3COOCH3(g) ΔH2
iii.CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g) ΔH3
在恒温恒容密闭容器中充入3molCO(g)和7molH2(g)仅发生反应3CO(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g),下列叙述正确的是
A.混合气体总压强不随时间变化时,反应达到平衡状态
B.反应达到平衡时,CH3CH2OH体积分数可能为25%
C.反应达到平衡后,再充入少量CO,CO的平衡转化率增大
D.反应达到平衡后,再加入高效催化剂,乙醇产率保持不变
(2)醋酸酯加氢制乙醇是一个乙酰基产物制备乙醇的路线。
①醋酸酯加氢的催化效能如表所示:
实验组 | 催化剂 | 原料 | 反应条件 | 反应性能 | ||
温度/°C | 压力/MPa | 转化率/% | 选择性/% | |||
1 | Cu/SiO2 | 醋酸甲酯 | 190 | 28 | 96.1 | 99.0 |
2 | Cu-Cr | 醋酸乙酯 | 250 | 2.8 | 接近完全 | 93.8 |
3 | Cu/ZnO | 醋酸乙酯 | 185 | 1 | 56 | 99.0 |
4 | Cu/SiO2 | 醋酸乙酯 | 280 | 4.0 | 94.6 | 96.6 |
②醋酸甲酯加氢历程一般认为可分为如下步骤(*代表催化剂位点,已知:CH3CO*+H·→CH3CHO):
a.CH3COOCH3→CH3CO·+CH3O·
b.CH3CO·+*→CH3CO*(慢)
c.CH3O·+*→CH3O*(快)
d.CH3CO*+3H·→CH3CH2OH
e.CH3O*+H·→CH3OH
……
其中,在b和c的步骤中,活化能较小的是
(3)甲醇也是新能源的重要组成部分。
以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下:
iv.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH4<0
v.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH5>0
vi.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH6<0
在不同压强下、按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3进行投料,在容器中发生上述3个反应,平衡时,CO和CH3OH在含碳产物(即CH3OH和CO)中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图,压强p1、p2、p3由大到小的顺序为
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2023-03-13更新
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614次组卷
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4卷引用:辽宁省锦州市部分学校2022-2023学年高三3月联考化学试题
10-11高三·安徽·阶段练习
名校
3 . 将煤气化转化成合成气,然后通过一碳化工路线合成各种油品和石化产品是一碳化工的极为重要的领域,具有广阔的前景,在未来相当一段时期将成为一碳化工的主要领域。
除去水蒸气后的水煤气含55~59%的H2,15~18%的CO,11~13%的CO2,少量的H2S、CH4,除去H2S后,可采用催化或非催化转化技术,将CH4转化成CO,得到CO、CO2和H2的混合气体,是理想的合成甲醇原料气,即可进行甲醇合成。
(1)制水煤气的主要化学反应方程式为:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),此反应是吸热反应。
① 此反应的化学平衡常数表达式为____________________ ;
②下列能增大碳的转化率的措施是____________________ ;
(2)将CH4转化成CO,工业上常采用催化转化技术,其反应原理为:CH4 (g)+3/2O2 (g)CO (g)+2H2O (g) △H=-519kJ/mol。工业上要选择合适的催化剂,分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)
① X在T1℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
② Y在T2℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
③ Z在T3℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;
已知:T1>T2>T3,根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是________ (填“X”或“Y”或“Z”),选择的理由是_____________________________ ;
(3)合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔,在催化剂作用下,进行甲醇合成,主要反应如下:2H2(g) + CO(g)CH3OH(g);ΔH =-90.8kJ·mol-1,T4℃下此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中加入CO、H2,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
① 比较此时正、逆反应速率的大小:υ正________ υ逆(填“>”、“<”或“=”)。
② 若加入CO、H2后,在T5℃反应10min达到平衡,c(H2)=0.4 mol·L-1,则该时间内反应速率υ(CH3OH) =______________ mol-1·(Lmin)-1。
(4)生产过程中,合成气要进行循环,其目的是___________________________ 。
除去水蒸气后的水煤气含55~59%的H2,15~18%的CO,11~13%的CO2,少量的H2S、CH4,除去H2S后,可采用催化或非催化转化技术,将CH4转化成CO,得到CO、CO2和H2的混合气体,是理想的合成甲醇原料气,即可进行甲醇合成。
(1)制水煤气的主要化学反应方程式为:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),此反应是吸热反应。
① 此反应的化学平衡常数表达式为
②下列能增大碳的转化率的措施是
A.加入C(s) | B.加入H2O(g) | C.升高温度 | D.增大压强 |
① X在T1℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
② Y在T2℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
③ Z在T3℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;
已知:T1>T2>T3,根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是
(3)合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔,在催化剂作用下,进行甲醇合成,主要反应如下:2H2(g) + CO(g)CH3OH(g);ΔH =-90.8kJ·mol-1,T4℃下此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中加入CO、H2,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 | H2 | CO | CH3OH |
浓度/(mol·L-1) | 0.2 | 0.1 | 0.4 |
② 若加入CO、H2后,在T5℃反应10min达到平衡,c(H2)=0.4 mol·L-1,则该时间内反应速率υ(CH3OH) =
(4)生产过程中,合成气要进行循环,其目的是
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2016-12-09更新
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808次组卷
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3卷引用:2011届安徽省“江南十校”高三联考(理综)化学部分
(已下线)2011届安徽省“江南十校”高三联考(理综)化学部分河北省石家庄市第二中学2019-2020高一下学期期末考试模拟(四)化学试题海南省三亚市2023-2024学年鲁迅中学高二上学期化学期中测试
4 . 我国科研人员成功研制出一条从二氧化碳合成淀粉的途径,其中第一步为,为推进“碳达峰”和“碳中和”目标实现的技术路线提供了一种新思路。
(1)计算机模拟该反应的反应历程如下图所示,其中吸附在催化剂上面的物质用“*”标注,“TS”表示过渡状态。
①=_______ kJ∙mol-1。
②该反应历程中反应速率最快步骤的化学方程式为_______ 。
(2)实验研究表明,其他条件相同时,使用分子筛(分子筛能选择性分离出水蒸气)能有效提高甲醇的平衡产率,其原因是_______ 。
(3)540K下,分别按初始投料比进行该反应,得到不同压强下H2的平衡转化率关系如图:
①投料比的曲线为_______ (填“a”、“b”或“c”),说明理由_______ 。
②该反应压强平衡常数的表达式_______ 0(用平衡分压代替平衡浓度)。
③已知540K下该反应,某时刻测得某容器内,,,此时v(正)_______ v(逆)(填“>”、“=”或“>”)。
(4)目前,科研人员在研究光电催化CO2还原为甲醇的领域也取得了一定的进展,其原理如图所示,则生成甲醇的电极反应式为_______ 。
(1)计算机模拟该反应的反应历程如下图所示,其中吸附在催化剂上面的物质用“*”标注,“TS”表示过渡状态。
①=
②该反应历程中反应速率最快步骤的化学方程式为
(2)实验研究表明,其他条件相同时,使用分子筛(分子筛能选择性分离出水蒸气)能有效提高甲醇的平衡产率,其原因是
(3)540K下,分别按初始投料比进行该反应,得到不同压强下H2的平衡转化率关系如图:
①投料比的曲线为
②该反应压强平衡常数的表达式
③已知540K下该反应,某时刻测得某容器内,,,此时v(正)
(4)目前,科研人员在研究光电催化CO2还原为甲醇的领域也取得了一定的进展,其原理如图所示,则生成甲醇的电极反应式为
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5 . 1.具有抗菌、消炎等药理作用的黄酮醋酸类化合物H合成路线如下。(1)化合物A的名称为____________________ 。
(2)结合平衡移动原理分析,D→E时溶剂使用的原因是__________ 。
(3)F→G中反应物的作用为__________(填标号)。
(4)A的一种同系物分子式为,核磁共振氢谱峰面积之比为,其结构简式为__________ (写1种)。
B→C为重排。重排机理如下。①中间体Ⅱ中原子的杂化方式为__________ 。____________________ 。
④利用重排可合成肾上腺素,合成路线如下。N的结构简式为____________________ 。
(2)结合平衡移动原理分析,D→E时溶剂使用的原因是
(3)F→G中反应物的作用为__________(填标号)。
A.氧化剂 | B.还原剂 | C.催化剂 | D.萃取剂 |
(4)A的一种同系物分子式为,核磁共振氢谱峰面积之比为,其结构简式为
B→C为重排。重排机理如下。①中间体Ⅱ中原子的杂化方式为
②中间体Ⅱ→中间体Ⅲ时,因反应位点的不同,还会生成(M),分离L和M的操作为
④利用重排可合成肾上腺素,合成路线如下。N的结构简式为
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6 . 合成气(CO、H2)可由煤、天然气和生物质等非石油路线获得,由合成气制取甲醇是科研工作者的研究热点。回答下列问题:
(1)已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49kJ·mol-1
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2=+41kJ·mol-1
则CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H3=___ 。
(2)在一恒温恒容的密闭容器中发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),下列说法不能说明该反应达到化学平衡状态的是___ (填字母)。
A.体系的压强保持不变
B.混合气体的密度保持不变
C.2v(H2)正=v(CH3OH)逆
D.CH3OH的浓度保持不变
(3)在一定条件下,在容积恒定为VL的密闭容器中充入1molCO与2molH2在催化剂作用下合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO转化率与温度、压强的关系如图所示:
①由图可知p1___ (填“>”“<”或“=”)p2。
②图中b、c、d三点的化学平衡常数为Kb、Kc、Kd,从大到小的顺序为___ 。
③比较体系中气体平均摩尔质量:M(b)___ (填“>”“<”或“=”)M(d)。
④下列措施中能够同时满足增大正反应速率和提高CO转化率的是___ (填字母)。
A.使用高效催化剂
B.降低反应温度
C.再充入2molCO与4molH2
D.不断将甲醇从体系混合物中分离出来
(1)已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49kJ·mol-1
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2=+41kJ·mol-1
则CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H3=
(2)在一恒温恒容的密闭容器中发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),下列说法不能说明该反应达到化学平衡状态的是
A.体系的压强保持不变
B.混合气体的密度保持不变
C.2v(H2)正=v(CH3OH)逆
D.CH3OH的浓度保持不变
(3)在一定条件下,在容积恒定为VL的密闭容器中充入1molCO与2molH2在催化剂作用下合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO转化率与温度、压强的关系如图所示:
①由图可知p1
②图中b、c、d三点的化学平衡常数为Kb、Kc、Kd,从大到小的顺序为
③比较体系中气体平均摩尔质量:M(b)
④下列措施中能够同时满足增大正反应速率和提高CO转化率的是
A.使用高效催化剂
B.降低反应温度
C.再充入2molCO与4molH2
D.不断将甲醇从体系混合物中分离出来
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2021-01-31更新
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108次组卷
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3卷引用:河南省九师联盟2020-2021学年高二上学期1月联考化学试题
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解题方法
7 . 中国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成,相关成果由国际知名学术期刊《科学》在线发表,因此CO2的捕集及其资源化利用成为科学家研究的重要课题。
I.二氧化碳合成“合成气”
(1)捕获的高浓度CO2能与CH4制备合成气(CO、H2),该过程主要涉及以下反应:
①;△H1
②;△H2
③;△H3
④;△H4
根据盖斯定律,反应①的△H1=_____________ (写出代数式即可)。
Ⅱ.二氧化碳合成低碳烯烃
(2)用可再生能源电还原CO2时,采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应来提高乙烯的生成率,装置如图1所示。阴极发生的反应为____________ ;
每转移1mol电子,阳极生成____________ L气体(标准状况)。
(3)以CO2、C2H6为原料合成C2H4涉及的主要反应如下:
A. ;(主反应)
B. ;(副反应)
其中,反应A的反应历程可分为如下两步:
A. ;△H1(反应速率较快)
B. ;(反应速率较慢)
相比于提高c(C2H6),则提高c(CO2)对反应A速率影响更大,原因是____________ 。
向恒压密闭容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,发生主反应,温度对催化剂KFeMn/Si2性能的影响如图2所示,工业生产综合各方面的因素,反应选择800℃的原因是____________ 。
Ⅲ.二氧化碳合成甲醇
主反应:;
副反应:;
某一刚性容器中充入1molCO2和3molH2,在催化剂存在条件下进行反应,测得温度与平衡转化率、产物选择性的关系如图3所示。已知:CH3OH选择性=
(4)240℃平衡时,生成的CH3OH的物质的量是____________ 。
Ⅳ、新型二氧化碳固定法
(5)某课题组设计一种新型的固定CO2方法,如图4所示。若原料用,则产物为____________ 。
I.二氧化碳合成“合成气”
(1)捕获的高浓度CO2能与CH4制备合成气(CO、H2),该过程主要涉及以下反应:
①;△H1
②;△H2
③;△H3
④;△H4
根据盖斯定律,反应①的△H1=
Ⅱ.二氧化碳合成低碳烯烃
(2)用可再生能源电还原CO2时,采用高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应来提高乙烯的生成率,装置如图1所示。阴极发生的反应为
每转移1mol电子,阳极生成
(3)以CO2、C2H6为原料合成C2H4涉及的主要反应如下:
A. ;(主反应)
B. ;(副反应)
其中,反应A的反应历程可分为如下两步:
A. ;△H1(反应速率较快)
B. ;(反应速率较慢)
相比于提高c(C2H6),则提高c(CO2)对反应A速率影响更大,原因是
向恒压密闭容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,发生主反应,温度对催化剂KFeMn/Si2性能的影响如图2所示,工业生产综合各方面的因素,反应选择800℃的原因是
Ⅲ.二氧化碳合成甲醇
主反应:;
副反应:;
某一刚性容器中充入1molCO2和3molH2,在催化剂存在条件下进行反应,测得温度与平衡转化率、产物选择性的关系如图3所示。已知:CH3OH选择性=
(4)240℃平衡时,生成的CH3OH的物质的量是
Ⅳ、新型二氧化碳固定法
(5)某课题组设计一种新型的固定CO2方法,如图4所示。若原料用,则产物为
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解题方法
8 . 氢能和液态甲醇(CH3OH)的应用是新时代背景下发展绿色能源的重要路线之一。回答下列问题:
(1)一种催化电解法制取甲醇的原理如图所示:
装置工作时,H+向_______ (填“阴”或“阳”)极迁移,PdZnCu极上发生的电极反应式为_______ 。
(2)CO2与H2合成甲醇主要包括的反应如下(不考虑其他反应):
I.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1
II.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H2>0
①CO2和H2在某催化剂表面上合成甲醇(反应I)的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。
反应I的△H1_______ 0(填“>”或“<”);该历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为_______ 。
②下列有利于提高CH3OH的平衡产率的是_______ (填字母)。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
③起始时n(CO2):n(H2)=1:10,维持恒压36 MPa时,甲醇的选择性(生成甲醇所用的含碳反应物的物质的量与总消耗的含碳反应物的物质的量的比值)、CO2的转化率、CO的选择性(生成CO所用的含碳反应物的物质的量与总消耗的含碳反应物的物质的量的比值)随温度(T)变化如图所示:
温度高于260℃时,随温度升高,CO的选择性增大的主要原因是_______ ;T℃时,CO2的转化率为α,CH3OH的选择性为S,CO的分压p(CO)=_______ MPa。
(1)一种催化电解法制取甲醇的原理如图所示:
装置工作时,H+向
(2)CO2与H2合成甲醇主要包括的反应如下(不考虑其他反应):
I.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1
II.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H2>0
①CO2和H2在某催化剂表面上合成甲醇(反应I)的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。
反应I的△H1
②下列有利于提高CH3OH的平衡产率的是
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
③起始时n(CO2):n(H2)=1:10,维持恒压36 MPa时,甲醇的选择性(生成甲醇所用的含碳反应物的物质的量与总消耗的含碳反应物的物质的量的比值)、CO2的转化率、CO的选择性(生成CO所用的含碳反应物的物质的量与总消耗的含碳反应物的物质的量的比值)随温度(T)变化如图所示:
温度高于260℃时,随温度升高,CO的选择性增大的主要原因是
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解题方法
9 . 含氮化合物对工业生产有多种影响,化学工作者设计了如下再利用的方案:
(1)以和为原料合成化肥-尿素,两步反应的能量变化如图:
①已知第二步反应决定了生产尿素的快慢,可推测___________ (填“>”“<”或“=”)。
②该反应达到化学平衡后,下列措施能提高转化率的是___________ 。
A.选用更有效的催化剂 B.升高反应体系的温度
C.降低反应体系的温度 D.缩小容器的体积
(2)氨的催化氧化过程可发生以下两种反应,该过程易受催化剂选择性影响。
Ⅰ:;
Ⅱ:;
在容积固定的密闭容器中充入和,一定时间段内,在催化剂作用下发生上述反应。生成物和的物质的量随温度的变化曲线如图。
①当温度处于400℃~840℃时,的物质的量减少,的物质的量增加,其原因是___________ 。
②840℃时,反应以反应Ⅰ为主,则的转化率为___________ 。(保留小数点后2位,下同);
若520℃时起始压强为,恒温下反应Ⅱ的平衡常数___________ (为以分压表示的平衡常数)
(3)肼-空气燃料电池是一种新型环保型碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的溶液。肼-空气燃料电池放电时,负极的电极反应式:___________ 。假设使用肼-空气燃枓电池电解精炼铜(已知铜的摩尔质量为),阴极质量变化为,则肼-空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气___________ L(假设空气中氧气体积分数为20%)。
(1)以和为原料合成化肥-尿素,两步反应的能量变化如图:
①已知第二步反应决定了生产尿素的快慢,可推测
②该反应达到化学平衡后,下列措施能提高转化率的是
A.选用更有效的催化剂 B.升高反应体系的温度
C.降低反应体系的温度 D.缩小容器的体积
(2)氨的催化氧化过程可发生以下两种反应,该过程易受催化剂选择性影响。
Ⅰ:;
Ⅱ:;
在容积固定的密闭容器中充入和,一定时间段内,在催化剂作用下发生上述反应。生成物和的物质的量随温度的变化曲线如图。
①当温度处于400℃~840℃时,的物质的量减少,的物质的量增加,其原因是
②840℃时,反应以反应Ⅰ为主,则的转化率为
若520℃时起始压强为,恒温下反应Ⅱ的平衡常数
(3)肼-空气燃料电池是一种新型环保型碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的溶液。肼-空气燃料电池放电时,负极的电极反应式:
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2022-12-28更新
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226次组卷
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3卷引用:河南省顶级名校2022-2023学年高三上学期12月摸底考试化学试题
解题方法
10 . “Cl化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质(如CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料合成工业产品的化学工艺,对开发新能源和控制环境污染有重要意义。中科院天津工生所利用化学催化剂将高浓度二氧化碳在高密度氢能作用下还原成碳一(C1)化合物,然后通过设计构建碳一聚合新酶,依据化学聚糖反应原理将碳一化合物聚合成碳三(C3)化合物,最后通过生物途径优化,将碳三化合物聚合成碳六(C6)化合物,再进一步合成直链和支链淀粉(Cn化合物)。在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。
(1)科学家成功研制出一种新型催化剂,能将CO2转变为甲烷。在常压、300℃条件下,CO2与H2按体积之比1∶4反应,CO2转化率可达90%。一定条件下,某兴趣小组在容积为V L的密闭容器中发生此反应达到化学平衡状态。
①该反应的平衡常数表达式为___________ 。
②由如图可知该反应的△H___________ 0(填“>”、“<”或“=”);300℃时,从反应开始到达平衡,以H2的浓度变化表示的化学反应速率是___________ (用、、V表示)。
(2)已知,,控制一定条件,该反应能自发进行,则___________ 0(填“>”,“<”或“=”)。在一定温度下,向一容积可变的容器中充入、,的转化率与反应时间的关系如图所示。在t时加压,若t1时容器容积为1000 mL,则t2时容器容积为___________ mL。
(3)利用回收的制取甲醛的反应为
①为提高上述反应中H2的平衡转化率,可以采取的措施有___________ 、___________ (任写两条)。
②实验室在2 L恒容密闭容器中模拟上述合成HCHO的实验。时将的和混合气体充入容器中,每隔一定时间测得容器内混合气体压强如表所示:
已知:,即用B物质的分压变化表示时间内反应的平均反应速率。0~10min内该反应的平均反应速率为___________ 。10min时,CO2的转化率为___________ (保留小数点后一位)。
(1)科学家成功研制出一种新型催化剂,能将CO2转变为甲烷。在常压、300℃条件下,CO2与H2按体积之比1∶4反应,CO2转化率可达90%。一定条件下,某兴趣小组在容积为V L的密闭容器中发生此反应达到化学平衡状态。
①该反应的平衡常数表达式为
②由如图可知该反应的△H
(2)已知,,控制一定条件,该反应能自发进行,则
(3)利用回收的制取甲醛的反应为
①为提高上述反应中H2的平衡转化率,可以采取的措施有
②实验室在2 L恒容密闭容器中模拟上述合成HCHO的实验。时将的和混合气体充入容器中,每隔一定时间测得容器内混合气体压强如表所示:
时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
压强/kPa | 1.08 | 0.96 | 0.88 | 0.82 | 0.80 | 0.80 | 0.80 |
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