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解题方法
1 . 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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2 . 化石燃料的综合利用既能减少污染,又能提高资源利用率。回答下列问题:
(1)在一定温度下,向某恒容容器中充入和仅发生反应:。
①该反应的_______ 0(填“>”、“<”或“=”)0,能在_______ (填“高温”“低温”或“任何温度”)下自发。
②下列情况表明该反应已达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A.
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.与的物质的量之比不再改变
E.
F.
(2)向的恒容密闭容器中充入发生反应:。其他条件不变时,的平衡转化率随着温度(T)的变化如图所示。
时,反应经过达到平衡,用表示该段时间内的平均速率为_______ ,该温度下的平衡常数_______ (用分数表示);该温度下,改变投料,某时刻容器内则此时_______ (填“>”、“<”或“=”)。
(3)煤气化过程如下:反应1:
反应2:
反应3:
①由反应1、3可得出。_______ 。
②反应在催化剂M表面进行,其中生成的历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面的物种,表示过渡态,能量的单位为)。
本历程的决速步骤的反应方程式为_______ 。
(1)在一定温度下,向某恒容容器中充入和仅发生反应:。
①该反应的
②下列情况表明该反应已达到平衡状态的是
A.
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.与的物质的量之比不再改变
E.
F.
(2)向的恒容密闭容器中充入发生反应:。其他条件不变时,的平衡转化率随着温度(T)的变化如图所示。
时,反应经过达到平衡,用表示该段时间内的平均速率为
(3)煤气化过程如下:反应1:
反应2:
反应3:
①由反应1、3可得出。
②反应在催化剂M表面进行,其中生成的历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面的物种,表示过渡态,能量的单位为)。
本历程的决速步骤的反应方程式为
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3 . 我国向国际社会承诺2030年“碳达峰”,2060年实现“碳中和”。研发利用二氧化碳技术,降低空气中二氧化碳含量成为重要的任务。
(1)倡导绿色低碳的生活方式,下列措施与节能减碳矛盾的是_____
(2)加氢合成的反应为。
①下列说法正确的是_____
A.调控反应条件不能改变反应限度
B.投入和能得到
C.当的消耗速率等于其生成速率时,该反应已停止
D.该反应在一定温度下能自发进行,则
②一般认为,该反应经过如下步骤来实现:
反应Ⅰ:;
反应Ⅱ:。
则总反应的焓变___________ (用包含的代数式表示)。若某温度下,反应Ⅰ的平衡常数为,反应Ⅱ的平衡常数为,则总反应的平衡常数___________ (用包含的代数式表示)
(3)二氧化碳甲烷化反应合成替代天然气,是利用二氧化碳的技术之一
甲烷化主反应:;
①写出主反应的平衡常数表达式:___________
②某容器中加入一定量的和,保持温度和压强不变的情况下,达平衡后再向该容器中注入稀释,主反应的化学平衡将___________ (填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”),达到新平衡后,的体积分数将___________ (填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)与是典型的温室气体,重整制合成气提供了一条规模化综合利用碳源、氢源并转化温室气体的技术路线:
①该反应___________ 0(填“>”或“<”)
②有传闻重整制合成气可以在任何条件下自发进行,你认为此传闻是否正确?___________ (填“正确”或“错误”),并写出原因___________ 。
(1)倡导绿色低碳的生活方式,下列措施与节能减碳矛盾的是_____
A.购物时使用环保袋 | B.就餐时践行光盘行动 |
C.使用节能灯代替白炽灯 | D.为食品保鲜,冰箱温度越低越好 |
①下列说法正确的是
A.调控反应条件不能改变反应限度
B.投入和能得到
C.当的消耗速率等于其生成速率时,该反应已停止
D.该反应在一定温度下能自发进行,则
②一般认为,该反应经过如下步骤来实现:
反应Ⅰ:;
反应Ⅱ:。
则总反应的焓变
(3)二氧化碳甲烷化反应合成替代天然气,是利用二氧化碳的技术之一
甲烷化主反应:;
①写出主反应的平衡常数表达式:
②某容器中加入一定量的和,保持温度和压强不变的情况下,达平衡后再向该容器中注入稀释,主反应的化学平衡将
(4)与是典型的温室气体,重整制合成气提供了一条规模化综合利用碳源、氢源并转化温室气体的技术路线:
①该反应
②有传闻重整制合成气可以在任何条件下自发进行,你认为此传闻是否正确?
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4 . CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题,已知CO2经催化加氢可以生成多种低碳有机物。
I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1= −49.5kJ·mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2= +40.9kJ·mol-1
Ⅲ.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)反应I在___________ (填“高温”“低温”或“任何温度”)条件下能够自发进行。
(2)反应Ⅲ的ΔH3为___________ 。
(3)一定温度下,在一容积固定的密闭容器中进行反应I,测得CO2的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示,则反应前5 min内,v(H2)=___________ ;10 min时,改变的外界条件可能是___________ (填字母)。
(4)已知一定温度下按照起始比=3,在一密闭容器中进行反应Ⅲ,保持总压为2.1MPa不变,达到平衡时CO的转化率为50%,则该条件下用平衡体系中各气体分压表示反应Ⅲ的平衡常数Kp=___________ MPa-2(保留2位有效数字) (各气体分压=平衡体系中各气体的物质的量分数×总压)。
(5)C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g) ΔH= +430 kJ·mol-1,在四种不同条件容器中发生上述反应,若初始温度、容积、压强和反应物用量均相同,则CO2的平衡转化率最高的是___________(填字母)。
I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1= −49.5kJ·mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2= +40.9kJ·mol-1
Ⅲ.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)反应I在
(2)反应Ⅲ的ΔH3为
(3)一定温度下,在一容积固定的密闭容器中进行反应I,测得CO2的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示,则反应前5 min内,v(H2)=
A.减小氢气浓度 B.增大压强(缩小体积) C.将甲醇液化分离 D.升高温度
(4)已知一定温度下按照起始比=3,在一密闭容器中进行反应Ⅲ,保持总压为2.1MPa不变,达到平衡时CO的转化率为50%,则该条件下用平衡体系中各气体分压表示反应Ⅲ的平衡常数Kp=
(5)C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g) ΔH= +430 kJ·mol-1,在四种不同条件容器中发生上述反应,若初始温度、容积、压强和反应物用量均相同,则CO2的平衡转化率最高的是___________(填字母)。
A.恒温恒容容器 | B.恒容绝热容器 |
C.恒压绝热容器 | D.恒温恒压容器 |
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2023-12-25更新
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144次组卷
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2卷引用:四川省南充高级中学2023-2024学年高二上学期11月期中化学试题
5 . 电化学与能源、材料、化工等领域紧密联系,应用广泛。
(1)利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2,并得到副产物H2、Cl2等,装置如图。
①a极为________ (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”),a电极上的电极反应式为________ 。
②K、M、L膜为离子交换膜,其中阳离子交换膜是___________ (填“K膜”、“L膜”、或“M膜”)。
③b极上消耗标准状况下2.24L的O2,理论上阳极室减少___________ molCa2+。
④阴极室的电极反应式为___________ 。
(2)用NaAlO2溶液制备Al2O3的过程如图。
①“灼烧”时得到了Al2O3,该反应能自发的原因是___________ 。
②“电解”时阳极用惰性电极,阳极电极反应式为___________ 。
(1)利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2,并得到副产物H2、Cl2等,装置如图。
①a极为
②K、M、L膜为离子交换膜,其中阳离子交换膜是
③b极上消耗标准状况下2.24L的O2,理论上阳极室减少
④阴极室的电极反应式为
(2)用NaAlO2溶液制备Al2O3的过程如图。
①“灼烧”时得到了Al2O3,该反应能自发的原因是
②“电解”时阳极用惰性电极,阳极电极反应式为
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解题方法
6 . 完成下列问题
(1)汽车燃油不完全燃烧时产生,有人设想按下列反应除去,已知该反应的,简述该设想能否实现的依据:___________ 。
(2)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的和转化成和,化学方程式如下:,反应能够自发进行,则反应的___________ (填“>”“<”或“=”)0。
(3)工业上,以煤炭为原料,通入一定比例的空气和水蒸气,经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。在C和的反应体系中:
反应1:
反应2:
反应3:
设,反应1、2和3的y随温度T的变化关系如图所示,图中对应反应3的线条是___________ (填“a”“b”或“c”)。
(4)一氧化碳变换反应:。
①生产过程中,为了提高变换反应的速率,下列措施中合适的是___________ (填字母)。
A.反应温度越高越好 B.适当增大反应物的压强 C.选择合适的催化剂 D.通入一定量的氮气
②以固体催化剂M催化变换反应,若水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离生成MO,能量-反应过程如图所示:
用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理):
步骤Ⅰ:___________ 。
步骤Ⅱ:___________ 。
(1)汽车燃油不完全燃烧时产生,有人设想按下列反应除去,已知该反应的,简述该设想能否实现的依据:
(2)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的和转化成和,化学方程式如下:,反应能够自发进行,则反应的
(3)工业上,以煤炭为原料,通入一定比例的空气和水蒸气,经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。在C和的反应体系中:
反应1:
反应2:
反应3:
设,反应1、2和3的y随温度T的变化关系如图所示,图中对应反应3的线条是
(4)一氧化碳变换反应:。
①生产过程中,为了提高变换反应的速率,下列措施中合适的是
A.反应温度越高越好 B.适当增大反应物的压强 C.选择合适的催化剂 D.通入一定量的氮气
②以固体催化剂M催化变换反应,若水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离生成MO,能量-反应过程如图所示:
用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理):
步骤Ⅰ:
步骤Ⅱ:
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7 . 苯乙烯是用于生产苯乙烯系列树脂、丁苯橡胶、离子交换树脂及医药品的原料之一,可通过乙苯的分解制备。
(1)标准状态时,由指定单质生成物质的焓变称为标准摩尔生成焓,如氨气的标准摩尔生成焓可用表示。规定,石墨和为0,利用标准摩尔生成焓可以求出化学反应热,已知相关物质的标准摩尔生成焓如下表:
乙苯分解反应的_______ ,该反应在___________ (填标号)下有利于自发进行。
a.高温 b.低温 c.任何温度
(2)向密闭容器中充入气态乙苯发生反应,其平衡转化率随温度和压强变化的情况如图所示。
①由大到小的顺序是___________ 。
②A点对应的条件下,H2的体积分数为___________ (保留三位有效数字)下,该反应的物质的量分数平衡常数[用平衡时各物质的物质的量分数(物质的量分数某组分的物质的量总物质的量)来代替各物质的平衡浓度,得到的平衡常数称为物质的量分数平衡常数]___________ ;与压强平衡常数(以分压装示,分压=总压×物质的量分数,表示总压)的关系为___________ (用含的式子表示)。
③向点平衡体系中加入可提高平衡转化率,欲将平衡转化率提高至,需要向反应器中充入___________ 作为稀释气。
(1)标准状态时,由指定单质生成物质的焓变称为标准摩尔生成焓,如氨气的标准摩尔生成焓可用表示。规定,石墨和为0,利用标准摩尔生成焓可以求出化学反应热,已知相关物质的标准摩尔生成焓如下表:
物质 | ||
+29.8 | +147.5 |
a.高温 b.低温 c.任何温度
(2)向密闭容器中充入气态乙苯发生反应,其平衡转化率随温度和压强变化的情况如图所示。
①由大到小的顺序是
②A点对应的条件下,H2的体积分数为
③向点平衡体系中加入可提高平衡转化率,欲将平衡转化率提高至,需要向反应器中充入
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解题方法
8 . 某空间站利用萨巴蒂尔反应:,配合水的电解实现氧气再生的流程简图如下。
(1)已知:电解液态水制备1mol,电解反应的。由此计算的摩尔燃烧焓___________ 。
(2)已知:萨巴蒂尔反应的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图。
①萨巴蒂尔反应在___________ (选填“高温”或“低温”)下能自发进行。
②某研究小组模拟该反应,温度t下,向容积为10L的密闭容器中通入0.1mol和0.4mol,反应平衡后测得容器中。则的转化率为______ ,反应温度t约为____ ℃。
(3)在相同条件下,与还会发生不利于氧循环的副反应:
,在反应器中按通入反应物在不同温度、不同催化剂条件下,反应进行到2min时,测得反应器中、浓度如表。
若选用催化剂Ⅰ,在350℃条件下反应,0~2min生成的平均反应速率为_____ ;结合表格信息分析,从提高循环系统制氧效率的角度,反应器的最佳反应条件应选择催化剂___________ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)和___________ 。
(4)令代替萨巴蒂尔反应,虽可实现氢、氧元素完全循环利用,但使用一段时间后催化剂的催化效果会明显下降,其原因是___________ 。
(5)“富集装置”可利用电化学法富集空间站内“空气”中的作为萨巴蒂尔反应器的原料气之一,装置如右图。a极为______ 极(填“正”或“负”),b电极上发生的电极反应为___________ 。
(1)已知:电解液态水制备1mol,电解反应的。由此计算的摩尔燃烧焓
(2)已知:萨巴蒂尔反应的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图。
①萨巴蒂尔反应在
②某研究小组模拟该反应,温度t下,向容积为10L的密闭容器中通入0.1mol和0.4mol,反应平衡后测得容器中。则的转化率为
(3)在相同条件下,与还会发生不利于氧循环的副反应:
,在反应器中按通入反应物在不同温度、不同催化剂条件下,反应进行到2min时,测得反应器中、浓度如表。
催化剂 | ||||
催化剂Ⅰ | 10.8 | 12722 | 345.2 | 42780 |
催化剂Ⅱ | 9.2 | 10775 | 34 | 38932 |
(4)令代替萨巴蒂尔反应,虽可实现氢、氧元素完全循环利用,但使用一段时间后催化剂的催化效果会明显下降,其原因是
(5)“富集装置”可利用电化学法富集空间站内“空气”中的作为萨巴蒂尔反应器的原料气之一,装置如右图。a极为
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解题方法
9 . 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,其反应为: ,。回答下列问题:
(1)合成氨反应在常温下___________ (填“能”或“不能”)自发。
(2)___________ 温(填“高”或“低”,下同)有利于提高反应速率,________ 温有利于提高平衡转化率,综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素,工业常采用。
针对反应速率与平衡产率的矛盾,我国科学家提出了两种解决方案。
方案一:双温-双控-双催化剂。使用 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: 而 的温度为
(3)下列说法正确的是___________ 。
a 氨气在“冷Ti”表面生成,有利于提高氨的平衡产率
b. N≡N在“热Fe”表面断裂,有利于提高合成氨反应速率
a.“热Fe”高于体系温度,有利于提高氨的平衡产率
d. “冷 Ti”低于体系温度,有利于提高合成氨反应速率
方案二:复合催化剂。
(4)下列说法正确的是___________ 。
a. 300℃时,复合催化剂比单一催化剂效率更高
b. 同温同压下,复合催化剂有利于提高氨的平衡产率
c. 温度越高,复合催化剂活性一定越高
(5)某合成氨速率方程为: 根据表中数据,____________ 。
在合成氨过程中,需要不断分离出氨的原因为___________ 。
a. 有利于平衡正向移动 b. 防止催化剂中毒 c. 提高正反应速率
(1)合成氨反应在常温下
(2)
针对反应速率与平衡产率的矛盾,我国科学家提出了两种解决方案。
方案一:双温-双控-双催化剂。使用 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: 而 的温度为
(3)下列说法正确的是
a 氨气在“冷Ti”表面生成,有利于提高氨的平衡产率
b. N≡N在“热Fe”表面断裂,有利于提高合成氨反应速率
a.“热Fe”高于体系温度,有利于提高氨的平衡产率
d. “冷 Ti”低于体系温度,有利于提高合成氨反应速率
方案二:复合催化剂。
(4)下列说法正确的是
a. 300℃时,复合催化剂比单一催化剂效率更高
b. 同温同压下,复合催化剂有利于提高氨的平衡产率
c. 温度越高,复合催化剂活性一定越高
(5)某合成氨速率方程为: 根据表中数据,
实验 | c(N2)/mol·L-1 | c(H2)/mol·L-1 | c(NH3)/mol·L-1 | v/mol·L-1·s-1 |
1 | m | n | p | q |
2 | 2m | n | p | 2q |
3 | m | n | 0.1p | 10q |
4 | m | 2n | p | 2.828q |
a. 有利于平衡正向移动 b. 防止催化剂中毒 c. 提高正反应速率
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10 . 化石燃料的综合利用既能减少污染,又能提高资源利用率,回答下列问题:
(1)在一定温度下,向某恒容容器中充入和,仅发生反应: ,
①下列情况表明反应已达到平衡状态的是______ (填字母)。
A.的体积分数保持不变
B.混合气体的密度保持不变
C.的转化率保持不变
D.与的物质的量之比不再改变
②该反应能在______ (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下自发。
(2)向2L的恒容密闭容器中充入,发生反应: 其他条件不变时,的平衡转化率随着温度(T)的变化如图所示。
①欲提高的平衡转化率且加快反应速率,下列措施可能有效的是______ (填字母)。
a.降低温度并及时分离出产物
b.加入合适的催化剂并分离出产物
c.再向容器中充入
②时,反应经过20min达到平衡,用表示的该段时间内的平均速率为______ ,该温度下,平衡常数______ ,改变投料,某时刻容器内、、,则此时______ (填“>”、“<”或“=”)。
(1)在一定温度下,向某恒容容器中充入和,仅发生反应: ,
①下列情况表明反应已达到平衡状态的是
A.的体积分数保持不变
B.混合气体的密度保持不变
C.的转化率保持不变
D.与的物质的量之比不再改变
②该反应能在
(2)向2L的恒容密闭容器中充入,发生反应: 其他条件不变时,的平衡转化率随着温度(T)的变化如图所示。
①欲提高的平衡转化率且加快反应速率,下列措施可能有效的是
a.降低温度并及时分离出产物
b.加入合适的催化剂并分离出产物
c.再向容器中充入
②时,反应经过20min达到平衡,用表示的该段时间内的平均速率为
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51次组卷
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2卷引用:内蒙古呼和浩特市第一中学2023-2024学年高二上学期期中考试化学试题