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1 . 丙烯是石油化工的基本原料之一,在精细化学品合成、环保、医学科学和基础研究等领域应用广泛。回答下列问题:
(1)丙烷脱氢制丙烯过程的主反应为:
反应①: 。
副反应有:
反应②:
反应③:
反应④:
则___________ 。
(2)已知:在纤维状BPO4/SiO2催化剂作用下,丙烷在一定温度下会发生(1)中反应①和反应②。丙烷的平衡转化率和丙烯的选择性随温度的变化如图所示,随着温度升高,丙烯的选择性降低的可能原因有___________ (答一条即可);丙烷的平衡转化率增大的原因是___________ 。(3)下,向恒容密闭容器中充入,发生反应,经过达到平衡状态,测得平衡时气体压强是开始时的1.2倍。
①内丙烯的平均反应速率___________ 。
②保持其他条件不变,反应达平衡后再向容器中充入少量,则的平衡转化率___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
③已知,其中、为速率常数,只与温度有关,则时,___________ (结果保留两位有效数字)。
(4)在、压强恒定为时,向有催化剂的密闭容器中按体积比充入和,发生反应,达到平衡状态时的转化率为,则该温度下,反应的平衡常数___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数)。
(1)丙烷脱氢制丙烯过程的主反应为:
反应①: 。
副反应有:
反应②:
反应③:
反应④:
则
(2)已知:在纤维状BPO4/SiO2催化剂作用下,丙烷在一定温度下会发生(1)中反应①和反应②。丙烷的平衡转化率和丙烯的选择性随温度的变化如图所示,随着温度升高,丙烯的选择性降低的可能原因有
①内丙烯的平均反应速率
②保持其他条件不变,反应达平衡后再向容器中充入少量,则的平衡转化率
③已知,其中、为速率常数,只与温度有关,则时,
(4)在、压强恒定为时,向有催化剂的密闭容器中按体积比充入和,发生反应,达到平衡状态时的转化率为,则该温度下,反应的平衡常数
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解题方法
2 . 甲醇水蒸气重整制氢反应流程简单,但氢气中含有的CO会降低氢燃料电池性能,如何降低一氧化碳含量、提升氢气纯度成为研究的热点。甲醇水蒸气重整制氢过程发生的反应如下:
主反应:
副反应:
(1)制氢过程中存在逆水气变换反应,_______ 。
(2)副反应部分机理如图所示(其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注),其中决速步骤的反应为_______ 。(3)当水醇比为时,在催化剂作用下,温度对甲醇平衡转化率及选择性[]的影响如图所示。①升高温度平衡转化率增大的原因是_______ 。
②主反应的适宜温度在_______ (填“210℃”“240℃”或“280℃”)左右。
(4)在一定温度、压强和催化剂作用下,甲醇水蒸气重整反应中,CO、的选择性及单位甲醇的产氢率随水醇比的变化如图所示。①一般水醇比选择1.6左右,原因是_______ 。
②若点甲醇的平衡转化率为96%,此时的物质的量分数_______ (保留两位有效数字),以物质的量分数表示的主反应的平衡常数_______ (列出计算式即可)。
主反应:
副反应:
(1)制氢过程中存在逆水气变换反应,
(2)副反应部分机理如图所示(其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注),其中决速步骤的反应为
②主反应的适宜温度在
(4)在一定温度、压强和催化剂作用下,甲醇水蒸气重整反应中,CO、的选择性及单位甲醇的产氢率随水醇比的变化如图所示。①一般水醇比选择1.6左右,原因是
②若点甲醇的平衡转化率为96%,此时的物质的量分数
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3 . 资源和环境问题仍是社会关注的焦点。碳捕集、利用与封存(简称),是降碳的重要手段,即从工业、能源生产等排放源或空气中捕集分离,然后将其输送到适宜的场地加以利用或者长期封存,不让它逃回大气层。回答下列问题:
(1)一定条件下,催化加氢制时,发生的主要反应有:
反应①:
反应②:
反应③:
(1)反应②的_______ ,该反应的自发条件是_______ (填“低温”“高温”或“任意温度”)。
(2)催化加氢法可制备乙烯,反应原理为。向恒容密闭容器中加入和,在催化剂作用下发生反应,测得平衡时体系中各气体的物质的量随温度的变化关系如图甲所示:①图中曲线分别代表的是_______ 、_______ 的物质的量随温度的变化关系。
②时,的平衡转化率为_______ (结果保留三位有效数字)。
(3)一定温度下,分别按起始物质的量之比为发生反应,保持总压强为,测得的平衡转化率与温度之间的关系如图乙所示。曲线I代表的投料比为_______ 。X点条件下,用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数_______ (已知:分压=总压×物质的量分数)。(4)我国科学家以材料作光电阴极,以饱和的的溶液作电解液,将转化为,原理如图丙所示。根据图示,写出光电阴极的电极反应式:_______ 。
(1)一定条件下,催化加氢制时,发生的主要反应有:
反应①:
反应②:
反应③:
(1)反应②的
(2)催化加氢法可制备乙烯,反应原理为。向恒容密闭容器中加入和,在催化剂作用下发生反应,测得平衡时体系中各气体的物质的量随温度的变化关系如图甲所示:①图中曲线分别代表的是
②时,的平衡转化率为
(3)一定温度下,分别按起始物质的量之比为发生反应,保持总压强为,测得的平衡转化率与温度之间的关系如图乙所示。曲线I代表的投料比为
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解题方法
4 . 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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5 . 氮及其化合物的研究对于生态环境保护和工农业生产发展非常重要。
(1)已知:,活化能,合成氨有关化学键的键能如下表:
则合成氨反应:的活化能___________ 。
(2)在一定条件下,向某反应容器中投入1mol、3mol在不同温度下反应,平衡体系中氨的质量分数随压强变化曲线如图1所示。温度、、中,由低到高为___________ ,M点的转化率为___________ 。
(3)采用催化剂存在下臭氧氧化—碱吸收法同时脱除和NO。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
一定条件下,向2L的反应容器充入2mol NO、2mol 的模拟烟气和4mol ,升高温度,体系中NO和的转化率随温度(T)变化如图2所示。下列有关说法错误的是___________ 。
A.温度越高,脱除和NO的效果越好
B.相同温度下,NO的转化率远高于
C.可根据不同温度下的转化率选择最佳温度脱除和NO
(4)为避免汽车尾气中的氮氧化合物对大气的污染,需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应 。
实验测得:,。其中、分别为正、逆反应速率常数,只与温度有关;p为气体分压(分压=物质的量分数×总压)。
①达到平衡后,仅升高温度,增大的倍数___________ (选填“>”、“<”或“=”)增大的倍数。
②一定温度下在刚性密闭容器中充入CO、NO和物质的量之比为2∶2∶1,压强为,达平衡时压强为,则___________ 。
(5)氮的氧化物脱除可用电化学原理处理,如图3装置可同时吸收和NO。阳极的电极反应式___________ ;该电解装置选择___________ (选填“阳”或“阴”)离子交换膜。
(1)已知:,活化能,合成氨有关化学键的键能如下表:
化学键 | H-H | N≡N | N-H |
键能/kJ/mol | 436 | 946 | 391 |
(2)在一定条件下,向某反应容器中投入1mol、3mol在不同温度下反应,平衡体系中氨的质量分数随压强变化曲线如图1所示。温度、、中,由低到高为
(3)采用催化剂存在下臭氧氧化—碱吸收法同时脱除和NO。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
一定条件下,向2L的反应容器充入2mol NO、2mol 的模拟烟气和4mol ,升高温度,体系中NO和的转化率随温度(T)变化如图2所示。下列有关说法错误的是
A.温度越高,脱除和NO的效果越好
B.相同温度下,NO的转化率远高于
C.可根据不同温度下的转化率选择最佳温度脱除和NO
(4)为避免汽车尾气中的氮氧化合物对大气的污染,需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应 。
实验测得:,。其中、分别为正、逆反应速率常数,只与温度有关;p为气体分压(分压=物质的量分数×总压)。
①达到平衡后,仅升高温度,增大的倍数
②一定温度下在刚性密闭容器中充入CO、NO和物质的量之比为2∶2∶1,压强为,达平衡时压强为,则
(5)氮的氧化物脱除可用电化学原理处理,如图3装置可同时吸收和NO。阳极的电极反应式
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6 . 苯乙烯是生产塑料和合成橡胶的重要有机原料,可由乙苯催化脱氢获得。乙苯催化脱氢制苯乙烯的反应为:(1)已知:
计算上述反应的___________ 。
(2)为提高乙苯的平衡转化率,应选择的反应条件为___________(填序号)。
(3)工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1∶9),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下:①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实___________ 。
②控制反应温度为600℃的理由是___________ 。
(4)100kPa恒压下,℃时将2mol乙苯蒸气通入体积可变的密闭容器中发生乙苯脱氢制苯乙烯反应。反应经过10min达到平衡,此时苯乙烯的体积分数为0.375,则乙苯的转化率为___________ ,0~10min内的平均反应速率___________ ,该温度下的___________ kPa。
化学键 | C―H | C―C | C=C | H―H |
键能/() | 412 | 348 | 612 | 436 |
(2)为提高乙苯的平衡转化率,应选择的反应条件为___________(填序号)。
A.低温、高压 | B.高温、低压 | C.低温、低压 | D.高温、高压 |
(3)工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1∶9),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下:①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实
②控制反应温度为600℃的理由是
(4)100kPa恒压下,℃时将2mol乙苯蒸气通入体积可变的密闭容器中发生乙苯脱氢制苯乙烯反应。反应经过10min达到平衡,此时苯乙烯的体积分数为0.375,则乙苯的转化率为
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7 . 尿素[CO(NH2)2][s]是首个由无机物人工合成的有机物。
(1)在尿素合成塔中发生的反应可表示为2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(l) H1=-119.2 kJ∙mol-1;NH2COONH4(l)CO(NH2)2(s)+H2O(g) H2=+15.5kJ∙mol-1,已知第一步反应为快速反应,第二步反应为慢速反应,则2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) H3=___________ kJ∙mol-1,下列图象能表示尿素合成塔中发生反应的能量变化历程的是___________ (填标号)。
A . B. C. D.
(2)T℃,在2L的密闭容器中,通入2molNH3和1molCO2,保持体积不变,发生反应,2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g),10min时反应刚好达到平衡。测得起始压强为平衡时压强的1.5倍,则:
①NH3的平衡转化率为___________ 。
②能说明上述反应达到平衡状态的是___________ (填标号)。
A.n(CO2):n(NH3)=1:2
B.混合气体的密度不再发生变化
C.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
D.单位时间内消耗2molNH3,同时生成1molH2O
(3)一定温度下,某恒容密闭容器中发生反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g),若原料气中=m,测得m与CO2的平衡转化率(α)的关系如图所示:
若平衡时A点容器内总压强为,则上述反应的平衡常数Kp=___________ 。(用平衡分压代平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(1)在尿素合成塔中发生的反应可表示为2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(l) H1=-119.2 kJ∙mol-1;NH2COONH4(l)CO(NH2)2(s)+H2O(g) H2=+15.5kJ∙mol-1,已知第一步反应为快速反应,第二步反应为慢速反应,则2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) H3=
A . B. C. D.
(2)T℃,在2L的密闭容器中,通入2molNH3和1molCO2,保持体积不变,发生反应,2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g),10min时反应刚好达到平衡。测得起始压强为平衡时压强的1.5倍,则:
①NH3的平衡转化率为
②能说明上述反应达到平衡状态的是
A.n(CO2):n(NH3)=1:2
B.混合气体的密度不再发生变化
C.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
D.单位时间内消耗2molNH3,同时生成1molH2O
(3)一定温度下,某恒容密闭容器中发生反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g),若原料气中=m,测得m与CO2的平衡转化率(α)的关系如图所示:
若平衡时A点容器内总压强为,则上述反应的平衡常数Kp=
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8 . 在T℃条件下,向1L固定体积的密闭容器M中加入2 mol X和1 mol Y,发生如下反应:2X(g) + Y(g)a Z(g) + W(g) H = -Q kJ·mol-1 (Q>0)。当反应达到平衡后,反应放出的热量为Q1 kJ,物质X的转化率为α;若平衡后再升高温度,混合气体的平均相对分子质量减小,则
(1)化学计量数a的值为___________ ;此反应的逆反应S___________ 0 (填﹤,﹥,﹦)。
(2)下列说法中能说明该反应达到了化学平衡状态的是___________ 。
A.容器内压强一定
B.v(X)正=2 v (Y)逆
C.容器内Z分子数一定
D.容器内气体的质量一定
E.容器内气体的密度一定
F.X、Y、Z、W的浓度之比为2∶1∶a∶1
(3)维持温度不变,若起始时向容器中加入4mol X和6 mol Y,若达平衡时容器内的压强减小到开始时的85%,则反应中放出的热量为___________ kJ。
(4)已知:该反应的平衡常数随温度的变化如下表:
若在某温度下,2 mol X和1 mol Y在该容器中反应达平衡,X的平衡转化率为50%,则该温度为___________ ℃。
(1)化学计量数a的值为
(2)下列说法中能说明该反应达到了化学平衡状态的是
A.容器内压强一定
B.v(X)正=2 v (Y)逆
C.容器内Z分子数一定
D.容器内气体的质量一定
E.容器内气体的密度一定
F.X、Y、Z、W的浓度之比为2∶1∶a∶1
(3)维持温度不变,若起始时向容器中加入4mol X和6 mol Y,若达平衡时容器内的压强减小到开始时的85%,则反应中放出的热量为
(4)已知:该反应的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃ | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 |
平衡常数K | 9.94 | 5.2 | 1 | 0.5 | 0.21 |
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9 . 随着“碳达峰”、“碳中和”战略的提出,大气中含量的控制和回收利用已成为当今化学研究的主题,其过程包括的富集、的合成气化、的甲醇化、的甲烷化等。回答下列问题:
(1)的富集:含量较高的空气叫富碳空气,捕集其中的可通过如下途径实现。通入富碳空气后,饱和纯碱水变浑浊,其原因是___________ (用文字叙述)。
(2)的合成气化:反应原理为 。已知有关反应的热化学方程式: , 。
①___________ 。
②利于该反应自发进行的条件为___________ (填“高温”“低温”或“任意条件”)。
(3)的甲醇化:利用光解海水产生的将转化为甲醇 ],其转化过程如图1所示。①反应i的能量转化方式为___________ 。
②一定温度下,向体积为的密闭容器中充入和,发生反应后到达平衡,此时。前内,___________ ,该温度下反应的平衡常数___________ (用分数表示)。
③一定温度下,在一个固定体积的密闭容器中仅发生反应ii,下列不能说明反应达到平衡状态的是___________ (填字母)。
A.容器内气体的压强不变
B.容器内混合气体的总物质的量不变
C.和物质的量之比不变
D.单位时间内,每有键断裂,同时有键形成
(4)的甲烷化:科学家利用吸收后的纯碱水溶液,通过电解转化为及及的产率随电解电压变化曲线如图2所示。①电压较高时,转化为的电极反应式为___________ 。
②工业生产上常采用较高电压,其目的为___________ 。
(1)的富集:含量较高的空气叫富碳空气,捕集其中的可通过如下途径实现。通入富碳空气后,饱和纯碱水变浑浊,其原因是
(2)的合成气化:反应原理为 。已知有关反应的热化学方程式: , 。
①
②利于该反应自发进行的条件为
(3)的甲醇化:利用光解海水产生的将转化为甲醇 ],其转化过程如图1所示。①反应i的能量转化方式为
②一定温度下,向体积为的密闭容器中充入和,发生反应后到达平衡,此时。前内,
③一定温度下,在一个固定体积的密闭容器中仅发生反应ii,下列不能说明反应达到平衡状态的是
A.容器内气体的压强不变
B.容器内混合气体的总物质的量不变
C.和物质的量之比不变
D.单位时间内,每有键断裂,同时有键形成
(4)的甲烷化:科学家利用吸收后的纯碱水溶液,通过电解转化为及及的产率随电解电压变化曲线如图2所示。①电压较高时,转化为的电极反应式为
②工业生产上常采用较高电压,其目的为
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2024-04-19更新
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136次组卷
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2卷引用:甘肃省2024届高三普通高中三模化学试卷
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10 . 在催化下,加氢合成甲酸发生反应Ⅰ,同时还伴有反应Ⅱ发生。
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题。
(1)已知:时,部分物质的相对能量如表所示,则的相对能量为_______ 。
(2)为了提高二氧化碳转化为甲酸的转化率,工业上常采用以下方法:
步骤1 步骤2 步骤3
①写出步骤1反应的离子方程式:_______ 。
②其他条件不变,步骤1中转化为的转化率与温度的关系如图所示。步骤1的转化率开始迅速上升,主要原因是_______ ,后又下降的可能原因是_______ 。
③流程图步骤2中,加入乙醚的作用是_______ ,步骤3的分离方法是_______ 。
(3)保持、恒压,和的投料物质的量之比为的初始分压为,测得的转化率与时间t的关系如图所示。已知平衡后,测得,则反应Ⅰ的_____ (用含的式子表示)。
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题。
(1)已知:时,部分物质的相对能量如表所示,则的相对能量为
物质 | ||
相对能量/ |
(2)为了提高二氧化碳转化为甲酸的转化率,工业上常采用以下方法:
步骤1 步骤2 步骤3
①写出步骤1反应的离子方程式:
②其他条件不变,步骤1中转化为的转化率与温度的关系如图所示。步骤1的转化率开始迅速上升,主要原因是
③流程图步骤2中,加入乙醚的作用是
(3)保持、恒压,和的投料物质的量之比为的初始分压为,测得的转化率与时间t的关系如图所示。已知平衡后,测得,则反应Ⅰ的
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2024-04-15更新
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80次组卷
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2卷引用:2024届甘肃省平凉市静宁县高三第四次摸底考试模拟预测化学试题