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猜押 化学反应原理综合题
猜押考点
1 年真题
考情分析
押题依据
化学反应原理
综合题
2024 年第17 题
化学反应原理综合题是高考必
考题型,承载着宏观辨识与微观探
析、变化观念与平衡思想、证据推
理与模型认知等核心素养,及变化
观、微粒观等重要学科思想,常与
生产、生活、科技等紧密联系的物
质为背景材料,把热化学、电化学
及四大平衡知识融合在一起命制,
题目设问较多,涉及内容也较多,
多数题目含有图像或图表,导致思
维转换角度较大,对考生思维能力
的要求较高。
根据对近几年的高考试题分
析,从考点设置的角度,化学反应
原理综合题主要考查盖斯定律及其
应用、热化学方程式的书写、化学
反应速率、化学平衡及其计算(平
衡常数、转化率、产率等计算与变
化判断)、图像分析、电化学综合
等,试题难度比较大。
1.(2025·安徽皖北协作体·一模)在“碳达峰、碳中和”的背景下,
通过加氢转化制甲醇、乙醇等化学
品的研究备受关注。回答下列问题:
Ⅰ.
加氢制甲醇
(1)已知如下热化学方程式:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
反应ⅲ:
计算:
。
(2)在一绝热恒容的密闭容器中发生反应
,下列说法能说明该反应达到
1
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化学平衡状态的是___________(填标号)。
A.体系的压强保持不变
B.混合气体的密度保持不变
C.
保持不变
D.CO 的体积分数保持不变
(3)一定条件下,发生上述反应ⅰ、ⅱ、ⅲ,达到平衡时
的平衡转化率和甲醇选择性随温度变化的关系
如图所示。
已知:甲醇的选择性
。
①260℃时,
的转化率
。反应ⅰ的平衡常数
(精确到小数点后3 位,
是以物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数)。
②从热力学角度分析,甲醇选择性随温度升高而降低的原因: 。
Ⅱ.电还原制备高附加值的有机物
已知:Sn、In、Bi 的活性位点对O 的连接能力较强,Au、Cu 的活性位点对C 的连接能力较强,Cu 对CO 的
吸附能力远强于Au,且Cu 吸附CO 后不易脱离。
(4)
电还原可能的反应机理如图所示(
表示吸附态的CO)。
2
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①参照机理图画出A 的结构: 。
②若还原产物主要为
,应选择 (填“Sn”“Au”或“Cu”)作催化剂。
2.(2025·安徽安庆·二模)2-甲基-1-丁烯(A)一定条件下可发生异构化反应生成(B),在催化剂作用下可通过甲
醇与这两种烯烃的液相反应制得汽油添加剂2-甲氧基-2-甲基丁烷(
)。涉及反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
试回答下列问题:
(1)以
或
为初始原料,在
下进行反应I.达平衡时,以
为原料,体系向环境放热
;以
为原料,体系从环境吸热
,实验测得
。则反应I 的焓变
(用含
、
的代数式表示)。反应Ⅱ和反应Ⅲ的热效应关系
(填
“>”、“=”或“<”)。
3
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(2)x(i)表示某物种i 的物质的量分数,反应I、Ⅱ、Ⅲ分别以平衡物质的量分数代替平衡浓度表示平衡常数
、
、
。为研究上述反应体系的平衡关系,向某反应容器中加入
甲氧基-2-甲基丁烷(
),控制温度为
,
、
和
随时间t 变化关系如图1 所示。
时刻达平衡,
则图中表示
变化的曲线是 ;
时刻x(
)= ,反应Ⅲ的平衡常数
(保
留两位有效数字)。
(3)一定温度下,保持体系总物质的量一定,向某反应容器中按不同进料比投入
和
,若仅发生反
应Ⅱ时,测定体系达平衡时的
(
,
为初始物质的量,
,
为平衡时物质的量)。
图2 曲线中能准确表示该温度下
随进料比变化的是 (填字母),随着进料比
的不
断增大,平衡时2-甲氧基-2-甲基丁烷(
)物质的量分数的变化趋势是 。
3.(2025·安徽江南十校联考·一模)2024 年10 月30 日中国航天员搭载神舟十九号载人飞船顺利进入“太空
4
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之家”,中国空间站设有完整的可再生生命保障系统,对二氧化碳进行收集和再生处理,实现了对二氧化
碳的加氢甲烷化,生成甲烷与水,并伴有副反应。
Ⅰ.
(主反应)
Ⅱ.
(副反应)
回答下列问题:
(1)几种化学键的键能为:
、
、
、
,则
。
(2)一定温度时,在固定容积的容器中充入1mol
和4mol
进行上述反应,平衡时
的转化率
,
的选择性(
)随温度变化如图所示:
根据图像分析可知:
0(填“
”或“
”),
平衡转化率先减小后增大的原因是
。T℃,反应Ⅱ的
(保留两位有效数字,
为用各气体分压表示的平衡常数,分压=总压
物质的量分数,
的选择性
)。
(3)早期长征运载火箭推进剂成分为
和
,它们混合后反应的产物对环境友好,其化学方
程式为 。在点火的瞬间火箭尾部喷射出红色火焰,同时伴随着滚滚红色烟雾,研究发现是
5
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分解的结果。T℃时,
,
和
的消耗速率与其浓度存在如下关系:
,
(其中
、
是只与温度有关的常数),一定温度下,
或
的消耗速率与其浓度的关系图像如图所示:
表示
消耗速率与其浓度的关系图像是 (填“X”或“Y”),该温度下速率常数
值为
。
(4)空间站中通过电解回收再生的水为宇航员提供氧气。某科技小组模拟用一种新型的纳米硅基锂电池电解
水为宇航员提供
,其电池反应式为
,工作原理示意图如下:
(电解液由锂盐和有机溶剂组成)
电池工作时,理论上为宇航员提供标准状况下11.2L 的氧气时,正极材料的质量变化为 g。
4.(2025·安徽滁州·一模)我国提出2060 年前实现碳中和,为有效降低大气中
的含量,以
为原料制
备甲烷、戊烷和甲醇等能源物质具有较好的发展前景。
在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生如
下反应:
6
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主反应:
副反应:
(1)已知:
,则
(2)向体积相同的容器中加入
和
(假设只发生主反应),其中甲为绝热恒容,乙为恒温
恒容,两容器中压强(Pa)随时间变化曲线如图:
①甲容器中,从开始到a 点压强增大的原因是 。
②乙容器中,从开始到b 点,用
分压变化表示的反应速率为
(用含p 的表达式表示,
分压=总压×物质的量分数)。
③c 点对应的平衡常数 (填“大于”“小于”或“等于”)d 点对应的平衡常数。
(3)500℃时,向1L 恒容密闭容器中充入
和
,初始压强为p,20min 时主、副反应都达到平
衡状态,测得
,体系压强为
,则平衡时
选择性
(
选择性
计算结果保留三位有效数字)。
(4)以
催化加氢合成的甲醇为原料,在催化剂作用下可以制取丙烯,反应的化学方程式为
。该反应的Arrhenius 经验公式的实验数据如图中曲线a 所示,已知
Arrhenius 经验公式
(
为活化能,k 为速率常数,R 和C 为常数)。则该反应的活化能
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。当改变外界条件时,实验数据如图中的曲线b 所示,则实验可能改变的外界条件是 。
5.(2025·安徽淮北淮南·质量检测)丙烯是重要的化工产品,也是衡量国家石油化工水平的重要指标之一,
丙烷脱氢反应是制丙烯的重要途径。
丙烷脱氢反应:
(1)已知常见化学键的键能如下表:
化学键
键能(
)
347
413
614
436
则丙烷脱氢反应的
。
(2)丙烷脱氢反应可用
,
等催化剂。钴的晶体结构如图所示,晶胞参数为
,钴晶体的密度
为
。
(3)某课题组研究了在初始压强相同的情况下原料气中水烃比[
]和温度对丙烷平衡转化率的
影响如图所示,
、
、
由大到小的顺序是 ,理由是 。已知
,平衡时
压强为
,则M 点对应温度下的平衡常数
。
8
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(4)若在原料中加入少量
,则可发生烧氢反应:
。烧
氢反应使丙烯的产率增大,可能的原因是 。
(5)研究者利用原子示踪法研究催化剂上氧化还原反应的基元步骤和可逆性:
①他们研究了以
、
混合物为原料在负载了
的催化剂上的初期反应,提出如下机理:
推测,反应初期生成的水为 (填“
”或“
”)。
②研究者又以
、
、
混合物为原料,实验中没有检测出
的物种,说明“断键”步骤是
(填“可逆”或“不可逆”)的。
6.(2025·安徽江南十校·素质检测)大气污染越来越成为人们关注的问题,烟气中的
必须脱除(即脱硝)
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后才能排放。臭氧是理想的烟气脱硝剂,其脱硝反应之一为:
。
(1)若
,则反应
的
。
(2)对于反应
。
①在恒温恒容条件下,下列事实能够证明该反应已经达到平衡的是 (填标号)。
A.容器的压强不再改变 B.混合气体密度不再改变
C.混合气体颜色不再改变 D.NO 与
的体积比不再改变
②写出既能加快化学反应速率,又能增大NO 转化率的方法 。
(3)在不同温度下,分别向10L 的恒容密闭容器中按1 1∶充入一定量的NO 和
发生反应:
,其中NO 的物质的量随时间变化如图所示:
①图中
(填“>”“<”或“=”),判断的理由是 。
②温度为
时,用NO 表示
s 内该反应的平均速率为 ;
时该反应的平衡常数K 为 ;若
时NO 和
的起始投入量均为3a mol,则达到平衡时NO 的残留量为 mol。
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7.(2025·天域安徽大联考·一模)以甲醇为原料实现甲苯甲基化是制备二甲苯的重要方法,常用分子筛为催
化剂,反应得到二甲苯三种异构体的混合物,其主要物质变化如图所示(体系中各物质均为气态,三个反
应均为放热反应)。回答下列问题:
(1)标准摩尔生成焓是指25℃和101kPa 时由最稳定单质生成1mol 化合物的焓变。体系中各物质的标准摩尔
生成焓(表中各物质均为气态,单位:kJ·mol-1)如下表:
甲醇
甲苯
水
邻二甲
苯
间二甲
苯
对二甲
苯
-201.17
50.00
-241.82
19.00
17.24
17.95
则反应I 的
kJ·mol-1。二甲苯三种异构体中热稳定性最差的是 。
(2)已知反应I、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数分别为K1、K2、K3。则
的平衡常数K=
(用K1、K2、K3表示)。若起始时体系中只有1mol 甲醇和1mol 甲苯,平衡时邻、间、对二甲苯的含量分
别为xmol、ymol、zmol,则反应I 的平衡常数K1= (用含x、y、z 的式子表示)。
(3)研究二甲苯三种异构体的平衡选择性(S=
)与温度的关系图像如下。
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①随着温度升高,甲苯的平衡转化率 (选填“增大”、“减小”或“不变”),原因是 。
②随着温度升高,间二甲苯平衡选择性逐渐减小,从平衡移动角度分析原因 。
③保持温度不变增大体系压强,间二甲苯平衡选择性将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)研究表明使用NiO 可提高分子筛催化剂的性能。NiO 具有NaCl 型晶胞结构(如图所示),则NiO 晶胞中
与Ni2+距离相等且最近的Ni2+有 个。
8.(2025·安徽江淮十校·一模)CO2的转化和利用是实现碳中和的有效途径。可利用焦炉气中的H2和工业废
气捕获的CO2生产绿色燃料——“零碳甲醇”。两者在适宜的过渡金属及其氧化物催化下发生反应
①CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) K1
此反应一般认为通过如下步骤来实现:
②CO2(g)+H2(g)
H2O(g)+CO(g)
H
△
1=+40.5kJ•mol-1 K2
③CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) K3
(1)原料CO2可通过捕获技术从工业尾气中获取,下列物质能作为CO2捕获剂的是 (字母)。
A.NaOH 溶液
B.氨水
C.CH3CH2OH
D.NH4Cl 溶液
(2)K1= (用含K2和K3的代数式表示)。
(3)实验测得K1(记作lnK)与温度(T)的关系如图所示,则该反应①的△H 0(填“>”“<”或“=”)。
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(4)反应①的自发条件是 (填字母)。
A.高温自发 B.低温自发 C.任何温度下都自发
(5)若反应②为慢反应,下列示意图中能体现反应①能量变化的是 (填字母)。
A.
B.
C.
D.
(6)向体积为10L 的恒容密闭容器中充入2.0molCO(g)和3.0molH2(g),仅发生反应③,初始压强为akPa,测得
CO(g)的平衡转化率与温度的关系如图所示:
温度300℃条件下,5min 达到平衡,则开始到平衡H2的平均反应速率为 。已知分压=总压×气体物
质的量分数,用气体分压代替浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数(Kp)。则A 点对应温度下的Kp=
(kPa)-2(用a 表示)。
(7)在研究该反应历程时发现:反应气中水蒸气含量会影响CH3OH 的产率。资料显示:水也可以使催化剂活
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化点位减少。利用计算机模拟,研究添加适量水蒸气前后对能垒较大的反应历程能量变化的影响,结果如
图(吸附在催化剂表面上的物种用*标注):
结合资料、图中及学过的知识推测在反应气中添加水蒸气将如何影响甲醇产率及产生这种影响的原因(任答
一点) 。
9.(2025·安徽蚌埠·调研)在“碳达峰、碳中和”的目标引领下,对减少二氧化碳排放的相关技术研究正成
为世界各国的前沿发展方向。回答下列问题:
(1)利用
干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用,还可以缓解温室效应对环境的影响。该反
应一般认为通过如下步骤来实现:
I.
Ⅱ.
上述反应中
为吸附活性炭,反应历程的能量变化如图所示。
①反应Ⅱ是 (填“慢反应”或“快反应”),
干重整反应的热化学方程式为
。(选取图中
表示反应热)
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②在恒压条件下,等物质的量的
和
发生干重整反应时,各物质的平衡转化率随温度变化如
图所示。已知在干重整反应中还发生了副反应:
,则表示
平衡转
化率的是曲线 (填“A”或“B”),判断的依据是 。
③在恒压
条件下,在密闭容器中充入等物质的量的
和
,若曲线A 对应物质的平衡转
化率为
,曲线B 对应物质的平衡转化率为
,则以上反应平衡体系中
,
干重整反应的平衡常数
(用平衡分压代替平衡浓度表示,分压=总压×物质的量分数,列出
计算式,无需化简)。
(2)二氧化碳电还原反应提供了一种生产乙醇的方法,已知反应过程中在三种不同催化剂表面
的某个基元反应的能量变化如图所示(
表示始态,
表示过渡态,
表示终态,
*表示催化剂活性中心原子)。科学家研究发现铜表面涂覆一层氮掺杂的碳
可以提高乙醇的选择性,
其原因可能是 。
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10.(2024·安徽六安第一中学·模拟预测)低碳烯烃(乙烯、丙烯、丁烯等)是重要的有机化工原料,在现代石
油和化学工业中起着举足轻重的作用。用一碘甲烷
热裂解可制取低碳烯烃,主要反应有:
反应i:
反应ii:
反应iii:
(1)反应i、ii、iii 在不同温度下的分压平衡常数
下表所示。根据表中数据回答下列问题:
反应i
2.80
反应ii
反应iii
2.24
①反应i 的活化能Ea(正) Ea(逆)(填“
”“
”或“
”)。
②反应iii 自发进行的条件是 (填“低温”“高温”或“任意温度”)。
(2)实验测得,反应i、ii 的
随温度的变化如图1 所示;在体积为
的恒容密闭容器中,起始投料
,反应温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯物质的量分数的影响如图2 所示:
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①根据图1 计算
时反应
的
=
。
②图2 中平衡体系温度在
之前,
物质的量分数随温度升高而增加的可能原因是 。
③若维持体系温度为
,混合气体中
物质的量分数为 。
(3)研究反应ⅲ对提高反应ⅰ中
的平衡转化率有重要意义。
时,反应iii 的正、逆反应速率与浓
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度的关系为
是速率常数),正、逆反应速率方程分别对应图中
曲线
、曲线。
①
时,向
的密闭容器中充入
和
,此时v 正 v 逆(填“
”“
”或“
”)。
②图中曲线
变为曲线
改变的条件可能是 。
11.甲酸是常见的弱酸,可合成多种医药和农药的中间体,回答问题:
弱酸
甲酸
电离常数
(25
)
℃
(1)1 个甲酸分子中,
键和
键数目之比为 。
(2)等浓度①
②
溶液中,水电离的
较大的是 (填序号)。
(3)25℃,反应
的平衡常数的值为 。
(4)将
转化为高附加值产品
,是实现“碳中和”的一种方式,温度为
时,在Bi 催化下,将
等物质的量的
和
充入体积为1L 的密闭容器中发生反应:
。
①下列有利于提高
的平衡转化率的措施有 (填标号)。
a.恒容充入Ar b.恒容,按
再充入混合气
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c.移出HCOOH d.升高温度
②利用电化学催化还原法制备
,用计算机模拟
在电极材料表面发生还原反应的历程如图(*表
示微粒与Bi 的接触位点),依据下图中数据,电催化还原
生成
的选择性高于生成CO 的选择性。
原因是 。
(5)天津大学团队以
与辛胺为原料用电化学方法,实现了甲酸和辛腈的高选择性合成,装置工作原理如
图。
①一段时间后,右侧电极室内溶液pH (填“降低”、“升高”或“不变”)。
②
电极上发生的电极反应式为 。
12.CO2含量的控制和资源化利用具有重要意义。
(1)烟气中CO2的捕集可通过下列转化实现。
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①捕集过程发生反应的化学方程式 。
②捕集过程CO2吸收速率随时间的变化如图所示。解释CO2吸收速率逐渐降低的原因 。
(2)通过电催化法将CO2和
合成尿素[CO(NH2)2],有助于解决含氮废水污染问题。电解原理如图所示。
① 电极b 是电解池的 极。
② 电解过程中生成尿素的电极反应式是 。
(3)催化加氢合成甲醇是重要的CO2转化技术。
主反应:CO2(g)+3H2(g)
CH
⇌
3OH(g)+H2O(g) ΔH<0
副反应:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H
⇌
2O(g) ΔH>0
在密闭容器中,维持压强和投料比不变,平衡时CH3OH(g)和CO 在含碳产物中物质的量分数及
的转化
率随温度的变化如图所示:
①图中代表
的物质的量分数随温度变化的曲线为 (填“I”或“Ⅱ”)。
②150~250℃范围内
转化率随温度升高而降低的原因是 。
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13.利用
催化氢化制备二甲醚
的反应原理如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)
。
(2)向起始温度为
的某绝热恒容密闭容器中充入
,只发生反应Ⅲ。
①下列事实能说明反应Ⅲ已经达到平衡的是 (填标号)。
a.混合气体的密度不再发生变化
b.容器内混合气体的压强不再发生变化
c.
的消耗速率等于
的消耗速率
d.
的体积分数不再发生变化
②在有催化剂存在的条件下,反应Ⅲ的反应过程如下图所示,吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注。该
反应过程的决速步骤为 。(填“第一步”或“第二步”),判断的理由是 。
(3)CO 也能和
反应制取二甲醚,反应原理为
。一定条件
下,将
和
按投料比
通入
反应器中发生该反应,其中CO 的平衡转化率随温度、
压强的变化关系如下图所示(催化剂320℃左右时的活性最大)。
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①根据上图,判断
、
、
的大小关系 。
②实际生产中一般采用的温度为
,而不采用200℃,原因是 。
③写出该反应平衡常数的表达式为 。
14.随着有机氯化工的快速发展,氯气的需求量与副产品氯化氢的产量迅速增长。氯化氢转化为氯气的技
术日趋多样化。早期,Deacon 发明的直接氧化法的总反应为:
Deacon 法的总反应可按下列催化过程进行:
(1)
。(用含有
、
和
的式子表示)
实验测得在一定体积的容器中,当进料浓度比
的比值分别为1、4、7 时,总反应的HCl 平衡转化率
随温度变化的曲线如下图。
22
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(2)图中曲线①代表的
;
A.1 B.4 C.7
作出以上判断的依据是 。
(3)关于总反应的判断正确的是_______。(不定项)
A.高温下才能自发进行
B.
保持不变则反应达到平衡
C.一定温度下,催化剂能改变反应方向
D.增大压强,能降低反应的活化能,使单位体积内活化分子数增加
(4)400℃时,若HCl 初始浓度为
,进料浓度比
,反应10min 后达到平衡,根据图中数
据计算
;总反应的平衡常数
。
(5)曲线①②表明100℃时HCl 平衡转化率已经接近100%,但在工业生产中通常采用的温度为
400~450℃,原因可能是 。
15.碳达峰和碳中和是应对气候变化的重要策略,以
为原料合成甲醇可以减少
的排放,可以更快
地实现碳达峰和碳中和。回答下列问题:
I.
和
生成甲醇涉及的反应如下:
主反应:
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副反应:
(1)反应
。
(2)
时,在主、副反应的混合体系中,平衡时,生成甲醇的选择性[
选择性
]随压强的变化如图所示。
①增大压强,甲醇的选择性增大的原因是 。
②
时,若在密闭容器中充入
和
,在压强为
时,生成0.6mol CO,则
时,主
反应的压强平衡常数
。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数)
II.催化剂的性能测试:一定条件下使
、
混合气体通过反应器,检测反应器出口气体的成分及其含量,
计算
的转化率和
的选择性以评价催化剂的性能。
(3)
时,测得反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比
,
则该温度下
的转化率为 。
(4)其他条件相同时,反应温度对
的转化率和
的选择性的影响如图1、2 所示。
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①由图1 判断,实验中反应未达到化学平衡状态的点为 。
②温度高于
时,
平衡转化率升高的原因是 。
③温度相同时,
选择性的实验值略高于平衡值(见图2),从化学反应速率的角度解释原因: 。
16.以CO2和H2为原料合成甲醇。合成过程中发生的反应有:
a.CO2(g) + 3H2(g)
CH3OH(g) + H2O(g) ΔH= -49.5 kJ·mol﹣1
b.CO2(g) + H2(g)
CO(g) + H2O(g) ΔH= 41.2 kJ·mol﹣1
(1)下列说法正确的是___________。
A.升高温度,反应a 的正反应速率减小,反应b 的正反应速率增大
B.增大H2的浓度,反应a 和反应b 的平衡均正向移动
C.增大压强,反应a 和反应b 的平衡均正向移动
D.恒温恒容下,向反应体系中充入一定量Ar,反应a 和反应b 的平衡均发生移动
(2)一定条件下,测得反应容器中n(CH3OH) n(CO
∶
2) n(CO)=1.00 7.20 0.11
∶
∶
∶
,则该条件下CO2转化率=
% (精确到小数点后1 位)。
其他条件相同时,CO2和H2的初始浓度均为1.00 mol·L-1,反应温度对CO2的转化率和CH3OH 的选择性的影
响如下图所示:
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已知:
①CH3OH 选择性=
×100%;
②实验值为单位时间内测得。
(3)由图1 可知,实验中反应均未达到化学平衡状态的依据是 。
(4)图2 中,CH3OH 选择性的平衡值随温度升高而减小的主要原因是 。
(5)由图2 可知,温度相同时CH3OH 选择性的实验值略高于平衡值。从化学反应速率的角度解释原因
。
(6)由图1、图2 可知,260℃时,a 反应的平衡常数K = 。(精确到小数点后2 位)
17.工业烟气中
(以
为主)的脱除常采用
选择性催化还原(SCR)技术,其核心反应为:主反应:
副反应:
(1)已知
,则
。
(2)300°C 时,在某恒温刚性容器中充入
的混合气体,若仅发生主反应,下列叙述
能说明反应已达到化学平衡状态的是 (填字母)。
a.
b.混合气体的密度保持不变
c.单位时间内断裂
键的同时断裂
键
d.
的体积分数不再改变
(3)其他条件相同,在甲、乙两种催化剂作用下,若仅发生主反应,经过相同时间,
转化率与温度的关
系如图所示。
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①工业上选择催化剂 (填“甲”或“乙”)。
②在催化剂甲的作用下,当温度高于
(M 点)时,
转化率降低原因可能是 。
(4)
时,在某恒压
密闭容器中充入等物质的量的
、
、
的混合气体,若仅发生主反应和副
反应,平衡后,
转化率为
,且
和
物质的量相等,则
(保留2 位有效数字)。
(5)已知主反应分三步进行
I.
II.
III.
研究发现,在催化剂表面引入
可形成“
吸附位”和“
活化位”。
请分析催化剂表面引入
后,主反应选择性提高、副反应选择性降低的原因是 。
18.
可用于处理含
废水。一定温度下,
与
混合溶液中存在如下反应(反应过程中忽略碘单
质的挥发与阳离子的水解)。
Ⅰ.
Ⅱ.
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回答下列问题:
(1)反应Ⅲ:
,则反应的焓变
(用含
、
的代数式表示),当
和
的初始浓度均为
时,部分微粒的物质的
量浓度随时间变化曲线如图所示。
内,
的反应速率
。
(2)已知:反应的正反应速率
(
为正反应速率常数),改变
、
的浓度,
反应的正反应速率如下表所示:
①
0.20
0.80
②
0.60
0.40
0.144
③
0.80
0.20
浓度对反应速率的影响大于
浓度对反应速率的影响,理由是 。
(3)保持混合溶液中
,发生反应、
,平衡时,
与
随起始投料比
的变化曲线如图。
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①表示
的曲线为 。
②当
达平衡后,溶液中
的浓度
,反应的平衡常数
;反应平
衡后再加入少量
充分振荡,重新平衡后水溶液中
的值 (填“变大”“变小”或
“不变”)。
19.
加氢制备
、
涉及反应如下:
i.
ii.
iii.
回答下列问题:
(1)工业上,利用
加氢合成
的热化学方程式为 。
(2)向反应器中充入
和
,在催化剂
、
作用下发生上述反应,测得相同时间内
的转化率与温度关系如图所示。温度低于450℃时,催化效率较高的催化剂是 (填“
”或“
”),随着温度升高,
、
曲线相交,其主要原因可能是 。
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(3)某温度下,向恒容密闭容器中充入
和
,发生上述反应i、ii、iii,起始压强为
,
达到平衡时
转化率为60%,
选择性为50%,
选择性为25%。
已知:乙醇的选择性
(
、
的选择性同理)。)
该温度下,反应iii 的平衡常数
(用分数表示,用分压计算的平衡常数为压强平衡常数,分压
等于总压×物质的量分数)。
(4)
与
在活化后的催化剂[催化剂活化:
(无活性)
(有活性)]表面可逆地发
生反应ii,其反应历程如图所示。
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①对于
制甲醇的过程,以下描述正确的是 (填字母)。
A.反应中经历了
、
键的形成和断裂
B.加压可以提高
的平衡转化率
C.升高温度有利于生成甲醇
②
与
混合气体以不同的流速通过反应器,流速加快可减少产物中
的积累,减少反应
(用化学方程式表示)的发生,减少催化剂的失活,提高甲醇选择性。
(5)用电解法也可以实现由
制备乙醇。电解时电解质溶液显酸性,阴极的电极反应式为 。
(6)干冰(固态
)的立方晶胞结构中,
处于顶点和面心,若晶胞参数为
,
表示阿伏加德罗
常数的值,则干冰晶体的密度为
。
20.含碳化合物的反应在化学工业中具有重要地位。回答下列问题;
(1)甲酸
可分解产生氢气,相关热化学方程式如下;
Ⅰ.
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Ⅱ.
Ⅲ.
;
(2)在T℃时,向不同体积的恒容密闭容器中各加入
,发生反应Ⅲ,反应相同时间,测得各
容器中甲酸的转化率与容器体积的关系如图1,
其中n 点反应达平衡。m 点时
的体积分数为 (结果保留2 位有效数字);
两点中,甲酸的
浓度;m p(填“>”,“<”或“=”);该温度下该反应的平衡常数
(用含“
”“
”或“
”的表达式表示);
。
(3)工业上常用氯苯
和硫化氢
在特定催化剂条件下反应来制备苯硫酚
,但会有
副产物苯
生成。
Ⅳ.
.
Ⅴ
①将体积比
的
和
的混合气体通过含有催化剂的不同温度下的恒温反应器,定时测定反应
器尾端出来的混合气体中各产物的量,得到单程收率与温度的关系如图2.
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图2
下列说法正确的是 。
a.645℃时,反应Ⅳ的化学平衡常数
b.590℃以上,随温度升高,反应Ⅳ平衡逆向移动
c.645℃,延长反应时间,可以提高
的单程收率
②现将一定量的和置于一固定容积的容器中模拟工业生产过程,在不同温度下均反应20min 测定生成物的
浓度。实验测得温度较低时浓度大于,从活化能角度分析其主要原因是 。
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