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高考二轮复习知识点:化学平衡转化过程中的变化曲线2

更新时间:2023-08-19 浏览次数:14 类型:二轮复习
一、选择题
  • 1. (2022·江苏) 乙醇-水催化重整可获得。其主要反应为 , 在时,若仅考虑上述反应,平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图所示。

    CO的选择性 , 下列说法正确的是(   )

    A . 图中曲线①表示平衡时产率随温度的变化 B . 升高温度,平衡时CO的选择性增大 C . 一定温度下,增大可提高乙醇平衡转化率 D . 一定温度下,加入或选用高效催化剂,均能提高平衡时产率
  • 2. (2022·广东) 在相同条件下研究催化剂I、Ⅱ对反应 的影响,各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图,则(    )

    A . 无催化剂时,反应不能进行 B . 与催化剂Ⅰ相比,Ⅱ使反应活化能更低 C . a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化 D . 使用催化剂Ⅰ时, 内,
  • 3. (2022·辽宁模拟) 在一定条件下,取一定量的A和B在恒容密闭容器中发生反应:。达到平衡时,M的浓度与温度和容器容积的关系如图所示。下列有关判断正确的是 (   )

    A . B . E点的平衡常数小于F点的平衡常数 C . 达到平衡后,增大A的浓度将会提高B的转化率 D .
  • 4. (2022·门头沟模拟) 工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯:CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g),在容积固定的密闭容器中,投入等物质的量CH3OH和CO,测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图所示,下列说法正确的是(   )

    A . 反应速率vb>vd B . 由图可知生产时反应温度控制在80~85℃为宜 C . 向该容器中充入N2 , CH3OH的转化率增大 D . d→e,CO的转化率随温度的升高而减小,是因为该反应是吸热反应,升高温度反应正向移动
  • 5. (2022·广州模拟) 一定温度下向容器中加入A发生反应如下:①A→B,②A→C,③B⇌C。反应体系中A、B、C的浓度随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是(   )

    A . 反应①的活化能大于反应② B . 该温度下,反应③的平衡常数大于1 C . t1时,B的消耗速率大于生成速率 D . t2时,c(C)=c0-c(B)
  • 6. (2022·南京模拟) 我国提出了2030年前碳达峰、2060年前碳中和的“双碳”目标。二氧化碳催化加氢合成是一种实现“双碳”目标的有效方法,其主要反应的热化学方程式为

    反应Ⅰ:     

    反应Ⅱ:       

    恒压下,时,甲醇产率随温度的变化如图所示(分子筛膜能选择性分离出)。下列关于该实验的说法不正确的是(   )

    A . 甲醇平衡产率随温度升高而降低的主要原因:温度升高,反应I平衡逆向移动 B . 采用分子筛膜时的适宜反应温度:210℃ C . M→N点甲醇产率增大的原因:温度升高,反应I平衡常数增大 D . X点甲醇产率高于Y点的主要原因:分子筛膜可从反应体系中分离出 , 有利于反应I正向进行
  • 7. (2021·海门模拟) 甲醛中木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇利用脱氢法可制备甲醛,主要反应为:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g) ∆H=+85.2kJ∙mol-1。Na2CO3是甲醇脱氢制甲醛的催化剂,有研究指出,催化反应的部分机理如下:

    历程ⅰ:

    历程ⅱ:

    历程ⅲ:

    历程ⅳ:

    如图所示为在体积2L的恒容容器中,投入1molCH3OH,在碳酸钠催化剂作用下,经过5min反应,测得甲醇转化率与甲醛的选择性与温度的关系(甲醛的选择性:转化的CH3OH中生成HCHO的百分比),下列有关说法正确的是(   )

    A . 600℃时,前5min内生成甲醛的平均速率v(HCHO)=0.055mol·L-1·min-1 B . 700℃时,反应历程ⅱ的速率小于反应历程ⅲ的速率 C . 脱氢法制甲醛中,在高温高压条件下更有利于提高平衡产率 D . 反应历程ⅰ的活化能大于CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)的活化能
  • 8. (2022·缙云模拟) 已知:均难溶于水, , 离子浓度时认为其沉淀完全。时,的沉淀溶解平衡曲线如图所示,其中。下列叙述正确的是( )

    A . 时,的数量级为 B . 时,点对应为的饱和溶液 C . 时,的平衡常数 D . 时,向浓度均为的混合溶液中加入溶液,当恰好完全沉淀时,溶液中
  • 9. (2021·金山模拟) 在体积均为1.0L的恒容密闭容器甲、乙中,起始投料量如表,在不同温度下发生反应:CO2(g)+C(s)2CO(g)。CO的平衡浓度随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(   )

    容器

    n(CO2)/mol

    n(C)/mol

    n(CO)/mol

    0.1

    0.3

    0

    0

    0

    0.4

    A . 曲线Ⅰ对应的是甲容器 B . a、b两点所处状态的压强大小关系:9pa>14pb C . c点:CO的体积分数> D . 900K时,若起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1mol,则v(正)>v(逆)
  • 10. (2021·宁波模拟) 在一定条件下的1L密闭容器中,X、Y、C三种气体的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法错误的是(   )

    A . 0~15min,消耗C的平均速率约为0.033mol•L-1•min-1 B . X、Y、C三种气体发生反应的化学方程式为:Y(g)+3X(g)2C(g) C . 反应开始到25min,X的转化率为25% D . 25min时改变的一个条件可能是缩小容器体积
  • 11. (2021·嘉定模拟) 下图表示反应 在某段时间 里的反应速率与反应过程的关系图,则C的百分含量最高的一段是(   )

    A . B . C . D .
  • 12. (2021·信阳模拟) 在体积为2 L的恒容密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g) zC(g),图①表示200 ℃时容器中A、B、C的物质的量随时间的变化,图②表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A)∶n(B)的变化关系。则下列结论正确的是 ( )

    A . 200 ℃时,反应从开始到平衡的平均速率v(B)=0.04 mol·L-1·min-1 B . 由图②知反应xA(g)+yB(g) zC(g)的ΔH>0,且a=2 C . 若在图①所示的平衡状态下,再向体系中充入He,重新达到平衡前v(正)>v(逆) D . 200 ℃,6 min时向容器中充入2 mol A和1 mol B,重新达到平衡时,A的体积分数大于0.5
二、多选题
  • 13. (2021·泰安模拟) 常温下,Cu(OH)2和Fe(OH)3饱和溶液的浓度随pH的变化如图所示,已知:Ksp[Cu(OH)2]=1×10-20 , Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38.下列说法正确的是(   )

    A . 曲线a对应的是Fe(OH)3饱和溶液 B . 调节pH为4.5可除去FeCl3中的CuCl2 C . 酸性溶液中Cu元素的存在形式可能为Cu2+或Cu(OH)2 D . 滴加NaOH溶液,可实现X到Y的转化
  • 14. (2021·日照模拟) 向x mol·L-1的20mLH2B溶液中滴入相同浓度的NaOH溶液,测得H2B、HB-、B2-的pH-pc(pc=-lgc)曲线如图所示。下列说法正确的是( )

    A . a、b点所在曲线对应的粒子为HB- B . 水电离出的氢离子浓度大小关系为:c>b>a C . c点,滴入NaOH溶液的体积为10mL D .
  • 15. (2021高一下·日照期末) 反应经历两步:①;②。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(   )

    A . 曲线c为c(Y)随t的变化曲线 B . 0~t1时间段内,反应速率 C . t2时,Y的消耗速率大于生成速率 D . t3后,
  • 16. (2021高二下·河北期末) 常温下,0.010mol·L-1的二元酸H2A溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH变化如图所示:下列说法正确的是(   )

    A . NaHA溶液显酸性 B . H2A的第一步电离平衡常数Ka1=10-10 C . Na2A溶液中离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-)>>c(H+ D . 向H2A溶液中滴加相同浓度的NaOH溶液,滴加过程中离子浓度始终满足:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-
  • 17. (2021高二上·烟台期中) 在I、Ⅱ、Ⅲ三个体积相等的恒容密闭容器中分别充入1molCO和2molH2 , 三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变。在一定条件下能发生如下反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在其他条件相同的情况下,实验测得反应均进行到tmin时CO的体积分数如图所示,下列说法正确的是(   )

    A . 反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的ΔH>0 B . 若三个容器内的反应都达到化学平衡时,温度为T1时CO转化率最大 C . I、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定达到化学平衡状态的是Ⅱ和Ⅲ D . 若再向容器Ⅲ中充入0.1molCO、0.2molH2和0.4molCH3OH,则平衡时CH3OH的体积分数>40%
  • 18. (2021高二上·烟台期中) 在一定体积的密闭容器中,可逆反应 , 有如图所示的反应曲线,下列说法中错误的是(   )

    A . 正反应是放热反应 B . C . , y轴可表示A的转化率 D . , y轴可表示D的体积分数
  • 19. (2021高二上·湖南期中) 一定温度下,向三个容积不等的恒容密闭容器()中分别投入2mol , 反生反应:。tmin后,三个容器中的转化率如图中A,B,C三点。下列叙述错误的是(   )

    A . A点可延长反应时间,但的转化率不会改变 B . 容积为cL的容器中的平衡转化率小于80% C . 容积为aL的容器达到平衡后再投入1mol和1mol , 平衡不移动 D . A,C两点的压强之比为1:1
  • 20. (2018高三上·武邑期中) 对于可逆反应:2A(g)+ B(g) 2C(g),分别测定反应在不同温度下达到平衡时B 的转化率,绘制了如图所示的曲线,图中a、b、c三点分别表示不同时刻的状态。下列分析正确的是(   ) 

    A . 该反应的△H<0 B . b点时混合气体的平均摩尔质量不再变化 C . 增大压强,可使a点达到T1温度下平衡状态 D . c点表示的状态:v (正)> v (逆)
  • 21. (2016高二上·鞍山期中) 在某容积一定的密闭容器中,可逆反应:A(g)+B(g)⇌xC(g),符合下列图象(Ⅰ)所示关系.由此推断对图(Ⅱ)的正确说法是(   )

    A . p3>p4 , Y轴表示A的质量 B . p3>p4 , Y轴表示混合气体平均摩尔质量 C . p3>p4 , Y轴表示混合气体密度 D . p3<p4 , Y轴表示B的百分含量
三、非选择题
  • 22. (2022·天津市) 天津地处环渤海湾,海水资源丰富。科研人员把铁的配合物(L为配体)溶于弱碱性的海水中,制成吸收液,将气体转化为单质硫,改进了湿法脱硫工艺。该工艺包含两个阶段:①的吸收氧化;②的再生。反应原理如下:

         

         

    回答下列问题:

    1. (1) 该工艺的总反应方程式为。1mol 发生该反应的热量变化为在总反应中的作用是
    2. (2) 研究不同配体与所形成的配合物(A、B、C)对吸收转化率的影响。将配合物A、B、C分别溶于海水中,配成相同物质的量浓度的吸收液,在相同反应条件下,分别向三份吸收液持续通入 , 测得单位体积吸收液中吸收转化率随时间变化的曲线如图1所示。以由100%降至80%所持续的时间来评价铁配合物的脱硫效率,结果最好的是(填“A”、“B”或“C”)。

    3. (3) 的电离方程式为。25℃时,溶液中在含硫粒子总浓度中所占分数随溶液pH的变化关系如图2,由图2计算,。再生反应在常温下进行,解离出的易与溶液中的形成沉淀。若溶液中的 , 为避免有FeS沉淀生成,应控制溶液pH不大于(已知25℃时,FeS的)。

  • 23. (2022·海南) 某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环,其中涉及反应:

    回答问题:

    1. (1) 已知:电解液态水制备 , 电解反应的。由此计算的燃烧热(焓)
    2. (2) 已知:的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。

      ①若反应为基元反应,且反应的与活化能(Ea)的关系为。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2)

      ②某研究小组模拟该反应,温度t下,向容积为10L的抽空的密闭容器中通入 , 反应平衡后测得容器中。则的转化率为,反应温度t约为℃。

    3. (3) 在相同条件下,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()如下表所示。

      催化剂

      t=350℃

      t=400℃

      催化剂Ⅰ

      10.8

      12722

      345.2

      42780

      催化剂Ⅱ

      9.2

      10775

      34

      38932

      在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应,生成的平均反应速率为;若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件,原因是

  • 24. (2022·山东) 利用丁内酯(BL)制备1,4-丁二醇(BD),反应过程中伴有生成四氢呋喃(THF)和丁醇(BuOH)的副反应,涉及反应如下:

    已知:①反应Ⅰ为快速平衡,可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响;②因反应Ⅰ在高压氛围下进行,故压强近似等于总压。回答下列问题:

    1. (1) 以或BD为初始原料,在的高压氛围下,分别在恒压容器中进行反应。达平衡时,以BL为原料,体系向环境放热;以BD为原料,体系从环境吸热。忽略副反应热效应,反应Ⅰ焓变
    2. (2) 初始条件同上。表示某物种i的物质的量与除外其它各物种总物质的量之比,随时间t变化关系如图甲所示。实验测得 , 则图中表示变化的曲线是;反应Ⅰ平衡常数(保留两位有效数字)。以BL为原料时,时刻,BD产率=(保留两位有效数字)。

    3. (3) 为达平衡时的比值。三种条件下,以为初始原料,在相同体积的刚性容器中发生反应,随时间t变化关系如图乙所示。因反应在高压氛围下进行,可忽略压强对反应速率的影响。曲线a、b、c中,最大的是(填代号);与曲线b相比,曲线c达到所需时间更长,原因是
  • 25. (2022·开封模拟) 基于生物质的乙醇转化制氢是目前制氢领域研究较热门的技术之一。回答下列问题:
    1. (1) 电催化乙醇制氢的装置如图所示。装置工作时,能量转化方式是;阳极的电极反应式为

    2. (2) 水蒸气重整乙醇制氢包括的主要反应如下: 

      Ⅰ.CH3CH2OH(g)CO(g)+CH4(g)+H2(g) ΔH1=+49 kJ·mol-1K1

      Ⅱ.CH3CH2OH(g)+H2O(g)2CO(g)+4H2(g) ΔH2=+256 kJ·mol-1K2

      Ⅲ.CH4(g)+H2O(g)3H2(g)+CO(g) ΔH3K3

      Ⅳ.CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH4=-41 kJ·mol-1

      ①反应CH3CH2OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)的ΔH=kJ·mol-1;反应III的平衡常数K3=(用K1、K2表示)。

      ②在0.1 MPa和650℃条件下,水醇物质的量之比与气体产率的关系如图所示。图中a、b代表的物质依次是(填化学式)。

      ③在0.1 MPa、水醇比为7时,温度对气体产率的影响如图所示。在150~250℃主要发生的反应为(填“Ⅰ”或“Ⅱ”);温度高于650℃时,随着温度升高,H2的产率略有所下降,其原因是

      ④在0.1 MPa,水醇比为1时,在恒压密闭容器中若只发生反应CH3CH2OH(g)+H2O(g)2CO(g)+4H2(g),达平衡时乙醇的转化率为α,则该反应的平衡常数Kp=MPa4(以平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×各物质的体积分数)。

  • 26. (2022·德州模拟) “碳中和”有利于全球气候改善,的资源化利用成为研究重点。
    1. (1) 二氧化碳加氢合成二甲醒的反应包括三个相互关联的反应过程:

      i.

      ii.

      iii.

      ①写出生成的热化学方程式为

      ②在压强3.0MPa, , 不同温度下的平衡转化率和产物的选择性如图所示(选择性是指生成某物质消耗的的物质的量占消耗总的物质的量的百分比),

      当温度超过290℃,的平衡转化率随温度升高而增大的原因是。根据图中数据计算300℃时,的平衡产率为

    2. (2) 重整制的过程为:。发生的副反应为(1)中ii在刚性密闭容器中,进料比分别等于1.0、2.0,且起始时压强相同。平衡时甲烷的质量分数与温度的关系如图所示:

      ①曲线a的进料比为

      ②有利于提高平衡转化率的措施是。(写出两条)。

      ③M点的平衡转化率为85%,的平衡转化率为88%,则副反应的压强平衡常数(保留2位有效数字)。(已知:分压=总压×该组分的物质的量分数)

  • 27. (2022·铜仁模拟) 汽车尾气已成为城市空气的主要污染源之一,在汽车尾气处理系统中安装催化转化器,可减少CO和NOx的排放。

    已知: i. CO(g)+NO2(g)  CO2(g)+NO(g) ΔH1= -15.9 kJ·mol-1

    ii.2CO(g)+ 2NO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH2= -623 kJ·mol-1

    iii. 4CO(g)+ 2NO2(g)  4CO2(g)+N2(g) ΔH3

    回答下列问题:

    1. (1) ΔH3kJ·mol-1
    2. (2) 我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了反应ii的反应历程,该反应经历了I、II、III三个过渡态。下图显示的是反应路径中每一阶段内各驻点的能量相对于此阶段内反应物能量的能量之差。以下说法正确的是 (填字母序号)。

      a. N2O比更容易与CO发生反应

      b.整个反应分为三个基元反应阶段,其中第一个反应阶段活化能最大

      c.其他条件不变,增大压强或使用催化剂均可以增大反应速率,提高反应物的转化率

    3. (3) 一定温度下,将1 molCO、2 molNO充入2L固定容积的容器中发生反应ii,反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示。

      ①该反应化学平衡常数的表达式K=

      ②前2 min内的平均反应速率v(NO)= 

      ③8 min时,若改变反应条件,导致N2的物质的量发生如图所示的变化,则改变的条件可能是

    4. (4) 实验室模拟反应iii在相同的密闭容器中加入2 molCO和1 mol NO2 , 经过相同时间,测得NO2的转化率[α(NO2)]随温度的变化如图所示。1050K前NO2的转化率随温度升高而增大,原因是 ; 在1050K时,NO2的体积分数为 。

  • 28. (2022·临汾模拟) 研究NOx、SO2和CO等气体的相关反应对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。请回答下列问题:
    1. (1) 已知:①NO2(g)+CO(g)⇌CO2(g)+NO(g)△H1=-233kJ·mol-1

      ②N2(g)+O2(g)⇌NO(g)△H2=+179kJ·mol-1

      ③2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H3=-111.9kJ·mol-1

      则2NO2(g)+4CO(g)⇌4CO2(g)+N2(g)△H=

    2. (2) 研究发现(1)中反应③分两步进行:

      第一步:快反应2NO(g)⇌N2O2(g)△H<0

      第二步:慢反应N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H<0

      活化能大小比较:Ea(第一步)Ea(第二步)(填“大于”、“等于”或“小于”)。

    3. (3) 在混有NO2(g)和N2O4(g)的VL密闭容器中发生反应2NO2(g)⇌N2O4(g)△H<0,随着温度升高,体系中各物质平衡时的物质的量分数的变化关系如图1所示。曲线(填“a”或“b”)表示NO2的物质的量分数x%与温度的变化关系。若T1℃时,混合气体的物质的量为zmol,升温至T2℃,反应tmin达到平衡,该过程以N2O4表示的平均化学反应速率为v0mol·L-1·min-1 , 则T2℃时平衡体系中n(N2O4)=mol(用含z、v0、t的式子表示),此时物质的量分数平衡常数Kx=(用物质的量分数代替平衡浓度)。

    4. (4) V2O5/炭基材料(活性炭、活性焦、活炭纤维)也可以脱硫脱硝。V2O5/炭基材料脱硫原理是:SO2在炭表面被吸附,吸附态SO2在炭表面被催化氧化为SO3 , SO3再转化为硫酸盐等。

      ①V2O5/炭基材料脱硫时,通过红外光谱发现脱硫开始后催化剂表面出现了VOSO4的吸收峰,再通入O2后VOSO4吸收峰消失,该脱硫反应过程可表示为:SO2+V2O5+O2=VOSO4(配平方程式)(用化学方程式表示)。

      ②气体流速和温度一定时,烟气中O2浓度对V2O5/炭基材料催化剂脱硫脱硝活性的影响如图2所示。当O2浓度过高时,去除率下降的可能原因是

  • 29. (2022·聊城模拟) “双碳”目标大背景下,研发CO2利用技术,降低空气中的CO2含量成为研究热点。
    1. (1) 重整制CO的反应为:

      已知:

      时,将CO2和CH4按物质的量之比为1∶1充入密闭容器中,分别在无催化剂及 催化下反应相同时间,测得CO2的转化率与温度的关系如图所示:

      A点CO2转化率相等的原因是

    2. (2) 工业上CO2催化加氢制乙烯的反应为:

      ①在恒容密闭容器中,起始压强相同,CO2的平衡转化率随反应温度、起始投料比[ ]的变化如图。则f3(填“>”、“=”或“<”,下同);B、C两点的化学平衡常数

      ②当x=3时,保持体系压强始终为 ,平衡时四种组分的物质的量分数y随温度T的变化如图所示。代表 的变化曲线是;根据图中D(390,0.12)点,列出该反应的平衡常数计算式 (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。

    3. (3) 我国化学工作者设计出一种电解装置,该装置在碱性条件下能将CO2和甘油(C3H8O3)分别转化为合成气(CO、H2)和甘油醛( )。电解过程中,阴极附近溶液的pH(填“增大”、“减小”或“不变”),阳极的电极反应式为
  • 30. (2022·齐齐哈尔模拟) 含氯化合物的反应在化学工业中具有重要的地位。回答下列问题:
    1. (1) 次氯酸钠氧化法可以制备Na2FeO4

      已知:2H2(g) +O2(g)=2H2O(l) ΔH=a kJ·mol-1

      NaCl(aq)+H2O(l)=NaClO(aq)+ H2(g) ΔH =b kJ·mol-1

      4Na2FeO4 (aq) + 10H2O(l)=4Fe(OH)3(s) +3O2 (g)十8NaOH(aq) ΔH=c kJ·mol-1

      反应2Fe(OH)3(s)十3NaClO(aq) + 4NaOH(aq)=2Na2FeO4 (aq) + 3NaCl(aq) +5H2O(l)的 △H=kJ·mol-1

    2. (2) 光气(COCl2)是重要的含氯化合物。常用于医药、农药制造,工业上利用一氧化碳和氯气反应制备,反应方程式为CO(g)+Cl2(g) COCl2(g)。在1 L恒温恒容密闭容器 中充入2.5molCO和1.5molCl2 , 在催化剂作用下发生反应,测得CO及COCl2的物质的量随时间变化如图1所示:

      ①0~15s内,Cl2的平均反应速率为mol· L-1·min-1

      ②第一次平衡时,CO的平衡转化率为;此温度下,该反应的平衡常数KC=(保留两位有效数字)。

      ③在第20 s时,改变的条件是

    3. (3) 工业上常用氯苯(C6H5-Cl)和硫化氢(H2S)反应来制备一种用途广泛的有机合成中间体苯硫酚(C6H5-SH) ,但会有副产物苯(C6 H6)生成。

      Ⅰ.C6H5-Cl(g)+H2S(g C6H5-SH(g)+HCl(g) ΔH1= -16.8 kJ·mol-1

      Ⅱ.C6H5- Cl(g)+ H2S(g)=C6H6(g)+HCl(g)+ S8(g) △H2= - 45.8 kJ·mol-1

      ①将一定量的C6H5-Cl和H2S的混合气体充入恒容的密闭容器中,控制反应温度为T(假设只发生反应Ⅰ),下列可以作为反应Ⅰ达到平衡的判据是(填字母)。

      A.气体的压强不变        B.平衡常数不变

      C. v(H2S)= v(HCl)     D.容器内气体密度不变

      ②现将一定量的C6H5-Cl和H2S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20 min测定生成物的浓度,得到图2和图3。

      (R为H2S与C6H6-Cl的起始物质的量之比),图2显示温度较低时C6H5-SH浓度的增加程度大于C6H6 , 从活化能角度分析其主要原因是;结合图2和图3,该模拟工业生产制备C6H5 - SH的适宜条件为

  • 31. (2022·衡水模拟) 1,6−己二醇是一种重要的化工原料,与乙二醇相比,用1,6−己二醇为原料制备的聚酯具有更为优异的柔韧性和抗腐蚀性。工业上利用己二酸二甲酯加氢制备1,6−己二醇,该反应的化学方程式如图:

    (g)+4H2(g)→ (g)+2CH3OH(g) ΔH。

    1. (1) 已知:

      化学键

      C=O

      C−O

      C−H

      C−C

      O−H

      H−H

      键能/ kJ∙mol−1

      745

      358

      413

      347

      467

      436

      计算上述反应的△H=;此反应自发进行的条件是(填“高温易自发”“低温易自发”或“任何温度都能自发”)。

    2. (2) 将组成(物质的量分数)为4n%H2(g)、n% (g)的气体通入刚性密闭反应器中,在温度一定、压强为pMPa条件下只进行上述反应。平衡时,若压强为qMPa,平衡时 (g)的转化率为= (用p、q的代数式表示,下同),平衡常数Kp=(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
    3. (3) 科研小组在高压反应釜中进行催化加氢反应,对己二酸二甲酯制备1,6−己二醇的工艺条件进行了研究。图甲和图乙为此反应在相同时间时,反应压力、反应温度与反应物的转化率和1,6−己二醇选择性的变化关系。

      已知,选择性= ×100%。

      ①由图可知,在压强为27MPa时,己二酸二甲酯制备1,6−己二醇应选择的合适温度为;选择此温度的理由是;当260℃时,转化率随着压强增大而不断增大的原因是

      ②图丙为反应时间与加氢反应时反应物的转化率和选择性的关系。

      综合考虑,反应时间控制在5h左右较为合适。此时1,6−己二醇的产率为

  • 32. (2022·淮北模拟) 煤、石油等传统能源使用时污染严重,且日渐枯竭,科学家们寻找其他清洁能源作为替代品,其中甲烷的开发利用成为一个热点。以下是甲烷水蒸气重整的应用:

    已知:①

    1. (1) 甲烷水蒸气重整原理CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g) △H3 , 则△H3=kJ/mol。
    2. (2) 向恒容容器中加入1 molCH4和2 molH2O,在恒定的温度,初始压强a MPa下进行反应,

      ①当分离出0.8molH2时,分离比η=。(分离比 ,实际 分离量与CH4完全转化时得到的H2量的比例,体现H2分离的程度)。

      ②下图是甲烷平衡转化率与温度、H2分离比的关系,其中η1、η2、η3的由大到小的关系是

      ③η3=0.25时,A点气体的总压p(总)a MPa(填“>”、“=”、“<”);H2的分压p(H2)=MPa;平衡常数Kp=(MPa)2

    3. (3) 从反应体系中分离出H2、CO2需要消耗能量(分离能耗),不同的分离方式需要的分离能耗与甲烷平衡转化率的关系如下图所示:

      在提供相同的分离能量时,哪种分离方式更有利于提高甲烷平衡转化率

  • 33. (2022·临沂模拟) 氢能源具有广泛的应用前景,甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一,涉及反应如下:

    I.CH4(g)+H2O(g)  CO(g)+3H2(g) △H1

    II.CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g) △H2<0

    III.CH4(g) +2H2O(g) CO2(g)+4H2(g) △H3>0

    回答下列问题:

    1. (1) 为标准摩尔生成焓,其定义为标准状态下,由稳定相态的单质生成1mol该物质的焓变。对于稳定相态单质,其为零。部分物质的标准摩尔生成焓如下表。

      物质

      CH4(g)

      CO(g)

      H2O(1)

      /(kJ·mol-1)

      -75

      -110.5

      -285.8

      △H1=kJ·mol-1[已知:H2O(g)= H2O(1)△H= -44kJ·mol-1]。

    2. (2) 某温度下,CH4(g)和H2O(g)按投料比1:3加入密闭容器中催化重整制取高纯氢,平衡时CH4的转化率为80%,H2的体积分数为50%,则H2O的转化率为;反应物投料比小于反应的化学计量数之比,目的是
    3. (3) 用CaO可以去除CO2。H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图所示。从t1时开始,H2体积分数显著降低,单位时间CaO消耗率(填“升高”“降低”或“不变”)。此时CaO消耗率约为35%,大部分已失效,原因是

    4. (4) 在一定条件下,选择合适的催化剂发生反应CO(g)+H2O(g) CO2(g) +H2(g),调整CO和H2O初始投料比,测得CO的平衡转化率如图。

      已知:反应速率=-=kx(CO)·x(H2O)-kx(CO2)·x(H2),k、k分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数。A、B、D、E四点中温度最高的是,在C点所示投料比下,当CO转化率达到40%时, =

  • 34. (2022·克拉玛依模拟)              
    1. (1) I.已知下列热化学方程式

      ①NaHCO3(s)=Na+(aq)+HCO(aq) ΔH=+18.81kJ·mol-1

      ②Na2CO3(s)=2Na+(aq)+CO(aq) ΔH=-16.44kJ·mol-1

      ③2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(l) ΔH=+92.34kJ·mol-1

      回答下列问题:

      2HCO(aq)=CO(aq)+CO2(g)+H2O(l)ΔH=kJ·mol-1。资料显示,NaHCO3固体加热到100℃发生分解,但是加热NaHCO3溶液不到80℃就有大量CO2气体放出,用反应热角度说明原因

    2. (2) NaHCO3溶液中主要存在2种化学平衡:

      a.HCO+H2OH2CO3+OH-

      b.2HCOCO+H2O+CO2

      根据理论计算0.10mol·L-1NaHCO3溶液中2个反应的转化率随温度变化如图1所示(不考虑相互影响):

      ①计算25℃0.10mol·L-1NaHCO3溶液中CO2与H2CO3的总浓度最大可能为mol·L-1

      ②加热蒸干NaHCO3溶液最后得到的固体是

    3. (3) II.研究得出当甲烷分解时,几种气体平衡时分压(Pa)与温度(℃)的关系如图2:

      T1℃时,向1L恒容密闭容器中充入0.3molCH4 , 只发生反应2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,c(C2H4)=c(CH4),则CH4的平衡转化率为(小数点后保留一位);上述平衡状态某一时刻,若改变温度至T2℃,CH4以0.01mol·L-1·s-1的平均速率增多,经ts后再次达到平衡,且平衡时,c(CH4)=2c(C2H4),则t=s。

    4. (4) 列式计算反应2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)在图2中A点温度时的平衡常数K=(用平衡分压代替平衡浓度计算,lg0.05=-1.3)。
    5. (5) 由图2可知,甲烷裂解制乙炔有副产物乙烯生成,为提高甲烷制乙炔的转化率,除改变温度外,还可采取的措施有
  • 35. (2022·舟山模拟) 近年来CO2变废为宝,改善环境是科学研究的重要课题,对于实现废气资源的再利用及碳循环经济技术的发展都具有重要意义。
    1. (1) I.已知CO2、C2H6为原料合成C2H4涉及的主要反应如下:

      ①C2H6(g) CH4(g)+H2(g)+C(s) △H1=+9kJ·mol-1

      ②C2H4(g)+H2(g)  C2H6(g) △H2=-136 kJ·mol-1

      ③H2(g)+CO2(g)  H2O(g)+CO(g) △H3=+41 kJ·mol-1

      ④CO2(g)+C2H6(g) C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) △H4

      △H4=,0.1MPa 时向密闭容器中充入CO2和C2H6 , 发生反应④,温度对催化剂K- Fe-Mn/Si 性能的影响如图:

      工业生产综合各方面的因素,根据图中的信息判断反应的最佳温度是 ℃。

    2. (2) 在800℃时,n(CO2):n(C2H6)=1: 3,充入一定体积的密闭容器中,在有催化剂存在的条件下,发生反应④,初始压强为p0 , 一段时间后达到平衡,产物的总物质的量与剩余反应物的总物质的量相等,则该温度下反应的平衡常数Kp=(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,用最简分式表示)。
    3. (3) II.CO2和H2制备CH3OH,可实现CO2的资源化利用,涉及的反应如下:

      主反应: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H <0

      副反应: CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H>0

      将反应物混合气体按进料比n(CO2): n(H2)=1: 3通入反应装置中,选择合适的催化剂,发生上述反应。

      不同温度下,CO2的平衡转化率如图①所示,温度高于503K时,CO2 的平衡转化率随温度的升高而增大的原因是。 实际生产中,保持压强不变,相同反应时间内不同温度下CH3OH的产率如图②所示,由图可知,523K时CH3OH的产率最大,可能的原因是

    4. (4) III.捕碳技术(主要指捕获CO2在降低温室气体排放中具有重要的作用。

      已知: NH3·H2O的Kb=1.7 ×10-5 , H2CO3的Ka1=4.3 ×10-7 , Ka2 =5.6 ×10-11。工业生产尾气中的CO2捕获技术之一是氨水溶液吸收技术,工艺流程是将烟气冷却至20℃后用氨水吸收过量的CO2。吸收反应的化学反应方程式为,所得溶液离子浓度由大到小的顺序是(不考虑二氧化碳的溶解)。

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