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①以NH3、CO2为原料生产尿素[CO(NH2)2]的热化学方程式为___________ ;
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。①上述条件下,从反应开始至15min时,CO(NH2)2的平均生成速率为___________ gmin﹣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。①新型催化剂优于传统催化剂的理由为___________ 。
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①以NH3、CO2为原料生产尿素[CO(NH2)2]的热化学方程式为
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。①上述条件下,从反应开始至15min时,CO(NH2)2的平均生成速率为
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。①新型催化剂优于传统催化剂的理由为
②M、N、P、Q四点中一定未达到平衡状态的是
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解题方法
2 . 某温度下反应的,当各气体物质的量浓度分别为 mol·L、 mol·L时,上述反应
A.缺条件,无法判断 | B.逆向进行 |
C.达到平衡状态 | D.正向进行 |
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解题方法
3 . 灰锡结构松散,不能用于制造器皿。现把白锡制造的器皿在0℃、100kPa环境下存放,它会不会变成灰锡而不能继续使用呢?(已知在0℃、100kPa条件下白锡转化为灰锡的反应的焓变和熵变分别为,,当时能自发反应)
A.会变 | B.不会变 | C.不能确定 | D.升高温度才会变 |
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解题方法
4 . 已知“凡气体分子总数增加的反应都是熵增大的反应”。下列反应在任何温度下都不自发进行的是
A.2O3(g)=3O2(g) H<0 |
B.2CO(g)=2C(s)+O2(g) H>0 |
C.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H<0 |
D.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) H>0 |
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2024-04-21更新
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46次组卷
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2卷引用:山东师大附中幸福柳分校2023-2024学年高二上学期12月份化学学科阶段性测试
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5 . 可以利用反应制备H2和CO,下列说法正确的是
A.该反应△S>0 |
B.反应的平衡常数表达式为 |
C.上述反应中消耗1molCH4,转移电子的数目约为2×6.02×1023 |
D.其他条件相同时,增大压强,可以提高CH4的平衡转化率 |
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6 . 由铁及其化合物可制得FeSO4·7H2O、FeCl3、K2FeO4等化工产品,它们在生产、生活中具有 广泛应用。高炉炼铁的反应为 Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-23.5 kJ·mol-1,对于该反应下列有关说法正确的是
A.若该反应一定能自发进行,则该反应的ΔS>0 |
B.升高温度使反应物活化分子数增多,能提高反应速率和CO平衡转化率 |
C.增加炼铁炉高度,延长CO和铁矿石接触时间,能降低平衡时尾气中CO的体积分数 |
D.制备的生铁中含少量FexC,相同条件下与酸反应放出氢气的速率比纯铁快 |
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解题方法
7 . 下列说法正确的是
A.反应N2+3H22NH3的△H<0,△S>0 |
B.反应2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H>0在常温下能自发进行 |
C.反应2Mg(s)+CO2(g)=C(s)+2MgO(s)的△H<0,则该反应能在高温自发进行 |
D.反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)常温下不能自发进行,则该反应的△H>0 |
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解题方法
8 . 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:
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)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:
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)
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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解题方法
9 . 的资源化利用对碳循环经济技术的发展具有重要意义。
Ⅰ.利用和制备合成气(CO、),反应分两步进行:
反应①
反应②
有关物质的相对能量与反应历程的变化如图所示[为吸附性活性炭]:
(1)总反应能自发进行的条件为_______ 。
(2)总反应速率由反应_______ (填“①”或“②”)决定,增加的浓度,_______ (填“能”或“不能”)显著提升总反应的速率。
Ⅱ.工业上可利用生产燃料甲醇。该过程发生下列反应:
反应③
反应④
在5MPa的恒压反应器中,按照投料,测得体系中平衡时和CO的选择性及的平衡转化率随温度的变化如图所示(选择性:转化的中生成或CO的百分比)。
(3)在425℃~675℃范围内(其他条件不变),的平衡转化率随温度升高发生变化,写出该变化规律并分析原因:_______ ,_______ 。
(4)下列说法正确的是_______(填字母)。
(5)反应④在545K时的平衡常数_______ 。
(6)结合上图,在下图中画出的平衡产率随温度的变化曲线_______ (标出B点坐标)。
Ⅰ.利用和制备合成气(CO、),反应分两步进行:
反应①
反应②
有关物质的相对能量与反应历程的变化如图所示[为吸附性活性炭]:
(1)总反应能自发进行的条件为
(2)总反应速率由反应
Ⅱ.工业上可利用生产燃料甲醇。该过程发生下列反应:
反应③
反应④
在5MPa的恒压反应器中,按照投料,测得体系中平衡时和CO的选择性及的平衡转化率随温度的变化如图所示(选择性:转化的中生成或CO的百分比)。
(3)在425℃~675℃范围内(其他条件不变),的平衡转化率随温度升高发生变化,写出该变化规律并分析原因:
(4)下列说法正确的是_______(填字母)。
A.曲线Ⅱ代表CO的选择性随温度的变化 |
B.温度越低,越有利于工业生产 |
C.上述反应条件下,的平衡转化率等于的平衡转化率 |
D.原料气中掺入适量CO能提高的产率 |
(5)反应④在545K时的平衡常数
(6)结合上图,在下图中画出的平衡产率随温度的变化曲线
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解题方法
10 . 一个化学反应在给定条件(通常指温度、压强)下能否自发进行以及在什么条件下有可能按预期的方向发生,需寻求一种客观的判据,用它来判断一个化学反应能否正向自发进行。研究表明,可逆反应在适当条件下进行一段时间后一定会达到化学平衡状态。在研究了大量实验的基础上,人们发现可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度。
(1)下列关于自发反应的叙述,正确的是___________。
(2)下列说法中正确的是___________。
(3)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___________。
(4)在一定温度下,下列反应的化学平衡常数数值如下:
①
②
③
下列说法正确的是___________。
(5)在某密闭容器中把CO和的混合物加热到800℃,存在平衡:,且平衡常数。若在2L的密闭容器中充入1molCO和1mol的混合物并加热到800℃,则平衡时CO的转化率为___________。
(6)地下水中的氮污染主要是由引起的,人们对的转化进行了长时间的研究,目前主要有物理方法、化学方法和生物方法,其中化学方法主要包含活泼金属还原法和催化反硝化法。催化反硝化法是一种经济可行的脱氮方法,其原理是在Pd/Cu双金属催化剂作用下,将硝酸盐还原成氮气:
①氮肥溶于水的过程中熵值___________ (填“增大”或“减小”),Pd/Cu双金属催化剂___________ (填“是”或“不是”)决定反应自发发生的决定因素。
②已知:的,(a、b均为正值),该反应___________ (填“能”“不能”或“无法判断是否能”)自发进行。
(7)在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应:,其化学平衡常数(K)和温度(T)的关系如下表所示:
①试判断___________ (填写“>”、“=”或“<”)
②T℃()的某时刻下,,,,此时该反应是否处于平衡状态___________ (选填“是”或“否”),此时反应速率是___________ (选择“>”、“=”或“<”),其原因是___________ 。
(1)下列关于自发反应的叙述,正确的是___________。
A.自发反应的逆过程在相同条件下也必定是自发的 |
B.铁在潮湿的空气中生锈属于非自发反应 |
C.自发过程可以是物理过程,不一定是自发反应,而自发反应一定是自发过程 |
D.自发反应与外界条件无关 |
A.若,,化学反应在任何温度下都能自发进行 |
B.在室温下不能自发进行,则该反应的 |
C.在低温下能自发进行,则该反应的 |
D.加入合适的催化剂能降低反应的活化能,从而改变反应的焓变 |
A.温度越高,K一定越大 |
B.如果,则 |
C.若缩小反应器的容积,增大压强,则K增大 |
D.K值越大,表明该反应越有利于C的生成,反应物的转化率越大 |
①
②
③
下列说法正确的是___________。
A.该温度下,反应①的平衡常数表达式为 |
B.该温度下,反应的平衡常数的数值约为 |
C.该温度下,反应①、反应②的逆反应、反应③产生的倾向由大到小的顺序为 |
D.以上说法都不正确 |
A.40% | B.50% | C.60% | D.83.3% |
①氮肥溶于水的过程中熵值
②已知:的,(a、b均为正值),该反应
(7)在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应:,其化学平衡常数(K)和温度(T)的关系如下表所示:
T℃ | 25 | 125 | 225 |
K |
②T℃()的某时刻下,,,,此时该反应是否处于平衡状态
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