2024高三·全国·专题练习
1 . 研发CO2、NO利用技术,降低空气中CO2、NO含量成为研究热点。
(1)CO2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:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)ΔH1=-156.9 kJ·mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.1 kJ·mol-1
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH3=-395.6 kJ·mol-1,则CH4燃烧的热化学方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=___________ 。
(2)利用电化学方法通过微生物电催化可将CO2有效地转化为H2C2O4,装置如图所示,阴极的电极反应式为___________ ;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___________ 。(3)研究脱除烟气中的NO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Fe基催化剂表面,NH3还原NO的反应机理如图所示,该过程可描述为___________ 。(4)低温等离子体技术是在高压放电下,O2产生氧自由基,氧自由基将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,实验装置如图所示:① 等离子体技术在低温条件下可提高NO的转化率,原因是___________ 。
② 其他条件相同,等离子体的电功率与NO转化率的关系如图所示,当电功率大于30 W时,NO转化率下降的原因可能是___________ 。
(1)CO2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:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)ΔH1=-156.9 kJ·mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.1 kJ·mol-1
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH3=-395.6 kJ·mol-1,则CH4燃烧的热化学方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=
(2)利用电化学方法通过微生物电催化可将CO2有效地转化为H2C2O4,装置如图所示,阴极的电极反应式为
② 其他条件相同,等离子体的电功率与NO转化率的关系如图所示,当电功率大于30 W时,NO转化率下降的原因可能是
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2 . 如图所示的是以黄铁矿()为主要原料接触法制硫酸工业的流程示意图(A.沸腾炉 B.接触室 C.吸收塔)(1)对于B设备中接触氧化的反应,下图中的甲、乙、丙分别表示在不同条件下,在反应混合物中的体积分数(Y)与时间(X)的关系,请按要求填写:①若甲图两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况,则______ 表示有催化剂的情况;
②若乙图两条曲线分别表示不同压强的情况,则______ 表示压强较大的情况;
③若丙图两条曲线分别表示600℃和400℃的情况,则______ 表示600℃的情况。
(2)在生产中常使用过量的空气是为了______ 。
(3)接触法制硫酸的沸腾炉处产生的炉气必须经过净化处理,目的是为了______ 。
(4)从⑤处排出的气体是______(填序号)
(5)在B设备中加热到400℃~500℃是由于①加快反应速率,②______ 。
(6)对从进口⑧喷进的液体的叙述最准确的是______ (填序号)。
A.水 B.98.3%的浓硫酸 C.稀硫酸
(7)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收,再用浓硫酸处理得到较高浓度的和铵盐,既可作为生产硫酸的原料循环再利用,也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的,请写出吸收的离子方程式:______ 。
②若乙图两条曲线分别表示不同压强的情况,则
③若丙图两条曲线分别表示600℃和400℃的情况,则
(2)在生产中常使用过量的空气是为了
(3)接触法制硫酸的沸腾炉处产生的炉气必须经过净化处理,目的是为了
(4)从⑤处排出的气体是______(填序号)
A.、 | B.、 | C.、 | D.水蒸气 |
(5)在B设备中加热到400℃~500℃是由于①加快反应速率,②
(6)对从进口⑧喷进的液体的叙述最准确的是
A.水 B.98.3%的浓硫酸 C.稀硫酸
(7)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收,再用浓硫酸处理得到较高浓度的和铵盐,既可作为生产硫酸的原料循环再利用,也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的,请写出吸收的离子方程式:
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3 . 利用向制取生物柴油的副产物甘油()中通入一定量的水蒸气,可实现重整制氢。经一系列反应可获得、CO、、等组成气体,通过调整反应的组成和条件可提高产率。请回答:
(1)制氢的几个主要反应如下
反应1:
反应2:
反应3:
反应4:
(1)计算______ ,并判断该反应的自发性______ 。
(2)①温度控制不当,气相产物之间会发生积碳副反应从而影响氢气产率,反应如下:
, ;若仅考虑积碳副反应,一定温度下,测得在1.0MPa恒压反应体系中达到平衡时组分的分压(即组分的物质的量分数×总压),,则平衡常数______ 。
②生产过程中,为减小积碳对氢气产率及催化剂的影响,下列措施合适的是______ (填序号)。
A.减小压强 B.通入过量的氧气 C.通入适量的水蒸气 D.选择合适的催化剂
③上述各反应达到平衡时,体系中各物质的物质的量分数受温度的影响如图,请结合图像解释,在图示温度范围内随着温度升高的摩尔分数先迅速上升后缓慢下降的原因是______ 。(3)反应2的一种催化机理是生成中间体甲酸,此时甲酸在金属氧化物催化剂表面的催化机理如图:下面关于脱氢的反应历程表示正确的是______ (表示在催化剂表面吸附态)(填序号)
A.
B.
C.
(1)制氢的几个主要反应如下
反应1:
反应2:
反应3:
反应4:
(1)计算
(2)①温度控制不当,气相产物之间会发生积碳副反应从而影响氢气产率,反应如下:
, ;若仅考虑积碳副反应,一定温度下,测得在1.0MPa恒压反应体系中达到平衡时组分的分压(即组分的物质的量分数×总压),,则平衡常数
②生产过程中,为减小积碳对氢气产率及催化剂的影响,下列措施合适的是
A.减小压强 B.通入过量的氧气 C.通入适量的水蒸气 D.选择合适的催化剂
③上述各反应达到平衡时,体系中各物质的物质的量分数受温度的影响如图,请结合图像解释,在图示温度范围内随着温度升高的摩尔分数先迅速上升后缓慢下降的原因是
A.
B.
C.
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4 . 化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A.葡萄酒中添加适量的可以起到杀菌和抗氧化的作用 |
B.碳酸钡在医疗上可被用作消化系统X射线检查的内服药剂,俗称“钡餐” |
C.制玻璃过程中加入某些金属氧化物或盐可以得到有色玻璃 |
D.合成氨工业一般选择400~500℃的主要原因是让催化剂的活性大,反应速率快 |
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解题方法
5 . 海洋资源的利用具有广阔的前景。利用空气吹出法从海水中提取溴的流程如图:已知:常压下,溴单质沸点为58.5℃
(1)“吸收塔”中发生反应的离子方程式为_______ 。
(2)“蒸馏塔”具有将溴单质与水溶液分离的作用,其温度应控制在_____ (填序号)。
A.40∼50℃ B.60∼70℃ C.100℃以上
(3)物质A_____ (填化学式)可以循环利用。
(4)探究“氧化”的适宜条件,测得不同条件下溶液中被氧化的的百分含量如图:已知:表示加入氯元素与海水中溴元素物质的量之比。
①结合实际生产,“氧化”的适宜条件为______ 。
②海水中溴元素的浓度是64mg/L,经该方法处理后1m3海水最终得到38.4gBr2,则该实验海水中溴元素的提取率为______ 。
③吸收后的空气进行循环利用,吹出时,吹出塔中吹出率与吸收塔中流量的关系如图所示,当流量过大,吹出率反而下降,其原因:______ 。
(1)“吸收塔”中发生反应的离子方程式为
(2)“蒸馏塔”具有将溴单质与水溶液分离的作用,其温度应控制在
A.40∼50℃ B.60∼70℃ C.100℃以上
(3)物质A
(4)探究“氧化”的适宜条件,测得不同条件下溶液中被氧化的的百分含量如图:已知:表示加入氯元素与海水中溴元素物质的量之比。
①结合实际生产,“氧化”的适宜条件为
②海水中溴元素的浓度是64mg/L,经该方法处理后1m3海水最终得到38.4gBr2,则该实验海水中溴元素的提取率为
③吸收后的空气进行循环利用,吹出时,吹出塔中吹出率与吸收塔中流量的关系如图所示,当流量过大,吹出率反而下降,其原因:
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解题方法
6 . 有关工业固氮的说法正确的是
A.使用铁催化剂可提高反应物的转化率 |
B.循环使用、可提高的产率 |
C.温度控制在左右有利于反应向正方向进行 |
D.增大压强有利于加快反应速率,所以压强越大越好 |
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解题方法
7 . 下图所示为工业合成氨的流程图。下列有关生产条件的调控作用分析错误的是
A.步骤①中“净化”可以防止杂质对催化剂产生影响 |
B.步骤②中“加压”可以加快反应速率,因此压强越大越好 |
C.步骤③一般选择控制反应温度为400~500℃左右 |
D.步骤④⑤有利于提高原料的利用率,能节约生产成本 |
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解题方法
8 . 氯化钡是重要的化工原料,是制备其他钡盐的主要中间原料,以毒重石(主要成分为,还含有及含Ca、Mg、Fe、Al的化合物)为原料制备的工艺流程如下:已知:盐酸“浸取”后,Ca、Mg、Fe、Al元素分别以、、、形式存在于溶液中。
回答下列问题:
(1)在“浸取”时,除温度、酸的浓度、液固比等因素影响钡的浸出率外,还有___________ 因素。
(2)下表列举了不同温度、盐酸的浓度、液固比下钡的浸出率实验数据,每个实验只改变一个条件:
分析表中数据,温度越高钡的浸出率越低的可能原因是___________ ;判断“浸取”的最佳液固比为___________ 。
(3)常温时,几种金属离子沉淀的pH如图所示,加时发生反应的离子方程式为___________ ;“调pH(Ⅰ)”时,调节溶液,则“滤渣Ⅱ”的主要成分为___________ (填化学式)。(4)“一系列操作”中洗涤晶体时,通常采用乙醇洗而不采用水洗,原因是___________ 。
回答下列问题:
(1)在“浸取”时,除温度、酸的浓度、液固比等因素影响钡的浸出率外,还有
(2)下表列举了不同温度、盐酸的浓度、液固比下钡的浸出率实验数据,每个实验只改变一个条件:
改变的条件 | 温度(℃) | 盐酸的浓度(%) | 液固比 | ||||||||
30 | 55 | 75 | 10 | 15 | 20 | 25 | 3:1 | 4:1 | 5:1 | 6:1 | |
钡的浸出率(%) | 74.31 | 69.60 | 68.42 | 59.21 | 74.31 | 74.15 | 55.32 | 59.84 | 65.12 | 74.31 | 74.35 |
(3)常温时,几种金属离子沉淀的pH如图所示,加时发生反应的离子方程式为
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9 . 中国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成,CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。
以CO2、C2H6为原料合成C2H4涉及的主要反应如下:
I.CO2(g)+C2H6(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) ΔH=+177kJ·mol-1 (主反应)
II.C2H6(g)CH4(g)+H2(g)+C(s) ΔH=+9kJ·mol-1 (副反应)
(1)反应I的反应历程可分为如下两步:
i. C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH1 (反应速率较快)
ii. H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) ΔH2=+44kJ·mol-1 (反应速率较慢)
①∆H1=_______
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)对反应I速率影响更大,原因是_______ 。
(2)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K-Fe-Mn/Si-2性能的影响如图所示,工业生产综合各方面的因素,反应选择800℃的原因是_______ 。(3)工业上也可用甲烷催化法制取乙烯,只发生反应如下:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) ΔH>0,温度T时,向2L的恒容反应器中充入2molCH4,仅发生上述反应,反应过程中CH4的物质的量随时间变化如图所示:实验测得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)c2(H2),k正、k逆为速率常数,只与温度有关,T温度时,____ (用含有x的代数式表示);当温度升高时,k正增大m倍,k逆增大n倍,则m_____ n(填“>”、“<”或“=”)。
以CO2、C2H6为原料合成C2H4涉及的主要反应如下:
I.CO2(g)+C2H6(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) ΔH=+177kJ·mol-1 (主反应)
II.C2H6(g)CH4(g)+H2(g)+C(s) ΔH=+9kJ·mol-1 (副反应)
(1)反应I的反应历程可分为如下两步:
i. C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH1 (反应速率较快)
ii. H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) ΔH2=+44kJ·mol-1 (反应速率较慢)
①∆H1=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)对反应I速率影响更大,原因是
(2)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K-Fe-Mn/Si-2性能的影响如图所示,工业生产综合各方面的因素,反应选择800℃的原因是
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10 . 环戊二烯是一种重要的有机合成原料,用其制备环戊烯涉及的反应如下:
(1)______ (用含“”和“”的式子表示),该反应在______ (填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。
(2)下列操作中,能提高环戊二烯平衡转化率的是______ (填标号)。
A.增加环戊二烯的用量 B.恒温恒压下通入惰性气体 C.移除环戊烯
(3)保持其他条件不变,在相同时间内,环戊二烯转化率及环戊烯、环戊烷的选择性与温度的关系如下图所示:①综合分析,反应的最佳温度的范围为______ (填标号)。
A. B. C.左右
②随着温度的升高,环戊二烯转化率升高而环戊烯选择性降低,其原因是______ 。
(4),向恒容密闭容器中加入环戊二烯和,反应达到平衡时,环戊二烯的转化率为,环戊烷物质的量为,则用气体物质的量分数表示的主反应的平衡常数______ (用含的计算式表示)。
(5)用环戊二烯制备的二茂铁可用作火箭燃料添加剂、汽油抗爆剂、橡胶熟化剂、紫外线吸收剂等。二茂铁的晶胞结构如图所示(未画出微粒),密度为,设阿伏加德罗常数的值为,则一个晶胞中含的数目为______ 。
主反应:;
副反应1:。
副反应2:
回答下列问题:(1)
(2)下列操作中,能提高环戊二烯平衡转化率的是
A.增加环戊二烯的用量 B.恒温恒压下通入惰性气体 C.移除环戊烯
(3)保持其他条件不变,在相同时间内,环戊二烯转化率及环戊烯、环戊烷的选择性与温度的关系如下图所示:①综合分析,反应的最佳温度的范围为
A. B. C.左右
②随着温度的升高,环戊二烯转化率升高而环戊烯选择性降低,其原因是
(4),向恒容密闭容器中加入环戊二烯和,反应达到平衡时,环戊二烯的转化率为,环戊烷物质的量为,则用气体物质的量分数表示的主反应的平衡常数
(5)用环戊二烯制备的二茂铁可用作火箭燃料添加剂、汽油抗爆剂、橡胶熟化剂、紫外线吸收剂等。二茂铁的晶胞结构如图所示(未画出微粒),密度为,设阿伏加德罗常数的值为,则一个晶胞中含的数目为
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