1 . 氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
I.制取氢气
(1)甲醇和水蒸气制取氢气的过程中有下列反应:
CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) △H=+91 kJ·mol-1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2 (g) △H=-4lkJ·mol-1
写出以甲醇为原料制取氢气的热化学方程式___________ 。
(2)理论上,能提高H2平衡产率的措施有___________ (写出一条即可)。
II.储存氢气
硼氢化钠(NaBH4) 是研究最广泛的储氢材料之一;
已知: i.B的电负性为2.0 H的电负性为2.1
ii.25℃下NaBH4 在水中的溶解度为55g,NaBO2在水中的溶解度为0.28g
(3)向NaBH4 水溶液中加入催化剂Ru/NGR后,能够迅速反应,生成偏硼酸钠(NaBO2) 和氢气。写出该反应的化学方程式___________ 。
(4)在研究浓度对催化剂Ru/NGR 活性的影响时,发现B 点后(见下图)增加NaBH4的浓度,制氢速率反而下降,推断可能的原因是___________ 。
(5)用惰性电极电解NaBO2 溶液可制得NaBH4, 实现物质的循环使用,制备装置如图所示。
①钛电极的电极反应式是___________ ;
②电解过程中,阴极区溶液pH___________ 。(填“增大”“减小”或“不变”)
I.制取氢气
(1)甲醇和水蒸气制取氢气的过程中有下列反应:
CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) △H=+91 kJ·mol-1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2 (g) △H=-4lkJ·mol-1
写出以甲醇为原料制取氢气的热化学方程式
(2)理论上,能提高H2平衡产率的措施有
II.储存氢气
硼氢化钠(NaBH4) 是研究最广泛的储氢材料之一;
已知: i.B的电负性为2.0 H的电负性为2.1
ii.25℃下NaBH4 在水中的溶解度为55g,NaBO2在水中的溶解度为0.28g
(3)向NaBH4 水溶液中加入催化剂Ru/NGR后,能够迅速反应,生成偏硼酸钠(NaBO2) 和氢气。写出该反应的化学方程式
(4)在研究浓度对催化剂Ru/NGR 活性的影响时,发现B 点后(见下图)增加NaBH4的浓度,制氢速率反而下降,推断可能的原因是
(5)用惰性电极电解NaBO2 溶液可制得NaBH4, 实现物质的循环使用,制备装置如图所示。
①钛电极的电极反应式是
②电解过程中,阴极区溶液pH
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2 . 向相同容积的甲、乙两容器中分别充入4 mol SO2和2 mol O2,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) △H<0。若甲容器保持恒温恒容,乙容器保持恒温恒压,分别达到平衡。乙容器中平衡时生成SO3为1.6 mol,同时放出热量Q kJ。下列说法正确的是
A.平衡时,反应放出的热量:甲>乙 |
B.平衡时,O2的质量:甲<乙 |
C.乙容器若把条件“恒温恒压”改为“恒压绝热”,则平衡后n(SO2)大于2.4 mol |
D.平衡时,向乙容器中再通入一定量的SO3气体,重新达到平衡时,SO2的百分含量升高 |
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3 . 纳米二氧化钛催化剂可用于工业上合成甲醇:,按投料比将与充入恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测得的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法错误的是
A., |
B.达到平衡后,再按照加入气体,平衡后的体积分数增大 |
C.M点平衡后,恒温恒容下,向容器中再加入2molCH3OH、3molCO,则平衡不移动 |
D.、压强下,Q点对应的 |
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4 . 甲、乙两容器都发生反应,两容器温度和初始压强都相同。甲容器中充入2molA和1molB,达平衡后,C在平衡混合气中的体积分数为φ、物质的量为;乙容器中充入1.4molA、0.7molB和0.6molC,达平衡后C在平衡混合气中的体积分数为φ、物质的量为。下列说法中正确的是
A.若甲、乙两容器均为恒容容器,则x一定等于2 |
B.若甲、乙两容器均为恒压容器,则x一定等于3 |
C.若甲为恒容容器、乙为恒压容器,且,则一定大于 |
D.若甲为恒压容器、乙为恒容容器,且,则一定小于 |
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5 . 二氧化碳一甲烷重整反应制备合成气(H2+CO)是一种生产高附加值化学品的低碳过程。该过程存在如下化学反应:
①
②
③
④
回答下列问题:
(1)_______ ,反应①_______ 正向自发进行(填标号)。
A.低温下能 B.高温下能 C.任何温度下都能 D.任何温度下都不能
(2)反应体系总压强分别为和时,平衡转化率随反应温度变化如图所示,则代表反应体系总压强为的曲线是_______ (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”),判断依据是_______ 。(3)当反应体系总压强为时,平衡时部分组分的物质的量随反应温度变化如图所示。随反应温度的升高,的物质的量先增加后减少,主要原因是_______ 。(4)恒温恒压条件下,向容器中通入和,达到平衡时的转化率为的转化率为,碳单质的物质的量为的物质的量为_______ ,反应①用摩尔分数表示的平衡常数_______ (结果保留两位小数)。
上述平衡时,向体系通入气,重新达到平衡时,,则a_______ b(填“>”“<”或“=”)。(已知反应的,物质的摩尔分数)
①
②
③
④
回答下列问题:
(1)
A.低温下能 B.高温下能 C.任何温度下都能 D.任何温度下都不能
(2)反应体系总压强分别为和时,平衡转化率随反应温度变化如图所示,则代表反应体系总压强为的曲线是
上述平衡时,向体系通入气,重新达到平衡时,,则a
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2024-01-20更新
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1101次组卷
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4卷引用:湖南省长沙市雅礼中学2023-2024学年高三下学期月考(八)化学试题
湖南省长沙市雅礼中学2023-2024学年高三下学期月考(八)化学试题2024年1月河南普通高等学校招生考试适应性测试化学试题(已下线)T29-原理综合题(已下线)2024年1月“九省联考”河南卷真题完全解读与考后提升
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解题方法
6 . 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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7 . “碳达峰”“碳中和”是推动我国经济社会高质量发展的内在要求。通过二氧化碳催化加氢合成二甲醚是一种重要的转化方法,其过程如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)二氧化碳与氢气合成CH3OCH3时,通常控制温度为 500℃左右,其可能的原因为_____(填字母)。
(2)在 1L 恒温密闭容器中充入4molCO2和6molH2 ,初始压强为 p,20min 时反应 Ⅰ、Ⅱ都达到平衡状态,体系压强为 0.8p,测得 c(H2O)=3mol/L。
①0~20min 内v(CO)=________ 。
②反应Ⅱ的化学平衡常数Kp=________ 。
③平衡时 CH3OCH3的选择性=________ 。()
(3)在密闭容器中通入1 nolCO2和3molH2,在铁系催化剂作用下进行反应, 的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。图中,温度大于 800℃时,随着压强的增大, CO2的平衡转化率减小,请解释原因:___________ 。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)二氧化碳与氢气合成CH3OCH3时,通常控制温度为 500℃左右,其可能的原因为_____(填字母)。
A.反应速率快 | B.平衡的转化率高 |
C.催化剂活性高 | D.主反应催化剂选择性好 |
(2)在 1L 恒温密闭容器中充入4molCO2和6molH2 ,初始压强为 p,20min 时反应 Ⅰ、Ⅱ都达到平衡状态,体系压强为 0.8p,测得 c(H2O)=3mol/L。
①0~20min 内v(CO)=
②反应Ⅱ的化学平衡常数Kp=
③平衡时 CH3OCH3的选择性=
(3)在密闭容器中通入1 nolCO2和3molH2,在铁系催化剂作用下进行反应, 的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。图中,温度大于 800℃时,随着压强的增大, CO2的平衡转化率减小,请解释原因:
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8 . 完成下列问题。
(1)氨基甲酸铵是合成尿素的一种中间产物。将体积比为2∶1的和混合气体充入一个容积不变的真空密闭容器中,在恒定温度下使其发生下列反应并达到平衡: ,反应过程中氨气质量与时间关系如图所示:
A点正反应速率___________ B点逆反应速率(填“>”、“<”或“=”),上述反应达平衡状态后降低体系温度,新平衡体系中的体积分数与原平衡相比___________ (填“下降”、“不变”或“升高”)
(2)温度为T℃,向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1mol,发生反应:,反应相同时间,测得各容器中的转化率与容器体积的关系如下图所示。
下列说法正确的是___________ 。
A.容器内的压强:
B.图中c点所示条件下,
C.向a点平衡体系中充入一定量的,达到平衡时,的转化率比原平衡大
(3)电解法制取,同时可获得氢气:,工作原理如图1所示。已知:若NaOH溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质:只在强碱性条件下稳定。
①电解时,Fe电极发生的电极反应式为___________ 。
②随初始的变化如图2,则分别分析M、N点均低于最高值的可能的原因:M点___________ ;N点___________ 。
(4)甲醚()是重要的化工原料,制取原理如下:
主反应①:。
副反应②:。
选择合适的催化剂。在不同温度和5MPa压强下,测得甲醚的选择性如下图所示。的选择性=(2×的物质的量/反应的的物质的量)×100%
图中,温度高于265℃后甲醚选择性降低,从平衡的角度分析,其可能的原因是___________ 。
(1)氨基甲酸铵是合成尿素的一种中间产物。将体积比为2∶1的和混合气体充入一个容积不变的真空密闭容器中,在恒定温度下使其发生下列反应并达到平衡: ,反应过程中氨气质量与时间关系如图所示:
A点正反应速率
(2)温度为T℃,向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1mol,发生反应:,反应相同时间,测得各容器中的转化率与容器体积的关系如下图所示。
下列说法正确的是
A.容器内的压强:
B.图中c点所示条件下,
C.向a点平衡体系中充入一定量的,达到平衡时,的转化率比原平衡大
(3)电解法制取,同时可获得氢气:,工作原理如图1所示。已知:若NaOH溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质:只在强碱性条件下稳定。
①电解时,Fe电极发生的电极反应式为
②随初始的变化如图2,则分别分析M、N点均低于最高值的可能的原因:M点
(4)甲醚()是重要的化工原料,制取原理如下:
主反应①:。
副反应②:。
选择合适的催化剂。在不同温度和5MPa压强下,测得甲醚的选择性如下图所示。的选择性=(2×的物质的量/反应的的物质的量)×100%
图中,温度高于265℃后甲醚选择性降低,从平衡的角度分析,其可能的原因是
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9 . 氮的氧化物是大气污染物之一,研究它们的反应机理,对于消除环境污染,促进社会可持续发展有重要意义。回答下列问题:
(1)碘蒸气的存在能大幅度提高的分解速率,反应历程为:
第一步:(快反应)
第二步:(慢反应)
第三步:(快反应)
实验表明,含碘时分解速率方程(为速率常数)。下列表述正确的是___________
(2)对反应,分别在不同温度、不同催化剂下,保持其它初始条件不变,重复实验,在相同时间内测得NO转化率与温度的关系如图所示。
图中M点对应的速率(对应温度)___________ (填“>”、“<”或“=”),温度高于,NO转化率降低的原因可能是___________ 。
(3)在密闭容器中充入和,发生反应:。平衡时NO的体积分数随温度、压强的变化关系如图。
①下列物理量中,图中d点大于b点的是___________ (填字母)。
A.正反应速率 B.逆反应速率
C.的浓度 D.对应温度的平衡常数
②c点NO的平衡转化率为___________ 。
③若在M点对反应容器升温的同时扩大容器体积使体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是图中a、b、c、d中的___________ 点。
(4)时,向容积为2L的恒容容器中充入、,发生反应:,体系的总压强P随时间t的变化如下表所示:
①内该反应的平均反应速率___________ 。
②该温度下反应的平衡常数___________ (用平衡分压代替平衡浓度,平衡分压=总压×物质的量分数,列出计算式即可)。
(1)碘蒸气的存在能大幅度提高的分解速率,反应历程为:
第一步:(快反应)
第二步:(慢反应)
第三步:(快反应)
实验表明,含碘时分解速率方程(为速率常数)。下列表述正确的是___________
A.升高温度,第一步向右进行的程度变大 |
B.第二步的活化能比第三步小 |
C.为反应的催化剂 |
D.分解反应的速率与是否含碘蒸气有关 |
(2)对反应,分别在不同温度、不同催化剂下,保持其它初始条件不变,重复实验,在相同时间内测得NO转化率与温度的关系如图所示。
图中M点对应的速率(对应温度)
(3)在密闭容器中充入和,发生反应:。平衡时NO的体积分数随温度、压强的变化关系如图。
①下列物理量中,图中d点大于b点的是
A.正反应速率 B.逆反应速率
C.的浓度 D.对应温度的平衡常数
②c点NO的平衡转化率为
③若在M点对反应容器升温的同时扩大容器体积使体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是图中a、b、c、d中的
(4)时,向容积为2L的恒容容器中充入、,发生反应:,体系的总压强P随时间t的变化如下表所示:
0 | 10 | 20 | 30 | 40 | |
240 | 226 | 216 | 210 | 210 |
②该温度下反应的平衡常数
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2023-12-18更新
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164次组卷
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2卷引用:广东省深圳市实验学校高中部2023-2024学年高二上学期第三阶段考试化学试题
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10 . 向密闭容器中通入和,发生反应,温度和压强对平衡转化率的影响如图所示(代表压强)。下列说法正确的是
A. |
B.平衡常数: |
C.平均相对分子质量: |
D.其他条件不变时,增大可提高的转化率 |
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