1 . 含氮化合物是化工、能源、环保等领域的研究热点。
(1)工业上常用NH3和CO2合成尿素[CO(NH2)2],利用该反应可以在一定程度上减缓温室效应。该反应可分两步进行,其能量变化和反应历程如图所示___________ ;
②合成尿素总反应自发进行的条件是___________ (填“高温”或“低温”)。
(2)一定温度下,将NH3和CO2按2:1的物质的量之比充入一容积恒为10L的密闭容器中发生总反应。15min时达到平衡,各物质的浓度变化曲线如图所示。___________ g
min﹣1。
②下列叙述中能说明该反应达到平衡状态的是___________ (填选项字母)。
A.体系压强不再变化
B.NH3和CO2的浓度之比为2:1
C.气体平均摩尔质量不再变化
D.NH3的消耗速率和CO2的消耗速率之比为2:1
③25min时再向容器中充入2mol的NH3、1molCO2和2molH2O,则此时平衡___________ (填“正向移动”或“逆向移动”),再次平衡时总反应的平衡常数为 ___________ 。
(3)汽车尾气已成为许多大城市空气的主要污染源,其中存在大量NO。中国科学家在以H2为还原剂清除NO的研究方面取得了显著成果,其化学方程式为2NO(g)+2H2(g)⇌N2(g)+2H2O(g) ΔH<0。当固定比例的NO(g)和H2(g)的混合气体,以相同流速分别通过填充有两种催化剂的反应器,测得NO的转化率与温度的关系如图所示。___________ 。
②M、N、P、Q四点中一定未达到平衡状态的是___________ (填字母)。
(1)工业上常用NH3和CO2合成尿素[CO(NH2)2],利用该反应可以在一定程度上减缓温室效应。该反应可分两步进行,其能量变化和反应历程如图所示
②合成尿素总反应自发进行的条件是
(2)一定温度下,将NH3和CO2按2:1的物质的量之比充入一容积恒为10L的密闭容器中发生总反应。15min时达到平衡,各物质的浓度变化曲线如图所示。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c97ec04a1aa7ac6fce72d589864940a2.png)
②下列叙述中能说明该反应达到平衡状态的是
A.体系压强不再变化
B.NH3和CO2的浓度之比为2:1
C.气体平均摩尔质量不再变化
D.NH3的消耗速率和CO2的消耗速率之比为2:1
③25min时再向容器中充入2mol的NH3、1molCO2和2molH2O,则此时平衡
(3)汽车尾气已成为许多大城市空气的主要污染源,其中存在大量NO。中国科学家在以H2为还原剂清除NO的研究方面取得了显著成果,其化学方程式为2NO(g)+2H2(g)⇌N2(g)+2H2O(g) ΔH<0。当固定比例的NO(g)和H2(g)的混合气体,以相同流速分别通过填充有两种催化剂的反应器,测得NO的转化率与温度的关系如图所示。
②M、N、P、Q四点中一定未达到平衡状态的是
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2 . 甲酸(HCOOH)是重要的液态储氢原料。将温室气体
转化为甲酸既具有经济技术意义,又具有环保意义。
(1)已知
CO2
。该反应在理论上属于原子经济性100%的绿色工艺,但是该反应不能自发进行,判断依据是___________ 。
(2)在实践中,
制备甲酸的一种流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/22/ebe1d423-91e0-4c8b-a6f6-055bb70487b3.jpg?resizew=477)
①写出过程II的离子方程式___________ 。
②过程II中,其他条件不变,
转化为
的转化率如图所示。则在40℃~80℃范围内转化率迅速上升,其主要原因可能是___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/22/4d81a26e-4aa9-437e-b47a-3e2d5c8969a6.jpg?resizew=238)
(3)近期,天津大学化学团队以
与辛胺为原料实现了甲酸和辛腈的高选择性合成,装置工作原理如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/22/47d63642-703a-4d52-a21c-231db53d35c2.png?resizew=347)
①在
电极上发生的电极反应式为:___________ 。
②工作一段时间后,右侧电极室内辛胺溶液pH显著降低,原因为___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
(1)已知
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ca91674028f785e562e3257818830171.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c3c28d97a0807d6b3fdd2be5c97f6385.png)
(2)在实践中,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/22/ebe1d423-91e0-4c8b-a6f6-055bb70487b3.jpg?resizew=477)
①写出过程II的离子方程式
②过程II中,其他条件不变,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/af5533a64f801adeabf53d192906e951.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/11de67daf00e51b72dbfb31837666450.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/22/4d81a26e-4aa9-437e-b47a-3e2d5c8969a6.jpg?resizew=238)
(3)近期,天津大学化学团队以
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/22/47d63642-703a-4d52-a21c-231db53d35c2.png?resizew=347)
①在
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5cdab04cb9a6062e42ad248ee66ea475.png)
②工作一段时间后,右侧电极室内辛胺溶液pH显著降低,原因为
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3 . 二氧化碳的捕获、利用是实现碳中和的一个重要战略方向。回答下列问题:
(1)已知:常温下,反应CaO(s)+CO2(g)
CaCO3(s)能自发进行。则该反应为____ (填“吸热”或“放热”)反应;上述反应达到平衡后,若其他条件不变,增大CaO的用量,CO2的转化率将____ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)工业上以CO2和H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
反应I.CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49kJ·mol-1
反应II.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H2=+41kJ·mol-1
①将反应物混合气按进料比n(CO2):n(H2)=1:3通入反应装置,选择合适的催化剂发生反应。
不同温度和压强下,CH3OH平衡产率如图所示。则图中的压强p1____ (填“>”“=”或“<”)p2,推断的依据是____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/7/e69c7ee5-0a44-4e7c-95f0-f1c70a6a1f8b.png?resizew=302)
②T℃时,在体积为V的密闭容器中,反应I、II均达到化学平衡,CO2转化率为25%,且生成等物质的量的CH3OH和CO,则该温度下反应II的平衡常数的值为_____ (用分数表示)。
(3)调节溶液pH可实现工业废气中CO2的捕获和释放。已知20℃时碳酸的电离常数为Ka1、Ka2,当溶液pH=11时,c(H2CO3):c(HCO
):c(CO
)=1:____ :____ 。(用Ka1、Ka2表示)
(4)电解CO2制HCOOH的原理如图所示,写出在Sn片上发生的电极反应式:____ 。
(1)已知:常温下,反应CaO(s)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
(2)工业上以CO2和H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
反应I.CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
反应II.CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
①将反应物混合气按进料比n(CO2):n(H2)=1:3通入反应装置,选择合适的催化剂发生反应。
不同温度和压强下,CH3OH平衡产率如图所示。则图中的压强p1
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/7/e69c7ee5-0a44-4e7c-95f0-f1c70a6a1f8b.png?resizew=302)
②T℃时,在体积为V的密闭容器中,反应I、II均达到化学平衡,CO2转化率为25%,且生成等物质的量的CH3OH和CO,则该温度下反应II的平衡常数的值为
(3)调节溶液pH可实现工业废气中CO2的捕获和释放。已知20℃时碳酸的电离常数为Ka1、Ka2,当溶液pH=11时,c(H2CO3):c(HCO
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d7da75639d9df997d684f1d6d99692cd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cf380e43b0ab93e2dd67599430ec88e5.png)
(4)电解CO2制HCOOH的原理如图所示,写出在Sn片上发生的电极反应式:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/7/779235b6-1d40-4fb7-b463-8bf6e48039da.png?resizew=328)
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2022-07-14更新
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109次组卷
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3卷引用:辽宁省朝阳市建平县2021-2022学年高二下学期期末考试化学试题
解题方法
4 . 合成气(CO+H2)在煤化工和天然气化工中有着十分重要的地位,由合成气可合成多种有机基础原料和产品。
(1)煤化工中生产合成气的反应为:C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5kJ·mol-1
①判断该反应的自发性条件___________ ;
②在恒温恒容下,同时放入C(s)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)四种物质,下列事实能够说明反应C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)已达到平衡的是___________ 。
A.反应体系中,混合气体的密度不再改变
B.反应体系中,各组分的物质的量相等
C.反应体系中,当有2molH—O键断裂的同时有1molH—H键断裂
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(2)天然气化工中生产合成气的主要反应为:2CH4(g)+O2(g)
2CO(g)+4H2(g) ΔH=akJ·mol-1,在恒容容器中按物质的量之比1︰2加入一定量的CH4和O2,在压强为1.01×105Pa、不同温度下测得CH4的平衡转化率如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/1/b12988b3-cf1e-4008-a6d6-6b9ad484e090.png?resizew=391)
①请在图中画出压强为5.05×105Pa时CH4的平衡转化率随温度的变化曲线________ 。
②现有实验测得反应2CH4(g)+O2(g)
2CO(g)+4H2(g)在750℃下,以不同碳氧比[n(CH4)/n(O2)]投料时反应达平衡后CH4的转化率及H2、CO的选择性,所测数据如表所示。(已知:选择性=目标产物的产率/反应原料的转化率)
最佳碳氧比[n(CH4)/n(O2)]为___________ 。
(1)煤化工中生产合成气的反应为:C(s)+H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
①判断该反应的自发性条件
②在恒温恒容下,同时放入C(s)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)四种物质,下列事实能够说明反应C(s)+H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
A.反应体系中,混合气体的密度不再改变
B.反应体系中,各组分的物质的量相等
C.反应体系中,当有2molH—O键断裂的同时有1molH—H键断裂
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(2)天然气化工中生产合成气的主要反应为:2CH4(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/1/b12988b3-cf1e-4008-a6d6-6b9ad484e090.png?resizew=391)
①请在图中画出压强为5.05×105Pa时CH4的平衡转化率随温度的变化曲线
②现有实验测得反应2CH4(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
碳氧比[n(CH4)/n(O2)] | 1︰0.25 | 1︰0.5 | 1︰1 | 1︰1.25 |
CH4转化率 | 0.40 | 0.88 | 0.98 | 0.99 |
H2选择性 | 0.98 | 0.93 | 0.67 | 0.40 |
CO选择性 | 0.99 | 0.94 | 0.65 | 0.32 |
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5 . 水煤气(CO和
)是合成甲醇的重要原料,它可用水蒸气通过炽热的炭层制得![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/11b58200f420456171a72f13d5dec034.png)
。
(1)该反应的平衡常数的表达式为_______ 。
(2)上述反应达到平衡后,将体系中的C(s)部分移走,正反应速率__ (填“不变、增大”或“减小”)。
(3)下列事实能说明该反应在一定条件下已达到平衡状态的有_______ (填字母)。
A.压强固定不变化
B.气体平均相对分子质量不再变化
C.消耗
(g)的速率与消耗CO的速率相等
D.
(g)、CO、
的浓度相等
E.固定容积下气体密度不再变化
F.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b7cd0124220637a1f13dcbe996444fd4.png)
(4)某温度下,将4mol
(g)和足量的碳充入2L的密闭容器中,发生如下反应![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/11b58200f420456171a72f13d5dec034.png)
达到平衡时测得K=1,则此温度下
(g)的转化率为_____ 。已知对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)可得压强平衡常数(记作
),分压=总压×物质的量分数。若平衡时容器内的压强为p,则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be243f5ee55e4473f21f9ac7d974e09a.png)
_______ 。
(5)已知反应
在任意温度下均能自发进行,则该反应为_______ (填“吸热”或“放热”)反应。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/11b58200f420456171a72f13d5dec034.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/61b223e036456cf745587d75a9ec4b32.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbcd9ea267ed6c1e04e0eb3fcd913a6e.png)
(1)该反应的平衡常数的表达式为
(2)上述反应达到平衡后,将体系中的C(s)部分移走,正反应速率
(3)下列事实能说明该反应在一定条件下已达到平衡状态的有
A.压强固定不变化
B.气体平均相对分子质量不再变化
C.消耗
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e9b0547b553bc0c6d94299341006c14.png)
D.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e9b0547b553bc0c6d94299341006c14.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
E.固定容积下气体密度不再变化
F.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b7cd0124220637a1f13dcbe996444fd4.png)
(4)某温度下,将4mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e9b0547b553bc0c6d94299341006c14.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/11b58200f420456171a72f13d5dec034.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/61b223e036456cf745587d75a9ec4b32.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e9b0547b553bc0c6d94299341006c14.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22c9280b718ce4c2029309db58b48aea.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be243f5ee55e4473f21f9ac7d974e09a.png)
(5)已知反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fc07e2bdc5f9af42dc553211c9df48dc.png)
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6 . 以
为原料合成
涉及的反应如下:
I.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2cb57f23a994013667459541d4e94a68.png)
Ⅱ.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/04ec9558649ec3134eb4351119c67099.png)
Ⅲ.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fe5a75388285fdc2ff9e141536954506.png)
回答下列问题:
(1)计算反应I的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8c887da835a90499bb1f37d08e6f25ab.png)
___________
,该反应在___________ (填“高温”、“低温”或“任意温度”)下能自发。
(2)在
下,按照
投料,假设只发生反应I和Ⅱ,平衡时,
和
在含碳产物物质的量分数及
的转化率随温度的变化如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/22/795969c5-1294-441b-8cd1-d77223c38b1c.png?resizew=264)
①图中代表
的曲线为___________ (填“m”或“n”)。
②解释
范围内
转化率随温度升高而降低的原因___________ 。
③下列说法正确的是___________ (填字母)。
A.温度越高,越有利于工业生产![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
B.
范围内,温度升高,
的平衡产量先减小后增大
C.随着温度逐渐升高,混合气体的平均相对分子质量几乎又变回起始的状态
④已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数
;则
时
的分压为___________
(用最简分数),反应II的平衡常数
为___________ (列出算式即可)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/98a1fc3ed5d65f594b6e777b133b7b51.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
I.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2cb57f23a994013667459541d4e94a68.png)
Ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/04ec9558649ec3134eb4351119c67099.png)
Ⅲ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fe5a75388285fdc2ff9e141536954506.png)
回答下列问题:
(1)计算反应I的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8c887da835a90499bb1f37d08e6f25ab.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(2)在
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4af09ca2337fa5fa193ba5d92641c826.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03b0e436ad3a85304fa28e6110f7a78f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/22/795969c5-1294-441b-8cd1-d77223c38b1c.png?resizew=264)
①图中代表
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
②解释
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/045d20ab6bbf6880c550262049be0667.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
③下列说法正确的是
A.温度越高,越有利于工业生产
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
B.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ad0fb50aa6a2b2b568d99f34355b283d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/98183b7becdd0efb6fe8f57cdcbce983.png)
C.随着温度逐渐升高,混合气体的平均相对分子质量几乎又变回起始的状态
④已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/febe6ae46e15c2df1772464535e1ce23.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1f9810e6c97eccc5db153f94792b52ea.png)
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2024-03-02更新
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126次组卷
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2卷引用:安徽省六安第一中学2023-2024学年高二上学期期末考试化学试题
名校
解题方法
7 . 我国“十四五”规划提出要制定2030年前碳达峰行动方案,努力争取2060年前实现碳中和。为此,研发CO2转化利用技术成为重要科技目标。
(1)以CO2为原料加氢可以合成甲醇,将n(H2)/n(CO2)=3的混合气体充入体积为V L的密闭容器中,在催化剂存在的条件下进行以下两个反应:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H1<0
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H2>0
测得温度与转化率、产物选择性的关系如图所示。
CH3OH选择性=![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/01416acc24b03fb1a09308815c1dc98e.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/2/b2c65651-bf94-4ed3-a413-ca78c4d4f7b2.png?resizew=370)
①270°C以后CO2转化率随温度升高而增大的原因可能是___________ 。
②有利于提高CH3OH选择性的反应条件可以是___________ (填标号)。
A.降低温度 B.使用更合适的催化剂
C.增大压强 D.原料气中掺入适量的CO
③控制温度240°C,测得混合气体流速为a L· h-1(已换算为标准状况),则CO2的反应速率___________ mol·L-1·min-1(写出计算式)。
(2)以CO2和NH3为原料合成尿素。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
i: 2NH3(g)+CO2(g)
NH2CO2NH4(s) △H=- 1 59.5kJ·mol-1
ii: NH2CO2NH4(s)
CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H= +72.5kJ·mol-1
iii: 2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H
④反应iii的△H=___________ kJ·mol-1。3个反应的△G(自由能变化)随温度的变化关系如图所示,图中对应于反应iii的线是___________ (填字母)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/2/74d2e8d0-2fdd-4722-beb5-8a25cee83cbc.png?resizew=192)
⑤一定条件下的恒容容器中,充入原料气3molNH3和1molCO2,平衡时CO2的转化率为0.5,则平衡时NH3和CO2的物质的量比为___________ ,已知反应ii的Kp=p,测得平衡时容器内总压为ap,则反应iii的平衡常数Kp=___________ 。
(1)以CO2为原料加氢可以合成甲醇,将n(H2)/n(CO2)=3的混合气体充入体积为V L的密闭容器中,在催化剂存在的条件下进行以下两个反应:
CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
测得温度与转化率、产物选择性的关系如图所示。
CH3OH选择性=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/01416acc24b03fb1a09308815c1dc98e.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/2/b2c65651-bf94-4ed3-a413-ca78c4d4f7b2.png?resizew=370)
①270°C以后CO2转化率随温度升高而增大的原因可能是
②有利于提高CH3OH选择性的反应条件可以是
A.降低温度 B.使用更合适的催化剂
C.增大压强 D.原料气中掺入适量的CO
③控制温度240°C,测得混合气体流速为a L· h-1(已换算为标准状况),则CO2的反应速率
(2)以CO2和NH3为原料合成尿素。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
i: 2NH3(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
ii: NH2CO2NH4(s)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
iii: 2NH3(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
④反应iii的△H=
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/2/74d2e8d0-2fdd-4722-beb5-8a25cee83cbc.png?resizew=192)
⑤一定条件下的恒容容器中,充入原料气3molNH3和1molCO2,平衡时CO2的转化率为0.5,则平衡时NH3和CO2的物质的量比为
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2022-06-15更新
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475次组卷
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3卷引用:浙江省余姚中学2023-2024学年高二上学期第一次月考化学试题
23-24高二上·全国·期中
8 . 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。工业合成氨生产示意图如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/20/5b6c736a-6585-4cf6-86b2-c0bca0b4ed4d.png?resizew=372)
(1)下列有关合成氨工业的说法正确的是___________
(2)循环利用的Y是氮气和氢气,目的是___________ 。
(3)在合成氨工业中,要使氨的产率增大,同时又能提高反应速率,可采取的措施有___________ (填编号)。
①使用催化剂 ②恒温恒容,增大原料气N2和H2充入量 ③及时分离产生的NH3
④升高温度 ⑤恒温恒容,充入惰性气体Ar使压强增大
(4)氮的固定和氮的循环是几百年来科学家一直研究的课题。下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。
分析数据可知:
①在400℃下模拟工业固氮,某时刻c(N2)= c(H2)= c(NH3)=1mol·L-1,此时v正___________ v逆(填“>”“<”或“=”)。
②人类不适合大规模模拟大气固氮的原因是___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/20/5b6c736a-6585-4cf6-86b2-c0bca0b4ed4d.png?resizew=372)
(1)下列有关合成氨工业的说法正确的是___________
A.工业合成氨的反应是熵减小的放热反应,在低温或常温时可自发进行 |
B.合成氨反应中,反应物的总键能小于产物的总键能 |
C.合成氨厂一般采用的压强为![]() |
D.N2的量越多,H2的转化率越大,因此,充入的N2越多越有利于NH3的合成 |
(3)在合成氨工业中,要使氨的产率增大,同时又能提高反应速率,可采取的措施有
①使用催化剂 ②恒温恒容,增大原料气N2和H2充入量 ③及时分离产生的NH3
④升高温度 ⑤恒温恒容,充入惰性气体Ar使压强增大
(4)氮的固定和氮的循环是几百年来科学家一直研究的课题。下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。
反应 | 大气固氮 N2(g)+O2(g) ![]() | 工业固氮 N2(g)+3H2(g) ![]() | |||
温度/℃ | 27 | 2000 | 25 | 400 | 450 |
K | ![]() | 0.1 | ![]() | 0.507 | 0.152 |
①在400℃下模拟工业固氮,某时刻c(N2)= c(H2)= c(NH3)=1mol·L-1,此时v正
②人类不适合大规模模拟大气固氮的原因是
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名校
9 . 以煤为原料可合成一系列燃料。回答下列问题:
(1)向1L恒容密闭容器中加入2mol CO、4mol H2,在适当的催化剂作用下,发生反应:2CO(g)+4H2(g)
CH3OCH3(l)+H2O(l) △H=+71kJ·mol-l
①该反应_______ 自发进行(填“能”、“不能”或“无法判断”);
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.CO和H2的转化率相等
c.CO和H2的体积分数保持不变
d.混合气体的密度保持不变
e.1mol CO生成的同时有1mol O-H 键断裂
(2)CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H<0,在一定条件下,某反应过程中部分数据如下表:
①0~10min内,用H2O(g)表示的化学反应速率v(H2O)=_______ mol/(L ·min)。
②T1℃,该反应的平衡常数K=_______ (用分数表示),平衡时H2的转化率是_______ 。
③在其它条件不变的情况下,若30min时改变温度为T2℃,再次平衡时H2的物质的量为3.2mol,则T1_______ T2(填“>”“<”或“=”),理由是_______ ; 在其他条件不变的情况下,若30min时向容器中再充入1mol CO2(g)和1mol H2O(g),则平衡_______ 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(1)向1L恒容密闭容器中加入2mol CO、4mol H2,在适当的催化剂作用下,发生反应:2CO(g)+4H2(g)
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①该反应
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.CO和H2的转化率相等
c.CO和H2的体积分数保持不变
d.混合气体的密度保持不变
e.1mol CO生成的同时有1mol O-H 键断裂
(2)CO2(g)+3H2(g)
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反应条件 | 反应时间 | CO2/mol | H2/mol | CH3OH/mol | H2O/mol |
恒温恒容(T1℃、2L) | 0min | 2 | 6 | 0 | 0 |
10min | 4.5 | ||||
20min | 1 | ||||
30min | 1 |
②T1℃,该反应的平衡常数K=
③在其它条件不变的情况下,若30min时改变温度为T2℃,再次平衡时H2的物质的量为3.2mol,则T1
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10 . 甲醇是基本有机原料之一,可用于制造甲胺和硫酸二甲酯等多种有机产品,工业上有多种合成甲醇的途径。
途径一:
(1)工业上以
和
为原料,在催化剂
的作用下合成甲醇,该反应的热化学方程式为
。
①该反应在_______ (填“高温”、“低温”或“任意温度”)下易自发进行。
②该反应分两步进行:
第一步:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d92a9a01739ffe21a97e84c7c62c823.png)
第二步:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1ff20899d7956aea5751ae4bc6fbe00a.png)
已知第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间,由此推知以下能正确表示反应过程中能量变化的示意图为_______ (填标号)。
a.
b.
c.
d.
途径二:
(2)利用催化剂吸附氧气形成氧自由基,进而引发甲烷转化为甲醇[
]。在恒温恒压的密闭容器内充入
、
和
,测得压强为
,加入合适的催化剂后开始反应,测得容器的体积变化如下。
①下列能说明该反应达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A.单位时间内生成
的同时生成![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/690029d6f67a339dff133a608ce583d8.png)
B.平衡常数不再变化
C.容器内
保持不变
D.混合气体的平均摩尔质量不再变化
②
的平衡转化率为_______ ,该温度下的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
_______
(
为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数,列出计算式即可)。
③恒温恒压下甲烷和空气总流量为
,甲烷流量
对甲烷转化率
的影响如图所示(空气中氧气的物质的量分数按20%计算)。
甲烷流量为
时,进气中甲烷和氧气的体积比为_______ 。甲烷流量为
时,转化率明显降低的原因可能是_______ 。
途径一:
(1)工业上以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/259cf6eab9eef900899438d4756c0084.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2556970400cf30ace21369934cabd252.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/959f4191c3ac5067f0372fb73014556f.png)
①该反应在
②该反应分两步进行:
第一步:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/80f92c1675b1d0a3a1a19d2069de9134.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d92a9a01739ffe21a97e84c7c62c823.png)
第二步:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1ff20899d7956aea5751ae4bc6fbe00a.png)
已知第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间,由此推知以下能正确表示反应过程中能量变化的示意图为
a.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/23/dcff5c46-28da-4345-ba84-ad8b22b88938.png?resizew=132)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/23/a9b6c291-5c90-4665-b362-5f911f76a3ed.png?resizew=140)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/23/5077f767-1602-43e1-8427-b4213a1d1be3.png?resizew=143)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/23/2d1ed6f0-41be-454a-aa08-529d1b95920f.png?resizew=144)
途径二:
(2)利用催化剂吸附氧气形成氧自由基,进而引发甲烷转化为甲醇[
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/441a12a11218875e35fc1a51c0b480af.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ec2ffbadfa4077167d44a137bc9d7d8c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/331b62afabebfb7ff2c89c27d09905a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c120ea78e739b35891cfc74ad758f962.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e90921b9b3b1ea0ff27f65d363db44a2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9027b8145a255c783ef4089541da582a.png)
反应时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
容器体积/L | 4 | 3.7 | 3.55 | 3.45 | 3.4 | 3.4 |
A.单位时间内生成
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/88b50afe68ad7432e6bf410621f73ed2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/690029d6f67a339dff133a608ce583d8.png)
B.平衡常数不再变化
C.容器内
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e216979ada604d349e940665034d81f.png)
D.混合气体的平均摩尔质量不再变化
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1999ab4d1ae083c9309c6738f4d32159.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff3dcd5e9a094a60ff298af4b5d9ec14.png)
③恒温恒压下甲烷和空气总流量为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ab411f4c3841a50cdb0515cb45336e24.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/71a31630abae5dbabf6a3583db9bc70d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/99872093f69052ce0b2b6800d40aeaf6.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/23/96c1edc6-d75e-478e-9c6a-85d5bc81871d.png?resizew=179)
甲烷流量为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a802e0f92a0aca41f1913c8711460752.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2919fcb0781674ec5541c27bb00996ed.png)
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