1 . 已知,在铁触媒的催化下N2 (g)+ 3H2(g)2NH3 (g) ∆H,请完成下列填空:
(1)反应过程的能量变化示意图如下图所示,已知N≡N和H-H的键能分别为946kJ·mol-1、436kJ·mol-1,则N-H的键能为________ kJ·mol-1。
(2)当达到平衡后,在某时刻降低温度,正、逆反应速率的变化情况符合像下图________(填“标号”)。
(3)下列措施能够提高H2平衡转化率的是________ 。
A升高温度 B增大压强 C.恒温恒压下通入Ar
D.恒温恒容下通入N2 E. 恒温恒容下通入H2 F.及时分离出NH3
(4)在一定温度下,在10L的密闭容器中充入3mol N2和10 mol H2和适量的铁触媒,产生NH3的物质的量变化情况如下表所示:
①在0~2min,用N2表示的化学反应速率v(N2)= ________ 。
②H2的平衡转化率为________ ,达到平衡时放出的热量为________ 。
③在该温度下,合成氨反应的化学平衡常数K=________ 可以不写“单位”)。
(1)反应过程的能量变化示意图如下图所示,已知N≡N和H-H的键能分别为946kJ·mol-1、436kJ·mol-1,则N-H的键能为
(2)当达到平衡后,在某时刻降低温度,正、逆反应速率的变化情况符合像下图________(填“标号”)。
A. | B. |
C. | D. |
(3)下列措施能够提高H2平衡转化率的是
A升高温度 B增大压强 C.恒温恒压下通入Ar
D.恒温恒容下通入N2 E. 恒温恒容下通入H2 F.及时分离出NH3
(4)在一定温度下,在10L的密闭容器中充入3mol N2和10 mol H2和适量的铁触媒,产生NH3的物质的量变化情况如下表所示:
时间t/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
N(NH3)/mol | 0 | 1.8 | 2.8 | 3.5 | 4 | 4 |
②H2的平衡转化率为
③在该温度下,合成氨反应的化学平衡常数K=
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2 . 一定温度下,向2.0L的恒容密闭容器中充入1.6molCO、1.6molNO,发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),经过一段时间后达平衡。反应进行到不同时间测得n(CO)如表所示:
下列说法正确的是
t/s | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 |
n(CO)/mol | 1.6 | 1.2 | 0.9 | 0.8 | 0.8 |
A.该温度下,该反应的平衡常数K=1.25 |
B.反应在前5s的平均速率为v(N2)=0.04mol·L-1·s-1 |
C.保持其他条件不变,升高温度,达到新平衡时c(CO)=0.45mol·L⁻1,则反应的ΔH>0 |
D.相同温度下,起始时向容器中充入1.6mol CO、1.6mol NO、0.8mol N2、1.6 molCO2,达到平衡前v正<v逆 |
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解题方法
3 . 已知反应在某温度下,①CO(g)+CuO(s)CO2(g)+Cu(s) ΔH 1= -126 kJ·mol-1 K1
②H2(g)+CuO(s)H2O(g) +Cu(s) ΔH2 = -85 kJ·mol-1 K2
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3 K3
下列说法正确的是
②H2(g)+CuO(s)H2O(g) +Cu(s) ΔH2 = -85 kJ·mol-1 K2
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3 K3
下列说法正确的是
A.反应①为吸热反应 |
B.1mol H2(g)和1mol CuO(s)具有的总能量低于1molH2O(g)和1mol Cu(s)的总能量 |
C.反应③的反应热ΔH2 = -41 kJ·mol-1、 |
D.升高温度,三个反应的平衡常数K1、K2、K3均变大 |
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4 . 为了实现“碳达峰”和“碳中和”的目标,将CO2转化成可利用的化学能源的“负碳”技术是世界各国关注的焦点。
方法Ⅰ:CO2催化加氢制甲醇。
以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下:
反应i:CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1=-49.0 kJ·mol-1
反应ii:CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) ΔH2= +41.0 kJ·mol-1
反应iii:CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH3=
(1)计算反应iii的ΔH3=___________ 。
(2)一定温度和催化剂条件下,0.73mol H2、0.24mol CO2和0.03mol N2(已知N2不参与反应)在总压强为3.0MPa的密闭容器中进行上述反应,平衡时CO2的转化率、CH3OH和CO的选择性随温度的变化曲线如图所示。
①图中曲线c表示物质___________ 的变化(填“CO2”“CH3OH”或“CO”)。
②上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法不正确 的有___________ (填字母)。
A.降低温度,反应i~iii的正、逆反应速率都减小
B.向容器中再通入少量N2,CO2的平衡转化率下降
C.移去部分H2O(g),反应iii向正反应方向衡移动
D.选择合适的催化剂能提高CO2的平衡转化率
③某温度下,t1 min反应到达平衡,测得容器中CH3OH的体积分数为12.5%。此时用CH3OH的分压表示0-t1时间内的反应速率v(CH3OH)=___________ MPa·min-1。设此时n(CO) = a mol,计算该温度下反应ii的平衡常数Kx=___________ (用含有a的代数式表示)。[已知:分压=总压 × 该组分物质的量分数;对于反应mA(g) + nB(g)pC(g) + qD(g),,x为物质的量分数。]
方法Ⅱ:CO2电解法制甲醇
利用电解原理,可将CO2转化为CH3OH,其装置如图所示:
(3)双极膜B侧为___________ (填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。
(4)TiO2电极上电极反应方程式:___________ 。
方法Ⅲ:CO2催化加氢制低碳烯烃(2~4个C的烯烃)
某研究小组使用Zn-Ga-O/SAPO-34双功能催化剂实现了CO2直接合成低碳烯烃,并给出了其可能的反应历程(如图所示)。H2首先在Zn-Ga-O表面解离成2个H*,随后参与到CO2的还原过程;SAPO-34则催化生成的甲醇转化为低碳烯烃。
注:☐表示氧原子空位,*表示吸附在催化剂上的微粒。
(5)理论上,反应历程中消耗的H*与生成的甲醇的物质的量之比为___________ 。
方法Ⅰ:CO2催化加氢制甲醇。
以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下:
反应i:CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1=-49.0 kJ·mol-1
反应ii:CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) ΔH2= +41.0 kJ·mol-1
反应iii:CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH3=
(1)计算反应iii的ΔH3=
(2)一定温度和催化剂条件下,0.73mol H2、0.24mol CO2和0.03mol N2(已知N2不参与反应)在总压强为3.0MPa的密闭容器中进行上述反应,平衡时CO2的转化率、CH3OH和CO的选择性随温度的变化曲线如图所示。
①图中曲线c表示物质
②上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法
A.降低温度,反应i~iii的正、逆反应速率都减小
B.向容器中再通入少量N2,CO2的平衡转化率下降
C.移去部分H2O(g),反应iii向正反应方向衡移动
D.选择合适的催化剂能提高CO2的平衡转化率
③某温度下,t1 min反应到达平衡,测得容器中CH3OH的体积分数为12.5%。此时用CH3OH的分压表示0-t1时间内的反应速率v(CH3OH)=
方法Ⅱ:CO2电解法制甲醇
利用电解原理,可将CO2转化为CH3OH,其装置如图所示:
(3)双极膜B侧为
(4)TiO2电极上电极反应方程式:
方法Ⅲ:CO2催化加氢制低碳烯烃(2~4个C的烯烃)
某研究小组使用Zn-Ga-O/SAPO-34双功能催化剂实现了CO2直接合成低碳烯烃,并给出了其可能的反应历程(如图所示)。H2首先在Zn-Ga-O表面解离成2个H*,随后参与到CO2的还原过程;SAPO-34则催化生成的甲醇转化为低碳烯烃。
注:☐表示氧原子空位,*表示吸附在催化剂上的微粒。
(5)理论上,反应历程中消耗的H*与生成的甲醇的物质的量之比为
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解题方法
5 . 科学家利用CO2和H2合成CH3OH有利于实现碳中和。主要反应有:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),ΔH1=-49.4kJ·mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),ΔH2
Ⅲ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),ΔH3=-90.6kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)ΔH2=_______ kJ·mol-1,反应Ⅲ在_______ (填“高温”或“低温”)易自发进行。
(2)若将反应I看成由反应Ⅱ和反应Ⅲ两步进行,反应Ⅱ为慢反应,画出由反应原料经两步生成产物的反应过程能量示意图_______ 。
(3)一定条件下,在体积为1L的密闭容器中发生反应Ⅰ,起始物n(H2)/n(CO2)=3,CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图1所示,3min内用H2浓度变化表示的反应速率_______ mol·L-1·min-1.若平衡时压强为P0,该反应条件的平衡常数Kp=_______ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(4)反应Ⅱ中,为提高H2的转化率,可采取的措施有_______ (任意答一条)。
(5)图2是以甲醇燃料电池为电源电解饱和食盐水,甲装置a电极反应式为_______ 。当甲装置中消耗11.2LO2(标准状况),理论上乙装置中通过导线的电子数目为_______ 。
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),ΔH1=-49.4kJ·mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),ΔH2
Ⅲ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),ΔH3=-90.6kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)ΔH2=
(2)若将反应I看成由反应Ⅱ和反应Ⅲ两步进行,反应Ⅱ为慢反应,画出由反应原料经两步生成产物的反应过程能量示意图
(3)一定条件下,在体积为1L的密闭容器中发生反应Ⅰ,起始物n(H2)/n(CO2)=3,CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图1所示,3min内用H2浓度变化表示的反应速率
(4)反应Ⅱ中,为提高H2的转化率,可采取的措施有
(5)图2是以甲醇燃料电池为电源电解饱和食盐水,甲装置a电极反应式为
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解题方法
6 . 研发二氧化碳的利用技术,将二氧化碳转化为能源是减轻环境污染和解决能源问题的方案之一、回答下列问题:
(1)利用CO2合成二甲醚有两种工艺。
工艺1:
涉及以下主要反应:
反应Ⅰ.甲醇的合成:
反应Ⅱ.逆水汽变换:
反应Ⅲ.甲醇脱水:
工艺2:反应Ⅳ.
①_______ ,反应Ⅳ在_______ (填“低温”“高温”或“任意温度”)下自发进行。
②反应Ⅳ的活化能(正)_______ (填“>”“<”或“=”)(逆)。
③在恒温恒容的密闭容器中,下列说法能判断反应Ⅳ达到平衡的是_______ (填标号)。
A.气体物质中碳元素与氧元素的质量比不变
B.容器内浓度保持不变
C.容器内气体密度不变
D.容器内气体的平均摩尔质量不变
(2)在不同压强下,按照投料合成甲醇(反应Ⅰ),实验测得的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如图甲、乙所示。
①下列说法正确的是_______ (填标号)。
A.图甲纵坐标表示CH3OH的平衡产率
B.P1>P2>P3
C.为了同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择低温、高压条件
D.一定温度、压强下,提高CO2的平衡转化率的主要方向是寻找活性更高的催化剂
②图乙中,某温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是_______ 。
(3)在T,温度下,将和充入的恒容密闭容器中发生反应Ⅰ和Ⅳ,达到平衡状态时和的物质的量分别为和。
①反应经过达到平衡,内的平均反应速率_______ 。
②温度时反应Ⅰ的平衡常数_______ 。
(1)利用CO2合成二甲醚有两种工艺。
工艺1:
涉及以下主要反应:
反应Ⅰ.甲醇的合成:
反应Ⅱ.逆水汽变换:
反应Ⅲ.甲醇脱水:
工艺2:反应Ⅳ.
①
②反应Ⅳ的活化能(正)
③在恒温恒容的密闭容器中,下列说法能判断反应Ⅳ达到平衡的是
A.气体物质中碳元素与氧元素的质量比不变
B.容器内浓度保持不变
C.容器内气体密度不变
D.容器内气体的平均摩尔质量不变
(2)在不同压强下,按照投料合成甲醇(反应Ⅰ),实验测得的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如图甲、乙所示。
①下列说法正确的是
A.图甲纵坐标表示CH3OH的平衡产率
B.P1>P2>P3
C.为了同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择低温、高压条件
D.一定温度、压强下,提高CO2的平衡转化率的主要方向是寻找活性更高的催化剂
②图乙中,某温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是
(3)在T,温度下,将和充入的恒容密闭容器中发生反应Ⅰ和Ⅳ,达到平衡状态时和的物质的量分别为和。
①反应经过达到平衡,内的平均反应速率
②温度时反应Ⅰ的平衡常数
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7 . T℃下,在恒容密闭容器中,充入2mol (g)和3mol CO(g)发生反应,反应过程中(g)浓度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A.该容器的容积为10L |
B.0~10min内, |
C.若10min后再向容器中充入2mol (g)和2mol (g), |
D.T℃下,该反应的平衡常数为0.5 |
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解题方法
8 . 某温度下,可逆反应:的平衡常数为K,下列对K的说法正确的是
A. |
B.如果,则 |
C.K值越大,表明该反应越有利于C的生成,平衡时反应物的转化率越大 |
D.增大压强缩小反应器的容积到原来的一半,达到新的平衡时C的浓度为原平衡的1.5倍则 |
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2023-12-14更新
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112次组卷
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2卷引用:贵州省贵阳市三新改革联盟校2023-2024学年高二上学期10月月考化学试题
名校
9 . 完成下列问题。
(1)在已达到平衡的可逆反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的体系中,充入由18O组成的氧气一段时间后,18O存在下列物质中的___________。(填序号,下同)
(2)在容积为2L的密闭容器中充入2molSO2和一定量O2,发生反应2SO2+O2⇌2SO3,当反应进行到4min时,测得n(SO2)=0.4mol。则反应进行到2min时,容器中SO2的物质的量是___________。
(3)①下图表示在密闭容器中反应:2SO2+O2⇌2SO3,△H<0达到平衡时,由于条件改变而引起反应速率和化学平衡的变化情况,t3—t5过程中改变的条件可能是___________ ;
②t7时刻,若c(SO3)减小,反应速率变化情况画在下图中___________ 。
(4)在上图中,t2—t7时间段内,反应物转化率最低的时间段是___________ 。
(5)恒压(1.01×105Pa)下,将2molSO2与amolO2的混合气体通入一个容积可变的密闭容器中,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),△H<0,T1℃下反应达平衡时,测得容器内n(SO3)=1.3mol,n(O2)=3.0mol,则a=_________ ;平衡时该反应平衡常数为_________ 。(保留两位有效数字)
(1)在已达到平衡的可逆反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的体系中,充入由18O组成的氧气一段时间后,18O存在下列物质中的___________。(填序号,下同)
A.SO2 | B.O2 | C.SO3 | D.SO2、SO3、O2 |
A.等于1.6mol | B.等于1.2mol | C.大于1.6mol | D.小于1.2mol |
②t7时刻,若c(SO3)减小,反应速率变化情况画在下图中
(4)在上图中,t2—t7时间段内,反应物转化率最低的时间段是
(5)恒压(1.01×105Pa)下,将2molSO2与amolO2的混合气体通入一个容积可变的密闭容器中,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),△H<0,T1℃下反应达平衡时,测得容器内n(SO3)=1.3mol,n(O2)=3.0mol,则a=
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10 . 氢能是一种理想的绿色能源。有科学家预言,氢能有可能成为人类未来的主要能源。
Ⅰ.工业上制取氢气时,涉及的一个重要反应:
已知:①
②
③
(1)___________ (用含、、的式子表示)
Ⅱ.在容积不变的密闭容器中发生反应 ,其平衡常数的倒数()和温度(t)的关系如下表所示:
(2)该反应的平衡常数表达式为_______ ;_______ 0(填“”“”或“”)
(3)能说明该反应达到平衡状态的是___________(填字母)
(4)欲提高CO的转化率,可以采取的措施有___________ (任写两条)。
(5)830℃下,向容积为10L的密闭容器中充入和,保持温度不变,经过反应达到平衡状态。该时间段,___________ ;平衡时CO的转化率为___________ 。
(6)1000℃下,在某时刻反应混合物中CO、、、的浓度分别为、、、,此时___________ (填“”“”或“”)。
Ⅰ.工业上制取氢气时,涉及的一个重要反应:
已知:①
②
③
(1)
Ⅱ.在容积不变的密闭容器中发生反应 ,其平衡常数的倒数()和温度(t)的关系如下表所示:
700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 | |
0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
(3)能说明该反应达到平衡状态的是___________(填字母)
A.单位时间内消耗,同时消耗 | B.混合气体的密度不再改变 |
C.混合气体中的体积分数不再改变 | D.混合气体的平均相对分子质量不再改变 |
(5)830℃下,向容积为10L的密闭容器中充入和,保持温度不变,经过反应达到平衡状态。该时间段,
(6)1000℃下,在某时刻反应混合物中CO、、、的浓度分别为、、、,此时
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