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解题方法
1 . 硫酸有着广泛的用途。硫酸工业在国民经济中占有重要地位。
(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量:。判断该反应的自发性并说明理由___________ 。
(2)我国古籍记载了硫酸的制备方法—“炼石胆()取精华法”。
①借助现代仪器分析,该制备过程中分解的TG曲线(热重曲线,即受热分解过程中固体质量变化曲线)及DSC曲线(反映体系热量变化情况,数值已省略)如图所示。700℃左右有两个吸热峰,则此时分解生成的氧化物有___________ 、___________ (填化学式)和。
②已知下列热化学方程式:
则的△H=__________ 。
(3)接触法制硫酸的关键反应为的催化氧化:
①为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度,绘制不同转化率()下反应速率(数值已略去)与温度的关系如图,下列说法正确的是__________ 。
A.温度越高,反应速率越大 B.的曲线代表平衡转化率
C.越大,反应速率最大值对应温度越低 D.可根据不同下的最大速率,选择最佳生产温度
②固定投料比,在压强分别为0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa下,得到的平衡转化率随温度的变化如图所示。则在5.0MPa、550℃时,该反应的平衡转化率=__________ 。
③对于气体参与的反应,可用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)来表示平衡常数。设的平衡分压为p,的平衡转化率为,则上述催化氧化反应的_____________ (用含p和的代数式表示)。
(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量:。判断该反应的自发性并说明理由
(2)我国古籍记载了硫酸的制备方法—“炼石胆()取精华法”。
①借助现代仪器分析,该制备过程中分解的TG曲线(热重曲线,即受热分解过程中固体质量变化曲线)及DSC曲线(反映体系热量变化情况,数值已省略)如图所示。700℃左右有两个吸热峰,则此时分解生成的氧化物有
②已知下列热化学方程式:
则的△H=
(3)接触法制硫酸的关键反应为的催化氧化:
①为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度,绘制不同转化率()下反应速率(数值已略去)与温度的关系如图,下列说法正确的是
A.温度越高,反应速率越大 B.的曲线代表平衡转化率
C.越大,反应速率最大值对应温度越低 D.可根据不同下的最大速率,选择最佳生产温度
②固定投料比,在压强分别为0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa下,得到的平衡转化率随温度的变化如图所示。则在5.0MPa、550℃时,该反应的平衡转化率=
③对于气体参与的反应,可用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)来表示平衡常数。设的平衡分压为p,的平衡转化率为,则上述催化氧化反应的
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解题方法
2 . Ⅰ.工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖,反应为N2 (g)+3H2(g)2NH3(g) △H =−92.4kJ·mol−1, △S=−200J·mol−1·K−1。请回答下列问题:
(1)常温下,合成氨反应________ (填“能”或“不能”)自发进行,其平衡常数表达式K=_______ 。
(2)______ 温(填“高”或“低”)有利于提高反应速率,______ 温(填“高”或“低”)有利于提高平衡转化率,综合考虑催化剂活性等因素,工业常采用400~500℃。
(3)针对反应速率与平衡产率的矛盾,我国科学家提出了解决方案:双温—双控—双催化剂。使用Fe-TiO2∙xHy双催化剂,通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时,Fe的温度为 547℃,而TiO2∙xHy的温度为415℃)。
该方案的优势:___________ 。
Ⅱ.合成氨工艺可以进一步优化,实现尿素的合成,简易流程图如下:
(4)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),恒容容器中,对于以上反应,能加快反应速率的是___________。
(5)已知,若合成尿素的流程中转化率为 80%时,100吨甲烷为原料能够合成___________ 吨尿素。
Ⅲ.盐酸肼(N2H6Cl2)是一种重要的化工原料,属于离子化合物,易溶于水,溶液呈酸性,水解原理与 NH4Cl类似。
(6)写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式___________ 。
(7)盐酸肼水溶液中离子浓度的排列顺序正确的是___________。
(1)常温下,合成氨反应
(2)
(3)针对反应速率与平衡产率的矛盾,我国科学家提出了解决方案:双温—双控—双催化剂。使用Fe-TiO2∙xHy双催化剂,通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时,Fe的温度为 547℃,而TiO2∙xHy的温度为415℃)。
该方案的优势:
Ⅱ.合成氨工艺可以进一步优化,实现尿素的合成,简易流程图如下:
(4)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),恒容容器中,对于以上反应,能加快反应速率的是___________。
A.升高温度 | B.充入 He | C.加入催化剂 | D.降低压强 |
(5)已知,若合成尿素的流程中转化率为 80%时,100吨甲烷为原料能够合成
Ⅲ.盐酸肼(N2H6Cl2)是一种重要的化工原料,属于离子化合物,易溶于水,溶液呈酸性,水解原理与 NH4Cl类似。
(6)写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式
(7)盐酸肼水溶液中离子浓度的排列顺序正确的是___________。
A. |
B. |
C. |
D. |
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解题方法
3 . 二甲醚()被称为“21世纪的清洁燃料”。以、为原料制备二甲醚涉及的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ自发进行的条件是_____ (填“高温”或“低温”)。
(2)已知、下,、的燃烧热分别为:、, ,则_____ 。
(3)保持压强为,按投料,发生反应Ⅰ、Ⅱ,实验测得平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图所示。
已知:的选择性
①时向平衡体系中充入一定量的Ar,M点位置_____ (填“上移”“下移”或“不变”),原因是_____ 。
②时,反应Ⅰ、Ⅱ经4min达到平衡;反应Ⅱ的_____ 。则该时间段的平均速率为_____ (保留小数点后两位)。
③表示平衡时的选择性的是曲线_____ (填“a”或“b”);温度低于时,曲线b随温度升高而降低的原因是_____ ;
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ自发进行的条件是
(2)已知、下,、的燃烧热分别为:、, ,则
(3)保持压强为,按投料,发生反应Ⅰ、Ⅱ,实验测得平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图所示。
已知:的选择性
①时向平衡体系中充入一定量的Ar,M点位置
②时,反应Ⅰ、Ⅱ经4min达到平衡;反应Ⅱ的
③表示平衡时的选择性的是曲线
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解题方法
4 . 通过化学的方法实现的资源化利用是一种理想的减排途径,由和制备(二甲醚,被誉为“21世纪的清洁燃料”)的反应原理如下:
a.
b.
c.
已知: ,如: 。
回答下列问题:
(1)写出与转化为和(反应d)的热化学方程式______________________ 。
(2)反应a达到平衡时,若缩小体积增大压强,则变____________ (填“大”或“小”)。
(3)反应a、b、c的吉布斯自由能随温度变化如图甲所示,298K时,能自发进行的反应有___________ ;反应c为熵______________ (填“增”或“减”)反应。
(4)向体积为的恒压密闭容器中充入和,若仅考点上述反应,平衡时和的选择性及的转化率随温度的变化如图乙实线所示。
①图中曲线____________ (填“N”或“M”)表示的选择性。
②平衡时的转化率随温度的变化____________ (填“可能”或“不可能”)如图中虚线Q所示。
③温度高于270℃,随着温度的升高,的平衡转化率如图所示变化的原因是___________________ 。
④计算反应在220℃下的平衡常数为______________ (结果保留三位有效数字)。
a.
b.
c.
已知: ,如: 。
回答下列问题:
(1)写出与转化为和(反应d)的热化学方程式
(2)反应a达到平衡时,若缩小体积增大压强,则变
(3)反应a、b、c的吉布斯自由能随温度变化如图甲所示,298K时,能自发进行的反应有
(4)向体积为的恒压密闭容器中充入和,若仅考点上述反应,平衡时和的选择性及的转化率随温度的变化如图乙实线所示。
①图中曲线
②平衡时的转化率随温度的变化
③温度高于270℃,随着温度的升高,的平衡转化率如图所示变化的原因是
④计算反应在220℃下的平衡常数为
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2023-12-12更新
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198次组卷
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2卷引用:重庆市育才中学校、西南大学附中、万州中学2023-2024学年高二上学期12月联考化学试题
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解题方法
5 . CO和合成乙醇发生如下反应:
主反应:
副反应:
向一恒容密闭容器中投入一定量的CO和发生上述反应,CO的平衡转化率与温度、投料比[ ]的关系如图所示。下列有关说法正确的是
主反应:
副反应:
向一恒容密闭容器中投入一定量的CO和发生上述反应,CO的平衡转化率与温度、投料比[ ]的关系如图所示。下列有关说法正确的是
A. |
B.在投料比为条件下,主反应的 |
C.副反应能自发进行的临界温度约为993K |
D.在、时,主反应的平衡常数 |
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2023-11-27更新
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521次组卷
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7卷引用:江西省上饶市广信二中2023-2024学年高二上学期期中考试化学试卷
6 . 二氧化碳加氢制甲烷和甲烷重整对碳资源利用具有重要的战略意义。回答下列问题:
I.CO2加氢选择合成甲烷的主要反应如下:
①CO2(g)+4H2CH4(g)+2H2O(g) △H1(298K)
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2(298K)
③2CO(g)+2H2(g)CO2(g)+CH4(g) △H3(298K)
在一定温度下,由最稳定单质生成1mol某物质的焓变叫做该物质的标准摩尔生成焓,如表为298K时几种物质的标准摩尔生成焓。
(1)有利于反应①自发进行的条件是_______ (填“高温”或“低温”);根据表中数据计算反应②的焓变△H2(298K)=_______ kJ·mol-1。
(2)在一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和4molH2发生上述反应,反应20min容器内反应达到平衡时,容器中CH4为amol,CO为bmol,以H2表示的0~20min内平均反应速率v(H2)=_______ mol·L-1·min-1(用含a、b、V的代数式表示,下同),此时H2O(g)的浓度为_______ mol·L-1,反应II的平衡常数为_______ (列出计算式)。
II.甲烷重整工艺主要包括甲烷水蒸气重整制氢、甲烷部分氧化重整制氢、甲烷二氧化碳重整制氢、甲烷三重整制氢等。
(3)甲烷三重整制氢的逆反应CO(g)+3H2CH4(g)+H2O(g)。合成总反应在起始物=3时,在不同条件下达到平衡,设体系中CH4的物质的量分数为x(CH4),在t=250℃下的x(CH4)-p、在p=5×105Pa下的x(CH4)-t如图所示。
①当CO的平衡转化率为时,反应条件可能是_______ 。
②甲烷三重整制氢工业一般将反应温度设置为750℃~920℃,将反应压力设置为2~3MPa并向转化炉内通入空气或氧气,通入空气或氧气的目的是_______ 。
I.CO2加氢选择合成甲烷的主要反应如下:
①CO2(g)+4H2CH4(g)+2H2O(g) △H1(298K)
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2(298K)
③2CO(g)+2H2(g)CO2(g)+CH4(g) △H3(298K)
在一定温度下,由最稳定单质生成1mol某物质的焓变叫做该物质的标准摩尔生成焓,如表为298K时几种物质的标准摩尔生成焓。
物质 | H2(g) | O2(g) | CO(g) | CO2(g) | H2O(g) | CH4(g) |
标准摩尔生成焓(kJ·mol-1) | 0 | 0 | -110.5 | -393.5 | -241.8 | -74.81 |
(1)有利于反应①自发进行的条件是
(2)在一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和4molH2发生上述反应,反应20min容器内反应达到平衡时,容器中CH4为amol,CO为bmol,以H2表示的0~20min内平均反应速率v(H2)=
II.甲烷重整工艺主要包括甲烷水蒸气重整制氢、甲烷部分氧化重整制氢、甲烷二氧化碳重整制氢、甲烷三重整制氢等。
(3)甲烷三重整制氢的逆反应CO(g)+3H2CH4(g)+H2O(g)。合成总反应在起始物=3时,在不同条件下达到平衡,设体系中CH4的物质的量分数为x(CH4),在t=250℃下的x(CH4)-p、在p=5×105Pa下的x(CH4)-t如图所示。
①当CO的平衡转化率为时,反应条件可能是
②甲烷三重整制氢工业一般将反应温度设置为750℃~920℃,将反应压力设置为2~3MPa并向转化炉内通入空气或氧气,通入空气或氧气的目的是
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解题方法
7 . 碳、氮是中学化学重要的非金属元素,在生产、生活中有广泛的应用。
(1)治理汽车尾气中NO和CO的一种方法是:在汽车的排气管道上安装一个催化转化装置,使NO与CO反应,产物都是空气中的主要成分,写出该反应的热化学方程式___________ 。
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+179.5kJ/mol
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=—112.3kJ/mol
③NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) △H=—234kJ/mol
(2)N2O5的分解反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),由实验测得在67℃时N2O5的浓度随时间的变化如下:
计算在0~2min时段,化学反应速率v(NO2)=___________ mol•L-1•min-1。
(3)新的研究表明,可以将CO2转化为炭黑进行回收利用,反应原理如图所示:
①在转化过程中起催化作用的物质是___________ 。
②写出总反应的化学方程式___________ 。
(4)工业上以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2),反应的化学方程式如下:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l),该反应分两步进行:
①2NH3(g)+CO2(g) NH4COONH2(s)
②NH4COONH2(s) =CO(NH2)2(l)+H2O(l)
根据上述反应,填写下列空白:
①已知该反应可以自发进行,则△H___________ 0(填“>”、“<”或“=”);
②一定温度和压强下,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比=x,如图是x与CO2的平衡转化率(α)的关系,B点处,NH3的平衡转化率为___________ 。
③一定温度下,在3L定容密闭容器中充入NH3和CO2,若x=2,当反应后气体物质的量变为起始时气体物质的量的时达到平衡,测得此时生成尿素90g,则第①步反应的平衡常数K=_______ 。
(1)治理汽车尾气中NO和CO的一种方法是:在汽车的排气管道上安装一个催化转化装置,使NO与CO反应,产物都是空气中的主要成分,写出该反应的热化学方程式
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+179.5kJ/mol
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=—112.3kJ/mol
③NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) △H=—234kJ/mol
(2)N2O5的分解反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),由实验测得在67℃时N2O5的浓度随时间的变化如下:
时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(N2O5)/(mol·L-1) | 1.00 | 0.71 | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.17 |
(3)新的研究表明,可以将CO2转化为炭黑进行回收利用,反应原理如图所示:
①在转化过程中起催化作用的物质是
②写出总反应的化学方程式
(4)工业上以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2),反应的化学方程式如下:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l),该反应分两步进行:
①2NH3(g)+CO2(g) NH4COONH2(s)
②NH4COONH2(s) =CO(NH2)2(l)+H2O(l)
根据上述反应,填写下列空白:
①已知该反应可以自发进行,则△H
②一定温度和压强下,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比=x,如图是x与CO2的平衡转化率(α)的关系,B点处,NH3的平衡转化率为
③一定温度下,在3L定容密闭容器中充入NH3和CO2,若x=2,当反应后气体物质的量变为起始时气体物质的量的时达到平衡,测得此时生成尿素90g,则第①步反应的平衡常数K=
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解题方法
8 . 以CO2和NH3为原料合成尿素反应分两步完成,ⅰ. CO2和NH3生成H2NCOONH4;ⅱ. H2NCOONH4分解生成尿素,总反应为: △H。反应过程能量变化如图。下列说法错误的是
A.第一步ΔS<0 |
B.第二步活化能大于第一步 |
C.△H =+87.5 kJ∙mol-1 |
D.升高温度,总反应反应物活化分子百分数增大,反应速率增大 |
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2023-11-10更新
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159次组卷
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2卷引用:重庆市第八中学校2023-2024学年高二上学期期中考试化学试题
9 . 二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”,由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
①
②
③
回答下列问题:
(1)反应的___________ ;该反应在___________ (填“低温”或“高温”)下能够自发进行,反应的平衡常数K=___________ (用含、、的式子表示)。
(2)将合成气以通入1L的反应器中,一定条件下发生反应: ,其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下图所示,下列说法正确的是(填字母)___________ 。
A.
B.
C.若在和316℃时,起始时,则平衡时,小于50%
(3)CO合成甲醇时,在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。实际生产条件控制在250℃、kPa左右,选择此压强的理由是___________ 。
(4)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和制备二甲醚(DME)。观察下图,当约为___________ 时最有利于二甲醚的合成。
(5)高温时二甲醚蒸气发生分解反应:。迅速将二甲醚引入一个504℃的抽成真空的瓶中,在不同时刻测定瓶内压强如下表:
①该反应达到平衡状态时,二甲醚的转化率为___________ 。
②该反应的平衡常数___________ 。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
①
②
③
回答下列问题:
(1)反应的
(2)将合成气以通入1L的反应器中,一定条件下发生反应: ,其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下图所示,下列说法正确的是(填字母)
A.
B.
C.若在和316℃时,起始时,则平衡时,小于50%
(3)CO合成甲醇时,在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。实际生产条件控制在250℃、kPa左右,选择此压强的理由是
(4)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和制备二甲醚(DME)。观察下图,当约为
(5)高温时二甲醚蒸气发生分解反应:。迅速将二甲醚引入一个504℃的抽成真空的瓶中,在不同时刻测定瓶内压强如下表:
t/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
/kPa | 50.0 | 78.0 | 92.0 | 99.0 | 100 | 100 |
②该反应的平衡常数
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10 . 反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)在常温下可以自发进行,下列说法正确的是
A.该反应的ΔH<0,ΔS<0 |
B.反应的平衡常数可表示为K= |
C.使用高效催化剂能降低反应的焓变 |
D.其他条件相同,增大,NO的转化率下降 |
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2023-09-24更新
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59次组卷
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2卷引用:河南省驻马店市“逐梦计划”大联考2023-2024学年高二上学期12月期末考试化学试题