解题方法
1 . 铜基催化剂催化甲醇水蒸气重整制氢是液体燃料制氢的重要方向,主要包含甲醇水蒸气重整反应。甲醇分解反应和水气变换反应,具体反应方程式如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)则_______ kJ⋅mol。
(2)有利于提高甲醇平衡转化率的是_______ (填标号)。
A.增加的用量
B.恒温恒压条件下通入Ar
C.升高温度
D.选择更高效的催化剂
E.及时分离出
(3)一定条件下,向压强为的恒压密闭容器中通入、物质的量比为1∶1的混合气体,发生上述反应,达到平衡时,容器中,,此时的产率为_______ ,反应Ⅱ的以分压表示的化学平衡常数为_____ (用含的代数式表示)。
(4)液相空速表示进料速度的快慢。不同温度下,平衡时甲醇转化率和CO浓度随甲醇液相空速的变化如图所示。随温度升高,CO浓度变化的原因是_______ ,制氢产物可以用于车载燃料电池,CO含量太高会对电池产生巨大危害。甲醇水蒸气重整制氢的适宜条件是_______ ℃,_______ L·h。(5)利用多晶铜高效催化电解制乙烯的原理如图所示。因电解前后电解液浓度几乎不变,故可实现的连续转化。多晶铜电极的电极反应式为_______ 。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)则
(2)有利于提高甲醇平衡转化率的是
A.增加的用量
B.恒温恒压条件下通入Ar
C.升高温度
D.选择更高效的催化剂
E.及时分离出
(3)一定条件下,向压强为的恒压密闭容器中通入、物质的量比为1∶1的混合气体,发生上述反应,达到平衡时,容器中,,此时的产率为
(4)液相空速表示进料速度的快慢。不同温度下,平衡时甲醇转化率和CO浓度随甲醇液相空速的变化如图所示。随温度升高,CO浓度变化的原因是
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2 . 为探究能否氧化,某兴趣小组用0.1的溶液(pH≈7)和0.1的溶液(pH≈1)进行如下操作并记录现象。
已知:
①(紫色)
②遇无明显现象
③能显著减慢的紫色褪去
④在水溶液中能自发的发生反应
(1)分析实验Ⅰ:若向紫色溶液中加入酸,会使体系Ⅰ中___________ (填离子符号)浓度增大,导致平衡___________ (填“正向”或“逆向”)移动;出现淡黄色浑浊是因为与发生了反应,该反应的离子方程式为___________ 。
(2)分析实验Ⅱ:溶液紫色褪去,是因为被___________ (填“氧化”或“还原”)生成,该反应的离子方程式为___________ 。
(3)实验Ⅰ中出现淡黄色浑浊,而实验Ⅱ中未出现淡黄色浑浊的原因是___________ 。
已知:
①(紫色)
②遇无明显现象
③能显著减慢的紫色褪去
④在水溶液中能自发的发生反应
实验编号 | Ⅰ | Ⅱ |
实验操作 | ||
实验现象 | 溶液呈紫色,静置后紫色迅速褪去,久置后出现淡黄色浑浊 | 溶液呈紫色,静置后紫色较快褪去,久置后未出现淡黄色浑浊 |
(1)分析实验Ⅰ:若向紫色溶液中加入酸,会使体系Ⅰ中
(2)分析实验Ⅱ:溶液紫色褪去,是因为被
(3)实验Ⅰ中出现淡黄色浑浊,而实验Ⅱ中未出现淡黄色浑浊的原因是
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3 . 碳和碳的化合物在生产、生活中有重要作用,乙烯、甲醇、甲酸等都是重要的能源物质。
(1)已知几种反应的正反应活化能(E1)、逆反应活化能(E2)如表所示:
在相同条件下,起始反应最快的是_____ (填序号)。的_____ 。
(2)甲醇水蒸气重整,总反应为。
①若工业生产中在恒压容器中进行该反应,下列措施可提高CH3OH的平衡转化率的是_____ (填字母)。
a.原料气中掺入一定量惰性气体
b.升高温度
c.使用催化效率更高的催化剂
d.使用分子筛及时移走产生的氢气
②该过程中同时发生两个反应:
I.
Ⅱ.
总反应、反应Ⅰ、反应Ⅱ的平衡常数对数lgK与变化关系如图所示。图中X和Y、Z三条曲线中,表示反应Ⅰ的是_____ ,理由是_____ 。
③在恒容密闭容器中,充入一定量CH3OH(g)和H2O(g),同时发生反应Ⅰ、反应Ⅱ,实验测得不同温度下,平衡体系中H2的体积分数如图所示:
T1°C之后平衡体系中H2体积分数增大的原因是_____ 。
(3)CO2催化还原可以制备和HCOOH:
;
。
在一定温度下,在容积为1L的恒容密闭容器中充入1molCO2(g)和3molH2(g),同时发生了乙烯化和甲酸化反应,达到平衡时C2H4的选择性为40%,体系压强减小了22.5%。则CO2总转化率为_____ ,该温度下,甲酸化的平衡常数K=_____ (结果保留2位小数)。提示:
(1)已知几种反应的正反应活化能(E1)、逆反应活化能(E2)如表所示:
序号 | 化学反应 | E1/(kJ·mol-¹) | E2/(kJ·mol-¹) |
① | 1954 | 2519 | |
② | 685 | 970 | |
③ | 3526 | 4978 |
(2)甲醇水蒸气重整,总反应为。
①若工业生产中在恒压容器中进行该反应,下列措施可提高CH3OH的平衡转化率的是
a.原料气中掺入一定量惰性气体
b.升高温度
c.使用催化效率更高的催化剂
d.使用分子筛及时移走产生的氢气
②该过程中同时发生两个反应:
I.
Ⅱ.
总反应、反应Ⅰ、反应Ⅱ的平衡常数对数lgK与变化关系如图所示。图中X和Y、Z三条曲线中,表示反应Ⅰ的是
③在恒容密闭容器中,充入一定量CH3OH(g)和H2O(g),同时发生反应Ⅰ、反应Ⅱ,实验测得不同温度下,平衡体系中H2的体积分数如图所示:
T1°C之后平衡体系中H2体积分数增大的原因是
(3)CO2催化还原可以制备和HCOOH:
;
。
在一定温度下,在容积为1L的恒容密闭容器中充入1molCO2(g)和3molH2(g),同时发生了乙烯化和甲酸化反应,达到平衡时C2H4的选择性为40%,体系压强减小了22.5%。则CO2总转化率为
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4 . 2021年8月,我国第一套利用自主研发的乙烷裂解制乙烯技术建成的大型乙烯生产装置成功投料开车。其反应原理为(a)。
(1)已知和的燃烧热()分别为、、、,则___________ 。
(2)在密闭容器充入一定量的,发生反应(a),一段时间后,下列说法正确的是___________。
(3)若其他条件相同,分别在总压强为、时,发生反应(a),平衡体系中、的体积分数随温度变化的关系如图所示,则代表压强为时的体积分数随温度变化的曲线是___________ 。
(4)在实际生产中,常采用在恒温恒压下加入一定量水蒸气的方法来提高乙烯的产率,试用平衡移动原理加以解释___________ 。
(5)乙烷裂解时易发生副反应:(b)
①某温度和下,在一密闭容器中充入一定量,发生反应(a)和(b), 反应达到平衡时,的转化率为,与体积之比为,则该温度下反应(a)的平衡常数________ (以分压表示,分压=总压×物质的量分数,结果保留一位小数)。
②在实际生产中,常在恒温恒压恒流下进行,能提高选择性的一条可靠措施___________ 。
(6)我国化学工作者最新发明用电解法制乙烯,原理如左下图所示。该电解池中用到了多孔单晶,其在氧化过程可以促进晶格氧向活性氧的转变。
①阳极的电极反应式为______________________ ;
②右下图为的晶胞(●、O分别表示或O),该晶胞中的配位数为___________ ,若晶胞边长为,则该晶体的密度为__________ (设阿伏加德罗常数的值为,用含的代数式表示)。
(1)已知和的燃烧热()分别为、、、,则
(2)在密闭容器充入一定量的,发生反应(a),一段时间后,下列说法正确的是___________。
A.恒温恒容下,若气体密度保持不变,说明达到平衡状态 |
B.恒温恒压下,若气体平均摩尔质量保持不变,说明达到平衡状态 |
C.将平衡混合气体通过足量溴水中,剩余气体的气体可能为原体积的一半(相同状态) |
D.将平衡混合气体充分燃烧,消耗氧气的量与原乙烷完全燃烧消耗氧气的量相同 |
(3)若其他条件相同,分别在总压强为、时,发生反应(a),平衡体系中、的体积分数随温度变化的关系如图所示,则代表压强为时的体积分数随温度变化的曲线是
(4)在实际生产中,常采用在恒温恒压下加入一定量水蒸气的方法来提高乙烯的产率,试用平衡移动原理加以解释
(5)乙烷裂解时易发生副反应:(b)
①某温度和下,在一密闭容器中充入一定量,发生反应(a)和(b), 反应达到平衡时,的转化率为,与体积之比为,则该温度下反应(a)的平衡常数
②在实际生产中,常在恒温恒压恒流下进行,能提高选择性的一条可靠措施
(6)我国化学工作者最新发明用电解法制乙烯,原理如左下图所示。该电解池中用到了多孔单晶,其在氧化过程可以促进晶格氧向活性氧的转变。
①阳极的电极反应式为
②右下图为的晶胞(●、O分别表示或O),该晶胞中的配位数为
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2024-01-09更新
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561次组卷
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4卷引用:T16-原理综合题
(已下线)T16-原理综合题湖南省株洲市2024届高三上学期教学质量统一检测化学试题湖南省株洲市2023-2024学年高三上学期教学质量统一检测化学试卷(已下线)专题10 化学反应原理综合题-【好题汇编】2024年高考化学一模试题分类汇编(全国通用)
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5 . I.在水溶液中橙红色的与黄色的有下列平衡关系:+H2O⇌2+2H+。现将一定量的K2Cr2O7溶于水配成稀溶液,溶液呈橙色。
(1)向上述溶液中加入浓硫酸溶液,溶液呈___________ 色,因为___________ 。
(2)向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀),则平衡向__ 方向移动(“正”或“逆”)。
II.在容积一定的密闭容器中,置入一定量的NO(g)和足量C(s),发生反应C(s)+2NO(g)⇌CO2(B)+N2(g),平衡状态时NO(g)的物质的量浓度c(NO)与温度T的关系如图所示。请回答下列有关问题。
(3)该反应的△H___________ 0(填“<”、“>”或“=”)。
(4)在T2时,若反应体系处于状态D,则此时v正___________ v逆(填“<”、“>”或“=”)。
(5)在T3时,可逆反应C(s)+2NO(g)⇌CO2(g)+N2(g)在密闭容器中达平衡,只改变下列条件,一定既能加快反应速度,又能增大平衡时的值是___________。
(1)向上述溶液中加入浓硫酸溶液,溶液呈
(2)向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀),则平衡向
II.在容积一定的密闭容器中,置入一定量的NO(g)和足量C(s),发生反应C(s)+2NO(g)⇌CO2(B)+N2(g),平衡状态时NO(g)的物质的量浓度c(NO)与温度T的关系如图所示。请回答下列有关问题。
(3)该反应的△H
(4)在T2时,若反应体系处于状态D,则此时v正
(5)在T3时,可逆反应C(s)+2NO(g)⇌CO2(g)+N2(g)在密闭容器中达平衡,只改变下列条件,一定既能加快反应速度,又能增大平衡时的值是___________。
A.加入一定量C | B.减小容器容积 | C.升高温度 | D.加入一定量的CO2 |
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解题方法
6 . 丙烯是一种重要的化工原料。可由丙烷催化脱氢制备。
主反应:①C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) ΔH1
副反应:②C3H8(g)=C2H4(g)+CH4(g)
③C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g)
④C3H8(g)+H2(g)=C2H6(g)+CH4(g)
回答下列问题:
(1)已知:C3H8(g)+O2(g)=C3H6(g)+H2O(g) ΔH2=-117kJ/mol
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH3=-242kJ/mol。反应①的ΔH1=___ 。
(2)某温度下,在体积不变的密闭容器内发生反应①,起始总压强为105Pa,平衡时总压增加了20%。则C3H8的转化率为___ ;该反应的平衡常数Kp=___ Pa。若提高C3H8的平衡转化率,可采取的措施有___ (填标号)。
A.增大C3H8的浓度
B.提高温度
C.恒容下通入惰性气体
D.使用高效催化剂
(3)工业生产中常采用恒压下充入高温水蒸气的条件。如图表示常压下反应①C3H8的平衡转化率与温度及水烃比(M)的关系,M2___ 5(填“>”或“<”)。
(4)已知高温下C-C键断裂反应比C-H键断裂的脱氢反应容易发生,这将导致丙烯选择性降低;同时高温加剧催化剂表面积炭,导致催化剂迅速失活。在生产中充入CO2的作用之一是利于催化剂活性保持,其原因是___ 。反应气中的配比对催化剂活性的影响如表所示。其中C3H6收率最高时的配比是___ 。
主反应:①C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) ΔH1
副反应:②C3H8(g)=C2H4(g)+CH4(g)
③C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g)
④C3H8(g)+H2(g)=C2H6(g)+CH4(g)
回答下列问题:
(1)已知:C3H8(g)+O2(g)=C3H6(g)+H2O(g) ΔH2=-117kJ/mol
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH3=-242kJ/mol。反应①的ΔH1=
(2)某温度下,在体积不变的密闭容器内发生反应①,起始总压强为105Pa,平衡时总压增加了20%。则C3H8的转化率为
A.增大C3H8的浓度
B.提高温度
C.恒容下通入惰性气体
D.使用高效催化剂
(3)工业生产中常采用恒压下充入高温水蒸气的条件。如图表示常压下反应①C3H8的平衡转化率与温度及水烃比(M)的关系,M2
(4)已知高温下C-C键断裂反应比C-H键断裂的脱氢反应容易发生,这将导致丙烯选择性降低;同时高温加剧催化剂表面积炭,导致催化剂迅速失活。在生产中充入CO2的作用之一是利于催化剂活性保持,其原因是
C3H8转化率(%) | C3H6选择性(%) | C3H6收率(%) | |
1:1.3 | 14.8 | 85.1 | 12.6 |
1:2.4 | 23.2 | 82.8 | |
1:3.6 | 22.8 | 83.5 | |
1:6.8 | 18.0 | 60.3 | 10.9 |
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2020-06-17更新
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354次组卷
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2卷引用:甘肃省武威第六中学2020届高三下学期第六次诊断考试化学试题
名校
解题方法
7 . 甲醛(HCHO)在化工、医药、农药等方面有广泛的应用。
⑴甲醇脱氢法可制备甲醛,反应方程式为CH3OHHCHO+H2。
①发生反应时的过程如图所示,从热效应角度判断,可知该反应为______ 反应。
②下列方法中能减慢反应速率的是______ (填字母)。
a.使用催化剂 b.升高温度 c.降低反应物浓度
③使用催化剂________ (填“能”或“不能”)使反应物的转化率达到100%。
⑵甲醛超标会危害人体健康,需对甲醛含量检测及处理。
①某甲醛气体探测仪利用燃料电池工作原理,其结构如图所示。电极a为______ (填“正”或“负”)极,在电极b上发生的反应类型为______ 反应。(填“氧化”或“还原”)
②探测仪工作时,电子从______ 极流出(填“a”或“b”),总反应方程式为______ 。
⑴甲醇脱氢法可制备甲醛,反应方程式为CH3OHHCHO+H2。
①发生反应时的过程如图所示,从热效应角度判断,可知该反应为
②下列方法中能减慢反应速率的是
a.使用催化剂 b.升高温度 c.降低反应物浓度
③使用催化剂
⑵甲醛超标会危害人体健康,需对甲醛含量检测及处理。
①某甲醛气体探测仪利用燃料电池工作原理,其结构如图所示。电极a为
②探测仪工作时,电子从
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2019-10-31更新
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229次组卷
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2卷引用:甘肃省张掖市临泽县第一中学2019-2020学年高二11月月考化学试题
8 . 研究发现,火力发电厂释放出的尾气是造成雾霾的主要原因之一,CO是其主要成分之一。为减少对环境造成的影响,发电厂试图采用以下方法将CO进行合理利用,以获得重要工业产品。
(1)CO与Cl2在催化剂的作用下合成光气(COCl2)。某温度下,向2L的密闭容器中投入一定量的CO和Cl2,在催化剂的作用下发生反应:CO(g)+ Cl2(g)COCl2(g) △H=-108kJ/mol,反应过程中测定的部分数据如下表:
① 反应0~2min内的平均速率v(COCl2)=__________mol/(L·min)。
② 在2~4min间v(Cl2)正_______v(Cl2)逆(填“>”、“=”或“<”),该温度下K =_____。
(2)在恒温恒容条件下关于反应CO(g)+Cl2(g)CO Cl2(g),下列说法中正确的是_____(填序号)。
A.增大压强能使该反应速率加快,是因为增加了活化分子的百分数
B.使用合适的催化剂可以增大反应体系中COCl2(g)的体积分数
C.若改变某个反应条件,反应体系中COCl2(g)的含量不一定增大
D.若在恒容绝热的密闭容器中发生反应,当K 值不变时,说明反应已经达到平衡
(3)用CO与H2在高温下合成C5H12(汽油的一种成分)。已知5CO(g)+11H2(g)C5H12(g)+5H2O(g) △H<0,若X、L分别代表温度或压强,图(l)表示L一定时,CO的转化率随X的变化关系,则X代表的物理量是________,判断理由是________。
(4)工业上用CO通过电解法制备CH4,电解池的工作原理如图(2)所示,其阳极的电极反应式为______;若每生成1molCH4,理论上需要消耗CO的物质的量为________mol。
(1)CO与Cl2在催化剂的作用下合成光气(COCl2)。某温度下,向2L的密闭容器中投入一定量的CO和Cl2,在催化剂的作用下发生反应:CO(g)+ Cl2(g)COCl2(g) △H=-108kJ/mol,反应过程中测定的部分数据如下表:
t/min | n(CO)/mol | n(Cl2)/mol |
0 | 1.2 | 0.6 |
1 | 0.9 | |
2 | 0.2 | |
4 | 0.8 |
① 反应0~2min内的平均速率v(COCl2)=__________mol/(L·min)。
② 在2~4min间v(Cl2)正_______v(Cl2)逆(填“>”、“=”或“<”),该温度下K =_____。
(2)在恒温恒容条件下关于反应CO(g)+Cl2(g)CO Cl2(g),下列说法中正确的是_____(填序号)。
A.增大压强能使该反应速率加快,是因为增加了活化分子的百分数
B.使用合适的催化剂可以增大反应体系中COCl2(g)的体积分数
C.若改变某个反应条件,反应体系中COCl2(g)的含量不一定增大
D.若在恒容绝热的密闭容器中发生反应,当K 值不变时,说明反应已经达到平衡
(3)用CO与H2在高温下合成C5H12(汽油的一种成分)。已知5CO(g)+11H2(g)C5H12(g)+5H2O(g) △H<0,若X、L分别代表温度或压强,图(l)表示L一定时,CO的转化率随X的变化关系,则X代表的物理量是________,判断理由是________。
(4)工业上用CO通过电解法制备CH4,电解池的工作原理如图(2)所示,其阳极的电极反应式为______;若每生成1molCH4,理论上需要消耗CO的物质的量为________mol。
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