1 . 甲醇是一种可再生的清洁能源,二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于实现“碳达峰”、“碳中和”。已知有关的热化学方程式如下:
Ⅰ.,;
Ⅱ.,;
Ⅲ.,;
Ⅳ.,;
请回答下列问题:
(1)_______ 。
(2)在体积一定的密闭容器中按物质的量比1:2充入CO和,发生上述反应Ⅰ,充分反应达平衡后,如图是平衡混合物中的体积分数在不同压强下随温度变化的平衡曲线。①压强为,温度为300℃时,反应Ⅰ的压强平衡常数_______ 。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
②反应Ⅰ达平衡后,下列措施能提高产率的是_______ (填字母)。
A.加入适量一氧化碳 B.升高温度 C.使用高效催化剂 D.增大压强
(3)一定温度下,向容积为1L的恒容密闭容器中,充入和,发生上述反应Ⅱ,测得各物质的物质的量浓度变化如图所示:则b曲线表示的是_______ 的浓度随时间的变化;内,的平均反应速率为_______ 。
(4)对于反应Ⅲ,其速率方程式为,,,为速率常数且只与温度有关,则该反应的平衡常数_______ (用含、的代数式表示)。
已知某温度下,上述反应平衡常数,在密闭容器中充入一定物质的量的,反应到某时刻测得各组分的物质的量如下:
此时正、逆反应速率的大小:_______ 。
Ⅰ.,;
Ⅱ.,;
Ⅲ.,;
Ⅳ.,;
请回答下列问题:
(1)
(2)在体积一定的密闭容器中按物质的量比1:2充入CO和,发生上述反应Ⅰ,充分反应达平衡后,如图是平衡混合物中的体积分数在不同压强下随温度变化的平衡曲线。①压强为,温度为300℃时,反应Ⅰ的压强平衡常数
②反应Ⅰ达平衡后,下列措施能提高产率的是
A.加入适量一氧化碳 B.升高温度 C.使用高效催化剂 D.增大压强
(3)一定温度下,向容积为1L的恒容密闭容器中,充入和,发生上述反应Ⅱ,测得各物质的物质的量浓度变化如图所示:则b曲线表示的是
(4)对于反应Ⅲ,其速率方程式为,,,为速率常数且只与温度有关,则该反应的平衡常数
已知某温度下,上述反应平衡常数,在密闭容器中充入一定物质的量的,反应到某时刻测得各组分的物质的量如下:
物质 | |||
物质的量/mol | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
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2 . 乙烯合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。
(1)用烃类热裂解法制乙烯是乙烯工业化生产的开端。
①乙烷高温裂解制备乙烯(反应Ⅰ)的化学方程式是______ 。
②在裂解过程中伴随反应Ⅱ:,在高温下缩短在反应器中的停留时间可提高乙烯的获取率,由此判断反应速率:反应Ⅰ______ 反应Ⅱ。(填“>”“<”或“=”)
(2)乙炔选择性加氢制乙烯是石油化工领域重要的发展阶段。
以钯(Pd)为催化剂可有效提高乙烯产率,在催化剂表面的反应机理如下图所示(吸附在催化剂表面的粒子用*标注)。①下列说法正确的是______ 。
a.NP-Pd催化反应过程中步骤Ⅰ为放热反应
b.ISA-Pd催化反应过程中步骤Ⅱ为决速步骤
c.两种催化剂均能降低总反应的反应热
②吸附态乙烯()脱离催化剂表面,可得到,如未及时脱附,易在催化剂表面继续氢化经过渡态Ⅲ后而形成乙烷。制选择性较好的催化剂是______ 。
(3)以为原料用不同的方法制乙烯有助于实现碳中和。
I.干气重整制乙烯。下图是2种投料比[,分别为1:1、2:1]下,反应温度对平衡转化率影响的曲线。①曲线b对应的投料比是______ 。
②当曲线a、b对应的投料比达到相同的平衡转化率时,对应的反应温度与投料比的关系是______ 。
Ⅱ.双金属串联催化剂电催化制乙烯,装置示意图如图所示。
已知:法拉第效率③ISA-Ni催化剂上发生的电极反应式是______ 。
④该环境下,测得可达50%,若电路中通过1.2mol电子时,则产生乙烯的物质的量是______ mol。
(1)用烃类热裂解法制乙烯是乙烯工业化生产的开端。
①乙烷高温裂解制备乙烯(反应Ⅰ)的化学方程式是
②在裂解过程中伴随反应Ⅱ:,在高温下缩短在反应器中的停留时间可提高乙烯的获取率,由此判断反应速率:反应Ⅰ
(2)乙炔选择性加氢制乙烯是石油化工领域重要的发展阶段。
以钯(Pd)为催化剂可有效提高乙烯产率,在催化剂表面的反应机理如下图所示(吸附在催化剂表面的粒子用*标注)。①下列说法正确的是
a.NP-Pd催化反应过程中步骤Ⅰ为放热反应
b.ISA-Pd催化反应过程中步骤Ⅱ为决速步骤
c.两种催化剂均能降低总反应的反应热
②吸附态乙烯()脱离催化剂表面,可得到,如未及时脱附,易在催化剂表面继续氢化经过渡态Ⅲ后而形成乙烷。制选择性较好的催化剂是
(3)以为原料用不同的方法制乙烯有助于实现碳中和。
I.干气重整制乙烯。下图是2种投料比[,分别为1:1、2:1]下,反应温度对平衡转化率影响的曲线。①曲线b对应的投料比是
②当曲线a、b对应的投料比达到相同的平衡转化率时,对应的反应温度与投料比的关系是
Ⅱ.双金属串联催化剂电催化制乙烯,装置示意图如图所示。
已知:法拉第效率③ISA-Ni催化剂上发生的电极反应式是
④该环境下,测得可达50%,若电路中通过1.2mol电子时,则产生乙烯的物质的量是
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3 . 以银精矿(主要成分为Ag2S、FeS2、ZnS)为原料采用“预氧化湿法提银”工艺流程如下:已知:酸性环境下,有较强的氧化性,被还原为Cl-。
(1)“分离转化”时,为提高的转化率可采取的措施是___________ ;转化为AgCl和S的化学方程式为___________ 。
(2)已知:,,若不加KClO3,直接加氯化物,依据反应,能否实现此反应较完全转化?并说明理由:___________ 。
(3)滤液1中的金属阳离子有___________ 。在整个工艺中可循环利用的物质是___________ 。
(4)“浸银”时,发生反应的离子方程式为___________ 。
(5)“分离转化”时,除上述方法外也可以使用过量FeCl3、HCl和的混合液作为浸出剂,将Ag2S中的银以形式浸出,建立化学平衡状态。请解释浸出剂中、H⁺的作用___________ 。
(6)还原过程中所用的N2H4,分子可能有两种不同的构象——顺式和反式,沿N—N键轴方向的投影如下图所示,其中(a)为反式,(b)为顺式。测得分子极性很大,说明它具有___________ 构象(填“反式”或“顺式”)。
(1)“分离转化”时,为提高的转化率可采取的措施是
(2)已知:,,若不加KClO3,直接加氯化物,依据反应,能否实现此反应较完全转化?并说明理由:
(3)滤液1中的金属阳离子有
(4)“浸银”时,发生反应的离子方程式为
(5)“分离转化”时,除上述方法外也可以使用过量FeCl3、HCl和的混合液作为浸出剂,将Ag2S中的银以形式浸出,建立化学平衡状态。请解释浸出剂中、H⁺的作用
(6)还原过程中所用的N2H4,分子可能有两种不同的构象——顺式和反式,沿N—N键轴方向的投影如下图所示,其中(a)为反式,(b)为顺式。测得分子极性很大,说明它具有
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79次组卷
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2卷引用:东北三省四市教研联合体2024届高三下学期高考模拟(二)化学试题
解题方法
4 . 乙烯是一种基本化工原料,广泛应用于高新材料合成、医药合成等。工业上,乙烯的制备途径有多种。回答下列问题:
(1)二氧化碳催化加氢制备乙烯
反应原理: 。已知相关物质的标准摩尔生成焓数据如表所示[标准摩尔生成焓()是指在标准压力下,一定温度时,由元素最稳定的单质合成1摩尔物质时的反应焓变]。
①△H=______ ;△G随着温度变化的三种趋势如图1所示,能用来表示该反应的曲线是________ (填字母标号)。②向2L的密闭刚性容器中充入1mol 和3mol ,发生上述反应。平衡体系中各成分的浓度随温度的变化如图2所示。则图中代表的曲线是______ (填字母标号);K时,该反应的化学平衡常数___________ 。(2)正丁烷催化裂解制备乙烯
主反应:
副反应:
某温度下,向0.5L恒容密闭容器中充入1mol (g),发生上述反应。保持温度不变,正丁烷与乙烯的浓度随时间的变化关系如图3所示。
①反应开始至达平衡过程中,副反应平均反应速率v(丙烯)=_______ 。
②平衡时乙烯的选择性η(乙烯)=_________ 。
[已知选择性]
③第12min时,其他条件不变,扩大容器容积至1L,至14min体系再次达到平衡,请在图3中画出乙烯的浓度随时间的变化曲线示意图_________ 。
(1)二氧化碳催化加氢制备乙烯
反应原理: 。已知相关物质的标准摩尔生成焓数据如表所示[标准摩尔生成焓()是指在标准压力下,一定温度时,由元素最稳定的单质合成1摩尔物质时的反应焓变]。
物质 | (g) | (g) | (g) | (g) |
0 | 52.3 |
主反应:
副反应:
某温度下,向0.5L恒容密闭容器中充入1mol (g),发生上述反应。保持温度不变,正丁烷与乙烯的浓度随时间的变化关系如图3所示。
①反应开始至达平衡过程中,副反应平均反应速率v(丙烯)=
②平衡时乙烯的选择性η(乙烯)=
[已知选择性]
③第12min时,其他条件不变,扩大容器容积至1L,至14min体系再次达到平衡,请在图3中画出乙烯的浓度随时间的变化曲线示意图
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解题方法
5 . 废电池中含磷酸铁锂,提锂后的废渣主要含、和金属铝等,以废渣为原料制备电池级的一种工艺流程如下。已知:i.、均难溶于水。
ii.将转化为有利于更彻底除去。
(1)酸浸前,将废渣粉碎的目的是________ 。
(2)从平衡移动的角度解释加入硝酸溶解的原因:________ 。
(3)在酸浸液中加入进行电解,电解原理的示意图如下图所示,电解过程中不断增大。结合电极反应说明在电解中的作用:________ 。(4)“沉淀”过程获得纯净的。向“氧化”后的溶液中加入HCHO,加热,产生NO和,当液面上方不再产生红棕色气体时,静置一段时间,产生沉淀。阐述此过程中HCHO的作用:________ 。
(5)过滤得到电池级后,滤液中主要的金属阳离子有________ 。
(6)磷酸铁锂-石墨电池的总反应:。
①高温条件下,、葡萄糖()和可制备电极材料,同时生成CO和,反应的化学方程式是________ 。
②放电时负极的电极反应式是________ 。
ii.将转化为有利于更彻底除去。
(1)酸浸前,将废渣粉碎的目的是
(2)从平衡移动的角度解释加入硝酸溶解的原因:
(3)在酸浸液中加入进行电解,电解原理的示意图如下图所示,电解过程中不断增大。结合电极反应说明在电解中的作用:
(5)过滤得到电池级后,滤液中主要的金属阳离子有
(6)磷酸铁锂-石墨电池的总反应:。
①高温条件下,、葡萄糖()和可制备电极材料,同时生成CO和,反应的化学方程式是
②放电时负极的电极反应式是
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6 . 应用(CO2催化加氢规模化生产甲醇是综合利用(CO2,实现“碳达峰”的有效措施之一、我国科学家研究发现二氧化碳电催化还原制甲醇的反应 ,需通过以下两步实现:
I.
II.
(1)反应过程中各物质的相对能量变化情况如图所示:=___________ ,反应是快反应___________ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)
(2)若 ,下列温度下反应能自发进行的是___________(填序号)。
(3)已知反应,在540K下,按初始投料、,,得到不同压强条件下H2的平衡转化率关系图:①a、b、c各曲线所表示的投料比由小到大的顺序为___________ (用字母表示)。
②N点在b曲线上,540K时的压强平衡常数Kp=___________ (MPa)-2(用平衡分压计算)。
(4)恒压下,分别向无分子筛膜和有分子筛膜(能选择性分离出)H?O)的两个同体积容器中通入1mol CO2和3mol H2,温度相同时,有分子筛膜的容器中甲醇的产率大于无分子筛膜的原因为___________ 。
(5)通过设计燃料电池,可以将甲醇中蕴藏的能量释放出来,酸性电解质溶液中,甲醇在电极上反应,产生碳氧化物COx。请写出燃料电池负极反应方程式___________ 。
I.
II.
(1)反应过程中各物质的相对能量变化情况如图所示:=
(2)若 ,下列温度下反应能自发进行的是___________(填序号)。
A.0℃ | B.70℃ | C.150℃ | D.280°C |
(3)已知反应,在540K下,按初始投料、,,得到不同压强条件下H2的平衡转化率关系图:①a、b、c各曲线所表示的投料比由小到大的顺序为
②N点在b曲线上,540K时的压强平衡常数Kp=
(4)恒压下,分别向无分子筛膜和有分子筛膜(能选择性分离出)H?O)的两个同体积容器中通入1mol CO2和3mol H2,温度相同时,有分子筛膜的容器中甲醇的产率大于无分子筛膜的原因为
(5)通过设计燃料电池,可以将甲醇中蕴藏的能量释放出来,酸性电解质溶液中,甲醇在电极上反应,产生碳氧化物COx。请写出燃料电池负极反应方程式
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7 . 大气中能通过高温下与反应进行协同转化处理。反应原理为:,工业中测得的产物中有、、CO等副产物。
(1)一定温度下,在恒容密闭容器中发生以上反应,下列条件能判断反应达到平衡状态的是___________。
(2)在573K下,向2L恒容密闭容器中通入2mol 和1mol ,反应达到平衡后水蒸气的物质的量分数为0.2。
①上述条件下的平衡转化率___________ %。
②在上述平衡体系中再加2mol 和2mol ,通过数据说明平衡移动的方向___________ 。
(3)在不同温度下,向密闭容器甲、乙中分别充入2mol 和1mol ,它们分别在有水分子筛(只允许水分子透过)和无水分子筛条件下反应,测得的平衡转化率随温度变化关系如图所示。①两个容器中使用了水分子筛的容器是___________ 。
A.甲 B.乙 C.甲、乙中任一个
②1173K以后平衡转化率变化的原因可能是___________ 。
(1)一定温度下,在恒容密闭容器中发生以上反应,下列条件能判断反应达到平衡状态的是___________。
A.容器内不再生成 | B.容器内压强不再发生变化 |
C.容器内气体密度不再发生变化 | D. |
(2)在573K下,向2L恒容密闭容器中通入2mol 和1mol ,反应达到平衡后水蒸气的物质的量分数为0.2。
①上述条件下的平衡转化率
②在上述平衡体系中再加2mol 和2mol ,通过数据说明平衡移动的方向
(3)在不同温度下,向密闭容器甲、乙中分别充入2mol 和1mol ,它们分别在有水分子筛(只允许水分子透过)和无水分子筛条件下反应,测得的平衡转化率随温度变化关系如图所示。①两个容器中使用了水分子筛的容器是
A.甲 B.乙 C.甲、乙中任一个
②1173K以后平衡转化率变化的原因可能是
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解题方法
8 . 氯亚铂酸钾是合成绝大部分二价铂化合物的原料,广泛应用于电镀、医药中间体、催化剂前驱体等的制备。
已知:
利用Pt废料制备氯亚铂酸钾,流程如下:(1)以下操作说法正确的是___________。
(2)关于实验步骤说法错误的是___________。
(3)步骤④发生时有红棕色气体生成,写出发生的化学反应方程式,并标出电子转移的方向和数目___________ 。
(4)步骤⑦得到的溶液中含和HCl,为了进一步得到晶体,需进一步蒸发浓缩(温度75℃附近)、冷却结晶、过滤、用乙醇洗涤、干燥得氯亚铂酸钾()成品。
①蒸发浓缩需要控制温度75℃附近的原因___________ 。
②洗涤操作中,用乙醇洗涤相比于用蒸馏水洗涤的优势是___________ 。
A.减小固体的溶解损失
B.除去固体表面吸附的杂质
C.乙醇挥发带走水分,使固体快速干燥
③实验室进行以上步骤不需要用到的仪器是___________ 。___________ 。
已知:
氯亚铂酸钾(K2PtCl4) | 水溶性可溶 10 g/L(20℃)、不溶于乙醇、受热分解。 |
氯铂酸钾(K2PtCl6) | 溶于热水、微溶于冷水、几乎不溶于乙醇、乙醚。 |
氯铂酸(H2PtCl6) | 110℃时部分分解,150℃开始生成金属铂。 |
亚硝酸钾(KNO2) | 有一定还原性,还原性:KNO2弱于K2C2O4。 |
亚硝酸(HNO2) | 弱酸、不稳定、易分解。 |
A.步骤①中王水可以用浓硫酸代替 |
B.步骤②利用硝酸的易挥发性,适合加强热 |
C.步骤③加入KCl能促进K2PtCl6晶体析出 |
D.步骤④用还原剂K2C2O4代替更好 |
(2)关于实验步骤说法错误的是___________。
A.步骤⑤利用酸性条件下亚硝酸的不稳定性 |
B.步骤⑥用正离子树脂交换是指和的交换 |
C.步骤⑦是氧化还原反应 |
D.最后得到的溶液中经蒸发能除去HCl |
(3)步骤④发生时有红棕色气体生成,写出发生的化学反应方程式,并标出电子转移的方向和数目
(4)步骤⑦得到的溶液中含和HCl,为了进一步得到晶体,需进一步蒸发浓缩(温度75℃附近)、冷却结晶、过滤、用乙醇洗涤、干燥得氯亚铂酸钾()成品。
①蒸发浓缩需要控制温度75℃附近的原因
②洗涤操作中,用乙醇洗涤相比于用蒸馏水洗涤的优势是
A.减小固体的溶解损失
B.除去固体表面吸附的杂质
C.乙醇挥发带走水分,使固体快速干燥
③实验室进行以上步骤不需要用到的仪器是
A. B. C. D.
④步骤⑤已经得到含K2PtCl4的溶液,为什么需要再次进行步骤⑥⑦?
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2024·黑龙江·模拟预测
解题方法
9 . 活性ZnO俗名锌白,用作白色颜料,也广泛用于生产玻璃、橡胶、油漆、塑料等。利用化工厂产生的烟灰(ZnO,还含有少量CuO、MnO2、FeO等杂质)制备活性ZnO的工艺流程如图。回答下列问题:
(1)Zn的基态价电子排布式为___________ ,烟灰中的主要成分ZnO发生反应的化学方程式为___________ ,滤渣1的主要成分为___________ 。
(2)锌元素的浸出率随浸出液初始pH的变化关系如图所示,当浸出液初始pH大于10时,浸出率随pH增大而减小的原因是___________ 。(3)“除杂”工序中也能与氨水形成配合物存在于浸出后的滤液中,加入Zn粉可将它置换除去,写出Zn粉和铜氨配合物反应的离子方程式___________ 。
(4)“蒸氨”时会出现白色固体,运用平衡移动原理解释原因:___________ 。
(5)从m kg烟灰中得到活性ZnO akg,则ZnO的回收率___________ (填“小于”、“大于”或“等于”)100%。
(6)已知和的分解温度分别为125℃、300℃。实验室加热碱式碳酸锌时测得的固体残留率随温度的变化关系如图所示。①275℃时,碱式碳酸锌分解产生的气态物质为___________ (填化学式)。
②经焙解得到的活性ZnO晶胞结构如图所示。该晶胞中Zn原子的配位数为___________ 。
(1)Zn的基态价电子排布式为
(2)锌元素的浸出率随浸出液初始pH的变化关系如图所示,当浸出液初始pH大于10时,浸出率随pH增大而减小的原因是
(4)“蒸氨”时会出现白色固体,运用平衡移动原理解释原因:
(5)从m kg烟灰中得到活性ZnO akg,则ZnO的回收率
(6)已知和的分解温度分别为125℃、300℃。实验室加热碱式碳酸锌时测得的固体残留率随温度的变化关系如图所示。①275℃时,碱式碳酸锌分解产生的气态物质为
②经焙解得到的活性ZnO晶胞结构如图所示。该晶胞中Zn原子的配位数为
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10 . 二氧化铈是一种用途广泛的稀土化合物。以氟碳铈矿(主要含)为原料制备的一种工艺流程如图所示:已知:①能与结合成,也能与结合成;
②在硫酸体系中能被萃取剂萃取,而不能。
回答下列问题:
(1)氧化焙烧中氧化的目的是_______ 。
(2)“萃取”时存在反应:,如图中D是分配比,表示分别在有机层中与水层中存在形式的物质的量浓度之比保持其它条件不变,若在起始料液中加入不同量的以改变水层中的,请解释D随起始料液中变化的原因:_______ 。(3)“反萃取”中,在稀硫酸和的作用下转化为,反应的离子方程式为:_______ 。
(4)向水层中加入溶液来调节溶液的,应大于_______ 时,完全生成沉淀。(已知)
(5)“氧化”步骤中氧化剂与还原剂物质的量之比为_______ 。
(6)是汽车尾气净化催化剂的关键成分,它能在还原气氛中供氧,在氧化气氛中耗氧,在尾气消除过程中发生着的循环,请写出消除尾气(气体产物是空气的某一成分)的化学方程式_______ 。
(7)氧化铈,常用作玻璃工业添加剂,在其立方晶胞中掺杂,占据原来的位置,可以得到更稳定的结构,如图所示,晶胞中与最近的核间距为。(已知:的空缺率)①已知点原子的分数坐标为,则点原子的分数坐标为_______ 。
②晶胞中与最近的的个数为_______ 。
③晶体的密度为_______ (只需列出表达式)。
④若掺杂后得到的晶体,则此晶体中的空缺率为_______ 。
②在硫酸体系中能被萃取剂萃取,而不能。
回答下列问题:
(1)氧化焙烧中氧化的目的是
(2)“萃取”时存在反应:,如图中D是分配比,表示分别在有机层中与水层中存在形式的物质的量浓度之比保持其它条件不变,若在起始料液中加入不同量的以改变水层中的,请解释D随起始料液中变化的原因:
(4)向水层中加入溶液来调节溶液的,应大于
(5)“氧化”步骤中氧化剂与还原剂物质的量之比为
(6)是汽车尾气净化催化剂的关键成分,它能在还原气氛中供氧,在氧化气氛中耗氧,在尾气消除过程中发生着的循环,请写出消除尾气(气体产物是空气的某一成分)的化学方程式
(7)氧化铈,常用作玻璃工业添加剂,在其立方晶胞中掺杂,占据原来的位置,可以得到更稳定的结构,如图所示,晶胞中与最近的核间距为。(已知:的空缺率)①已知点原子的分数坐标为,则点原子的分数坐标为
②晶胞中与最近的的个数为
③晶体的密度为
④若掺杂后得到的晶体,则此晶体中的空缺率为
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