1 . 探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5kJ·mol-1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH2=-90.4kJ·mol-1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH3=+40.9kJ·mol-1
(1)不同压强下,按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图_____ (填“甲”或“乙”);压强p1、p2、p3由大到小的顺序为_____ ;图乙中T1温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是_____ 。
(2)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择的反应条件为_____(填标号)。
(3)反应ⅠCO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)。最近采用真空封管法制备的磷化硼纳米颗粒,在发展非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇方向取得重要进展,该反应历程如图所示:
容易得到的副产物有CO和CH2O,其中相对较少的副产物为_____ ;上述合成甲醇的反应速率较慢,要使反应速率加快,主要降低下列变化中_____ (填字母)的能量变化。(双选)
A.*OCH3→*CH3OH B.*CO→*COH C.*OCH2→*OCH3 D.*CO+*OH→*CO+*H2O
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5kJ·mol-1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH2=-90.4kJ·mol-1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH3=+40.9kJ·mol-1
(1)不同压强下,按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图
(2)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择的反应条件为_____(填标号)。
A.低温、高压 | B.高温、低压 | C.低温、低压 | D.高温、高压 |
(3)反应ⅠCO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)。最近采用真空封管法制备的磷化硼纳米颗粒,在发展非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇方向取得重要进展,该反应历程如图所示:
容易得到的副产物有CO和CH2O,其中相对较少的副产物为
A.*OCH3→*CH3OH B.*CO→*COH C.*OCH2→*OCH3 D.*CO+*OH→*CO+*H2O
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2 . “碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一。
Ⅰ.还原是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
请回答:
(1)有利于提高平衡转化率的条件是________。
(2)反应的________ 。
(3)恒压、750℃时,和按物质的量之比1:3投料,反应经如下流程(主要产物已标出)可实现高效转化。下列说法正确的是________。
Ⅱ.二氧化碳加氢制甲醇是研究的另一热点,其总反应可表示为:
反应1:,该反应一般认为通过如下步骤来实现:
反应2:
反应3:
(4)反应2的________。
(5)若反应2为慢反应,请在如图中画出上述两步反应能量变化的示意图________ 。(6)不同压强下按照投料,实验测定的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是____________________ 。(7)写出甲醇燃料电池碱性条件下的负极反应式__________________ 。
Ⅰ.还原是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
请回答:
(1)有利于提高平衡转化率的条件是________。
A.低温低压 | B.低温高压 | C.高温低压 | D.高温高压 |
(2)反应的
(3)恒压、750℃时,和按物质的量之比1:3投料,反应经如下流程(主要产物已标出)可实现高效转化。下列说法正确的是________。
A.可循环利用,不可循环利用 |
B.过程ⅱ,吸收可促使氧化的平衡正移 |
C.过程ⅱ产生的最终未被吸收,在过程ⅲ被排出 |
D.相比于反应 ,该流程的总反应还原需吸收的能量更多 |
Ⅱ.二氧化碳加氢制甲醇是研究的另一热点,其总反应可表示为:
反应1:,该反应一般认为通过如下步骤来实现:
反应2:
反应3:
(4)反应2的________。
A.大于0 | B.小于0 | C.等于0 | D.无法判断 |
(5)若反应2为慢反应,请在如图中画出上述两步反应能量变化的示意图
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3 . 向10L密闭固定容器中充入物质的量浓度均为0.1mol/L的CH4和CO2,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图,下列说法不正确的是
A.平衡时CO与的物质的量之比为 |
B.、、、由小到大的顺序为 |
C.T℃, |
D.随着温度升高,CH4的转化率增大 |
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解题方法
4 . 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.夏天,打开啤酒瓶时会在瓶口逸出气体 |
B.增大压强,有利于与反应生成 |
C.将氯化铝溶液低温蒸干,最终得到氢氧化铝固体 |
D.实验室制取时用粗锌代替纯锌和稀硫酸反应 |
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解题方法
5 . 工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体,严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理实现绿色环保、废物利用。
Ⅰ.脱硝:已知:H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+133 kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1
(1)催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为___________ 。
Ⅱ.脱碳:
(2)向2 L密闭容器中加入1mol CO2和3 mol H2,在适当的催化剂作用下,发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l)+H2O(l) ΔH<0
①该反应自发进行的条件是___________ (填“低温”“高温”或“任意温度”)
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是___________ (填字母)。
a.混合气体的平均相对分子质量保持不变 b.CO2和H2的体积分数保持不变
c.CO2和H2的转化率相等 d.混合气体的密度保持不变
e.1 mol CO2生成的同时有3 mol H-H键断裂
f. CO2和H2的物质的量之比保持不变 g. v正(CO2) = 3v逆(H2)
(3)工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇,反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①p1、p2的大小关系是p1___________ p2(填“>”“<"或"=”)。
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、Kc的大小关系是___________ 。
(4)在T2℃、p2压强时,往一容积为2L的密闭容器内,充入0.3molCO与0.4molH2发生反应。
①平衡时H2的体积分数是___________ ;平衡后再加入1.0molCO后重新到达平衡,则CO的转化率___________ (填“增大""不变”成“减小”),CO与CH3OH的浓度比___________ (填"增大”“不变"或“减小")。
②若以不同比例投料,测得某时刻各物质的物质的量如下,CO:0.1mol、H2:0.2mol、CH3OH:0.2mol,此时v(正)___________ v(逆)(填“”“<"或“=”)。
③若p2压强恒定为p,则平衡常数Kp=___________ (Kp用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算,分压=总压×气体的物质的量分数,整理出含p的最简表达式)。
Ⅰ.脱硝:已知:H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+133 kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1
(1)催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为
Ⅱ.脱碳:
(2)向2 L密闭容器中加入1mol CO2和3 mol H2,在适当的催化剂作用下,发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l)+H2O(l) ΔH<0
①该反应自发进行的条件是
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是
a.混合气体的平均相对分子质量保持不变 b.CO2和H2的体积分数保持不变
c.CO2和H2的转化率相等 d.混合气体的密度保持不变
e.1 mol CO2生成的同时有3 mol H-H键断裂
f. CO2和H2的物质的量之比保持不变 g. v正(CO2) = 3v逆(H2)
(3)工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇,反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①p1、p2的大小关系是p1
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、Kc的大小关系是
(4)在T2℃、p2压强时,往一容积为2L的密闭容器内,充入0.3molCO与0.4molH2发生反应。
①平衡时H2的体积分数是
②若以不同比例投料,测得某时刻各物质的物质的量如下,CO:0.1mol、H2:0.2mol、CH3OH:0.2mol,此时v(正)
③若p2压强恒定为p,则平衡常数Kp=
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6 . 某温度下发生反应:3H2(g)+N2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mol,N2的转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示,下列说法中正确的是
A.将1molN2、3molH2置于1L密闭容器中发生反应,放出的热量为92.4kJ |
B.平衡状态由A变到B时,平衡常数KA<KB |
C.上述反应在达到平衡后,增大压强,H2的转化率增大 |
D.合成氨工业中常采用400~500℃的高温以提高原料的转化率 |
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7 . 在三个体积均为2.0L的恒容密闭容器中,反应分别在一定温度下达到化学平衡状态。下列说法正确的是
容器 | 温度/K | 起始时物质的量/mol | 平衡时物质的量/mol | ||
n(A) | n(B) | n(C) | n(C) | ||
Ⅰ | 977 | 1 | 1 | 0 | 0.4 |
Ⅱ | 977 | 1 | 2 | 0 | x |
Ⅲ | 1250 | 1 | 1 | 0 | y |
A.977K时,该反应平衡常数K=0.25 |
B.达到平衡时,可以向容器Ⅰ中增加A的量来增大B的转化率 |
C.达到平衡时,若y>0.4,则该反应∆H<0 |
D.达到平衡时,容器Ⅱ中B的转化率比容器Ⅰ中的小 |
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8 . 下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A.压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体,颜色变深 |
B.浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体 |
C.往FeCl3溶液中滴加少量KSCN溶液,溶液呈红色,再加入铁粉,溶液红色变浅 |
D.将盛有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的密闭容器置于冷水中,混合气体的颜色变浅 |
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9 . 恒容密闭容器中,,达到化学平衡时有如图所示的关系曲线.下列说法中错误的是
A.若,y轴可表示A的转化率 |
B.向平衡体系中加入B,不改变A的转化率a |
C.混合气体的密度: |
D.向平衡体系中再加入,平衡后A的百分含量增大 |
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2023-12-14更新
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128次组卷
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2卷引用:天津市第十四中学2023-2024学年高二上学期第二次月考化学试卷
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10 . 下列图示与对应的叙述相符的是
A.图1表示与发生反应过程中的能量变化,则的燃烧热为 |
B.图2表示压强对可逆反应的影响,乙的压强比甲的压强大 |
C.图3表示等体积,等pH值的盐酸和醋酸溶液分别与过量的Mg反应 |
D.图4表示常温下,稀释HA、HB两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化,则HB酸性强 |
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