1 . 甲烷水蒸气重整制取合成气的反应如下:。请回答下列问题:
(1)上述反应能自发进行的理由是___________ ,条件是___________ (填“低温”“高温”或“任何条件”)。
(2)向容积为2L的密闭容器中,按投料,
a.保持温度为时,测得的浓度随时间变化曲线如图1所示。
b.其他条件相同时,在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,反应相同时间后,的转化率随反应温度的变化如图2所示。
①结合图1,写出反应达到平衡的过程中的能量变化:吸收___________ 用含有x、y的代数式表示)。
②在图1中画出:起始条件相同,保持温度为时,随时间的变化曲线___________ 。
③根据图2判断:的转化率:,原因是___________ 。
(3)①设起始,在恒压下,平衡时与和(温度)的关系如图3所示:[其中为的体积分数]
比较图3中a、b与3的大小关系___________ (请按从大到小的顺序书写)。
②对于气相反应,用某组分B的平衡压强代替物质的量浓度也可表示平衡常数,记作,如,p为平衡总压强,为平衡系统中B的物质的量分数。则图3中X点时,___________ 。
(1)上述反应能自发进行的理由是
(2)向容积为2L的密闭容器中,按投料,
a.保持温度为时,测得的浓度随时间变化曲线如图1所示。
b.其他条件相同时,在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,反应相同时间后,的转化率随反应温度的变化如图2所示。
①结合图1,写出反应达到平衡的过程中的能量变化:吸收
②在图1中画出:起始条件相同,保持温度为时,随时间的变化曲线
③根据图2判断:的转化率:,原因是
(3)①设起始,在恒压下,平衡时与和(温度)的关系如图3所示:[其中为的体积分数]
比较图3中a、b与3的大小关系
②对于气相反应,用某组分B的平衡压强代替物质的量浓度也可表示平衡常数,记作,如,p为平衡总压强,为平衡系统中B的物质的量分数。则图3中X点时,
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2 . 利用二氧化碳和氢气合成甲醇可以有效降低二氧化碳的排放量。
已知:①
②
回答下面问题:
(1)利用二氧化碳和氢气合成甲醇的反应为: 。已知该反应能够自发进行,则_______ (填“<”“>”或“=”)0,_______ 0。该反应的平衡常数_______ (用和表示),随着温度逐渐升高,将_______ (填“增大”或“减小”)。
(2)在某密闭容器中只发生反应②
①下面措施一定能提高CO的平衡转化率的是_______ 。
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
②该反应的正活化能(正)_______ (填“<”“>”或“=”)逆活化能(逆)。
(3)在某密闭容器中通入和,只发生反应②,反应中CO的平衡转化率随温度和压强的变化如下:
①随温度逐渐升高CO平衡转化率降低的原因是_______ 。
②压强、、由大到小的顺序是_______ 。
③a、b、c三点对应的压强平衡常数分别为、、,由大到小的顺序是_______ 。
④写出c点的压强平衡常数_______ 。
已知:①
②
回答下面问题:
(1)利用二氧化碳和氢气合成甲醇的反应为: 。已知该反应能够自发进行,则
(2)在某密闭容器中只发生反应②
①下面措施一定能提高CO的平衡转化率的是
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
②该反应的正活化能(正)
(3)在某密闭容器中通入和,只发生反应②,反应中CO的平衡转化率随温度和压强的变化如下:
①随温度逐渐升高CO平衡转化率降低的原因是
②压强、、由大到小的顺序是
③a、b、c三点对应的压强平衡常数分别为、、,由大到小的顺序是
④写出c点的压强平衡常数
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3 . 为了实现“碳中和”,研发的利用技术成为热点。
反应I:
反应Ⅱ:
请回答:
(1)反应I能够自发进行的条件是__________ 。
(2)向的恒容密闭容器中充入和(起始压强为),在不同温度下同时发生上述反应I和反应Ⅱ,得到平衡时各含碳物质的物质的量与温度的关系如下图所示。
①写出曲线Y表示的含碳元素物质的化学式__________ 。
②时,反应Ⅱ的平衡常数__________ [对于气相反应,用某组分的平衡压强代替物质的量浓度也可表示平衡常数,记作,如,为平衡总压强,为平衡系统中的物质的量分数]。
(3)可用与催化加氢制乙醇,反应原理为:。经实验测定在不同投料比、、时的平衡转化率与温度的关系如图所示:
①上述反应的活化能(正)__________ (逆)(填“”、“”或“”)。
②、、由大到小的顺序是__________ 。
③从平衡角度分析,随温度升高,不同投料比时的平衡转化率趋于相近的原因__________ 。
(4)科学家提出由制取的太阳能工艺如图。已知“重整系统”发生的反应中,则的化学式为__________ 。
(5)水系可逆电池可吸收利用,将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液充、放电时,复合膜间的解离成和,工作原理如图所示:
①放电时复合膜中向极移动的离子是__________ 。
②充电时多孔纳米片电极的电极反应式为__________ 。
反应I:
反应Ⅱ:
请回答:
(1)反应I能够自发进行的条件是
(2)向的恒容密闭容器中充入和(起始压强为),在不同温度下同时发生上述反应I和反应Ⅱ,得到平衡时各含碳物质的物质的量与温度的关系如下图所示。
①写出曲线Y表示的含碳元素物质的化学式
②时,反应Ⅱ的平衡常数
(3)可用与催化加氢制乙醇,反应原理为:。经实验测定在不同投料比、、时的平衡转化率与温度的关系如图所示:
①上述反应的活化能(正)
②、、由大到小的顺序是
③从平衡角度分析,随温度升高,不同投料比时的平衡转化率趋于相近的原因
(4)科学家提出由制取的太阳能工艺如图。已知“重整系统”发生的反应中,则的化学式为
(5)水系可逆电池可吸收利用,将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液充、放电时,复合膜间的解离成和,工作原理如图所示:
①放电时复合膜中向极移动的离子是
②充电时多孔纳米片电极的电极反应式为
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4 . 随着温室效应越来越严重,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点,回答下列问题。
将二氧化碳转化为甲醇是目前重要的碳中和方法,体系中发生如下反应:
主反应:①
副反应:②
已知:
(1)反应①的___________ (用含、的代数式表示),该反应在___________ (填“高温”“低温”或“任何温度下”)下有利于自发进行。
(2)密闭容器中通入CO2和H2仅发生反应①,仅改变以下一个条件,能提高H2平衡转化率的措施有___________(填正确答案的编号)。
(3)某温度下,1L恒容密闭容器中加入1molCO2(g)和3molH2(g),发生反应①和反应②,平衡时CO2的转化率为α,CO(g)的物质的量为bmol,计算反应①的平衡常数K=___________ (用含有α、b的计算式表示)。
(4)副反应②在Cu催化时,反应历程如下(*表示吸附在催化剂表面),请写出步骤iv的方程式。
i:
ii:
iii:
iv:___________
v:
(5)选择不同的温度和催化剂(a、b、c)都对甲醇产率有影响,根据下图,最佳反应条件为___________ 。
(6)电解还原二氧化碳也能实现碳中和,图2为电解还原CO2制备CO,同时获得两种副产物的装置:
①请写出阳极的电极反应式:___________ 。
②产物2为___________ 。
将二氧化碳转化为甲醇是目前重要的碳中和方法,体系中发生如下反应:
主反应:①
副反应:②
已知:
(1)反应①的
(2)密闭容器中通入CO2和H2仅发生反应①,仅改变以下一个条件,能提高H2平衡转化率的措施有___________(填正确答案的编号)。
A.恒温恒容时增加CO2(g)用量 | B.恒温恒压下通入惰性气体 |
C.升高温度 | D.加入催化剂 |
(3)某温度下,1L恒容密闭容器中加入1molCO2(g)和3molH2(g),发生反应①和反应②,平衡时CO2的转化率为α,CO(g)的物质的量为bmol,计算反应①的平衡常数K=
(4)副反应②在Cu催化时,反应历程如下(*表示吸附在催化剂表面),请写出步骤iv的方程式。
i:
ii:
iii:
iv:
v:
(5)选择不同的温度和催化剂(a、b、c)都对甲醇产率有影响,根据下图,最佳反应条件为
(6)电解还原二氧化碳也能实现碳中和,图2为电解还原CO2制备CO,同时获得两种副产物的装置:
①请写出阳极的电极反应式:
②产物2为
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解题方法
5 . 甲烷是重要的气体燃料和化工原料,由制取合成气(CO、)的反应原理为 。回答下列问题:
(1)①当体系温度等于T K时,温度大于T时___________ (填“>”“<”或“=”)0。
②在一定温度下,恒容密闭容器中发生上述反应,下列状态表示反应一定达到平衡状态的有___________ (填标号)。
A.
B.气体压强不再变化
C.单位时间每消耗1 mol ,同时产生3 mol
D.与的物质的量之比为1∶3
(2)在体积为1L的恒容密闭容器中通入1 mol 和1 mol ,在不同条件下发生反应,测得平衡时的体积分数与温度的关系如图所示。
①该反应的平衡常数表达式___________ 。
②若q点对应的纵坐标为30,此时甲烷的转化率为___________ ,该条件下平衡常数___________ (保留两位有效数字)。
(1)①当体系温度等于T K时,温度大于T时
②在一定温度下,恒容密闭容器中发生上述反应,下列状态表示反应一定达到平衡状态的有
A.
B.气体压强不再变化
C.单位时间每消耗1 mol ,同时产生3 mol
D.与的物质的量之比为1∶3
(2)在体积为1L的恒容密闭容器中通入1 mol 和1 mol ,在不同条件下发生反应,测得平衡时的体积分数与温度的关系如图所示。
①该反应的平衡常数表达式
②若q点对应的纵坐标为30,此时甲烷的转化率为
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6 . 回答下列问题:
(1)某反应在体积为5L的恒容密闭的绝热容器中进行,各物质的量随时间的变化情况如图所示(已知A、B、C均为气体)。
①该反应的化学方程式为_______ 。
②反应开始至2min时,B的平均反应速率为_______ 。
(2)为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,某同学设计了如下一系列实验:将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的容器中,收集产生的气体,记录获得相同体积气体所需的时间。
①请完成此实验设计:其中_______ ,_______ 。
②该同学最后得出的结论为当加入少量溶液时,生成氢气的速率会大大提高,但当加入的溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因:_______ 。
(3)汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:。已知该反应的,该设想能否实现?_______ (填“能”或“否”),依据是:_______ 。
(1)某反应在体积为5L的恒容密闭的绝热容器中进行,各物质的量随时间的变化情况如图所示(已知A、B、C均为气体)。
①该反应的化学方程式为
②反应开始至2min时,B的平均反应速率为
(2)为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,某同学设计了如下一系列实验:将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的容器中,收集产生的气体,记录获得相同体积气体所需的时间。
实验 混合溶液 | A | B | C | D | E | F |
4 mol·L溶液/mL | 30 | |||||
饱和溶液/mL | 0 | 0.5 | 2.5 | 5 | 20 | |
/mL | 10 | 0 |
②该同学最后得出的结论为当加入少量溶液时,生成氢气的速率会大大提高,但当加入的溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因:
(3)汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:。已知该反应的,该设想能否实现?
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7 . 以为原料合成涉及的反应如下:
I.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)计算反应I的___________ ,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:
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
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)。
I.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)计算反应I的
(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:
①图中代表的曲线为
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
A.温度越高,越有利于工业生产
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
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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
8 . Ⅰ.中国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的全合成,相关成果由国际知名学术期刊《科学》在线发表。的捕集、利用与封存是科学家研究的重要课题,利用与制备“合成气”、,合成气可直接制备甲醇,反应原理为:
(1)若要该反应自发进行,_____ (填“高温”或“低温”)更有利。
(2)在恒温,恒容密闭容器中,对于合成气合成甲醇的反应,下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是_____ (填字母序号)。
A.反应物的物质的量的比值不变
B.混合气体的密度不再变化
C.的百分含量不再变化
D.
E.混合气体的平均相对分子质量不再变化
(3)把转化为是降碳并生产化工原料的常用方法,有关反应如下:
①
②
③
则与合成反应的热化学方程式:_____
(4)受绿色植物光合作用的启示,太阳能固碳装置被设计出来,则固碳电极反应为_____ 。
Ⅱ.我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了的反应历程。在催化剂作用下,此反应为 l可有效降低汽车尾气污染物排放。
(5)探究温度、压强(,)对反应的影响,如图所示,表示的是_____ (填标号)。
(6)一定温度下,向一容积为1L的恒容密闭容器按体积3∶2比例充入CO和NO,压强为5MPa发生上述反应,当反应达到平衡时容器内压强变为起始时的,此温度下该反应的平衡常数=_____ (为压强平衡常数)。
(7)若在相同时间内测得NO的转化率随温度的变化曲线如图,解释NO的转化率随温度的升高由上升到下降、下降由缓到急的主要原因是_____ 。
(1)若要该反应自发进行,
(2)在恒温,恒容密闭容器中,对于合成气合成甲醇的反应,下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是
A.反应物的物质的量的比值不变
B.混合气体的密度不再变化
C.的百分含量不再变化
D.
E.混合气体的平均相对分子质量不再变化
(3)把转化为是降碳并生产化工原料的常用方法,有关反应如下:
①
②
③
则与合成反应的热化学方程式:
(4)受绿色植物光合作用的启示,太阳能固碳装置被设计出来,则固碳电极反应为
Ⅱ.我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了的反应历程。在催化剂作用下,此反应为 l可有效降低汽车尾气污染物排放。
(5)探究温度、压强(,)对反应的影响,如图所示,表示的是
(6)一定温度下,向一容积为1L的恒容密闭容器按体积3∶2比例充入CO和NO,压强为5MPa发生上述反应,当反应达到平衡时容器内压强变为起始时的,此温度下该反应的平衡常数=
(7)若在相同时间内测得NO的转化率随温度的变化曲线如图,解释NO的转化率随温度的升高由上升到下降、下降由缓到急的主要原因是
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解题方法
9 . 工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳等气体,严重污染空气。通过对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
(1)甲醇不仅是重要的化工原料,而且还是性能优良的能源和车用燃料。甲醇和水蒸气制取的反应如下:
反应Ⅰ: 平衡常数为
反应Ⅱ: 平衡常数为
反应的______ (用含的式子表示),平衡常数______ (用含的式子表示)。
(2)二氧化碳可以合成甲醇,一氧化碳也可以合成甲醇,用CO和合成的化学方程式为 ,向2L恒容密闭容器中加入2mol CO和4mol ,在适当的催化剂作用下,此反应能自发进行。
①该反应______ 0(填“>”、“<”或“=”)
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.CO的转化率和的转化率相等
C.1mol CO生成的同时有2mol H-H键断裂 D.混合气体的密度保持不变
③按照相同的物质的量投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示,请分析:
温度:______ ;正反应速率:______ (填“>”、“<”或“=”)④在某温度下,恒压为 kPa的容器中加入2mol CO和4mol ,发生反应,达到平衡。甲醇在平衡体系中所占的物质的量分数为0.25,则CO的平衡转化率______ ,反应平衡常数表示为______ (就是用各物质的分压代替各物质的平衡浓度来表示化学平衡常数,分压=总压×物质的量分数,用含的式子表示)
(1)甲醇不仅是重要的化工原料,而且还是性能优良的能源和车用燃料。甲醇和水蒸气制取的反应如下:
反应Ⅰ: 平衡常数为
反应Ⅱ: 平衡常数为
反应的
(2)二氧化碳可以合成甲醇,一氧化碳也可以合成甲醇,用CO和合成的化学方程式为 ,向2L恒容密闭容器中加入2mol CO和4mol ,在适当的催化剂作用下,此反应能自发进行。
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的转化率和的转化率相等
C.1mol CO生成的同时有2mol H-H键断裂 D.混合气体的密度保持不变
③按照相同的物质的量投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示,请分析:
温度:
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2024-02-21更新
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67次组卷
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2卷引用:浙江省宁波三锋教研联盟2023-2024学年高二上学期期中联考化学试题
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解题方法
10 . 我国的能源消费结构以燃煤为主,将煤气化可减少环境污染。
(1)将煤与水蒸气在恒容密闭容器中反应,可制合成气。制备过程中的主要反应(a)、(b)的(为以分压表示的平衡常数)与温度T的关系如图所示。回答下列问题:
①下列能说明反应(a) 已达到平衡状态的是___________ (填字母)。
A. B.混合气体的总压强不再变化
C.不再变化 D.混合气体的密度不再变化
②在容积为1L的密闭容器中充入、只发生反应(b),反应5 min到达图中M点,请计算0~5 min内,平均反应速率___________ ;已知反应速率,、分别为正、逆反应速率常数,x为物质的量分数,N处的___________ 。
(2)一种新型煤气化燃烧集成制氢发生的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
副反应:
Ⅴ.
Ⅵ.
已知反应Ⅰ、Ⅱ的平衡常数,随温度的变化如图1、图2所示。
①由反应Ⅴ和反应Ⅵ可知,___________ ;反应Ⅰ的___________ (填“>”或“<”)0。
②温度小于800℃时,,原因是___________ 。
③为提高反应Ⅱ中CO的转化率,可采取的措施是___________ (写一条)。
④时,向密闭容器中充入和,只发生反应Ⅱ,此时该反应的平衡常数,CO的平衡转化率为___________ 。
⑤从环境保护角度分析,该制氢工艺中设计反应Ⅲ的优点是___________ 。
(1)将煤与水蒸气在恒容密闭容器中反应,可制合成气。制备过程中的主要反应(a)、(b)的(为以分压表示的平衡常数)与温度T的关系如图所示。回答下列问题:
①下列能说明反应(a) 已达到平衡状态的是
A. B.混合气体的总压强不再变化
C.不再变化 D.混合气体的密度不再变化
②在容积为1L的密闭容器中充入、只发生反应(b),反应5 min到达图中M点,请计算0~5 min内,平均反应速率
(2)一种新型煤气化燃烧集成制氢发生的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
副反应:
Ⅴ.
Ⅵ.
已知反应Ⅰ、Ⅱ的平衡常数,随温度的变化如图1、图2所示。
①由反应Ⅴ和反应Ⅵ可知,
②温度小于800℃时,,原因是
③为提高反应Ⅱ中CO的转化率,可采取的措施是
④时,向密闭容器中充入和,只发生反应Ⅱ,此时该反应的平衡常数,CO的平衡转化率为
⑤从环境保护角度分析,该制氢工艺中设计反应Ⅲ的优点是
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