高考二轮复习知识点:热化学方程式1

试卷更新日期:2023-07-30 类型:二轮复习

一、选择题

  • 1. 甲基叔丁基醚(MTBE)是一种高辛烷值汽油添加剂,可由甲醇和异丁烯(以IB表示)在催化剂作用下合成,其反应过程中各物质相对能量与反应历程的关系如图所示(其中N1表示甲醇和异丁烯同时被吸附,N2表示甲醇先被吸附,N3表示异丁烯先被吸附),下列说法错误的是

    A、三种反应历程中,N1反应速率最快 B、该条件下反应的热化学方程式为:CH3OH(g)+IB(g)MTBE(g)  ΔH=4QkJmol1 C、甲醇比IB更易被催化剂吸附,所以若甲醇过多会占据催化剂表面从而减慢合成速率 D、同温同压下,只要起始投料相同,相同时间三种途径MTBE的产率一定相同
  • 2. 下图是用钌(Ru)基催化剂催化CO2(g)H2(g)的反应示意图,当反应生成46g液态HCOOH时放出31.2kJ的热量。下列说法错误的是

    A、反应历程中存在极性键、非极性键的断裂与形成 B、图示中物质I为该反应的催化剂,物质II、III为中间产物 C、使用催化剂可以降低反应的活化能,但无法改变反应的焓变 D、由题意知:HCOOH(l)=CO2(g)+H2(g)  ΔH=+31.2kJmol1
  • 3. 以乙炔和1,2-二氯乙烷为原料生产氯乙烯包括如下反应:

    反应I:ClCH2CH2Cl(g)→HCl(g)+CH2=CHCl(g) ΔH1=+69.7 kJ•mol-1

    反应Ⅱ:HC≡CH(g)+HCl(g)→CH2=CHCl(g) ΔH2=-98.8 kJ•mol-1

    1.0×105Pa下,分别用如表三种方式进行投料,不同温度下反应达到平衡时相关数据如图所示。

    方式

    气体投料

    平衡时相关数据

    ClCH2CH2Cl

    ClCH2CH2Cl转化率

    n(HC≡CH):n(HCl)=1:1

    HC≡CH转化率

    n(ClCH2CH2Cl):n(HC≡CH)=1:1

    CH2=CHCl产率

    下列说法错误的

    A、反应ClCH2CH2Cl(g)+HC≡CH(g)→2CH2=CHCl(g)的ΔH=-29.1 kJ•mol-1 B、曲线①表示平衡时ClCH2CH2Cl转化率随温度的变化 C、按方式丙投料,其他条件不变,移去部分CH2=CHCl可能使CH2=CHCl的产率从X点的值升至Y点的值 D、在催化剂作用下按方式丙投料,反应达到平衡时CH2=CHCl的产率(图中Z点)低于X点的原因可能是催化剂活性降低
  • 4. 设NA为阿伏加德罗常数的值。接触法制备硫酸的原理:(1)4FeS2+11O2__2Fe2O3+8SO2;(2)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-98.3 kJmol-1;(3)SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)ΔH=-a kJmol-1。下列说法正确的是
    A、1 L pH=1的硫酸溶液中含H+的数目为0.2NA B、反应(2)中SO2O2反应放出98.3kJ热量时生成SO3分子的数目为2NA C、SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq)ΔH=-b kJmol-1 , 则b<a D、反应(1)中生成22.4 L SO2转移的电子数为5.5NA
  • 5. 下图是我国科研工作者研究MgO(s)CH4(g)作用最终生成Mg(s)CH3OH(g)的物质相对能量-反应进程曲线。下列叙述错误的是

    A、中间体OMgCH4(s)MgOCH4(s)更稳定 B、该反应进程中的最大能垒(活化能)为350.6kJmol1 C、生成HOMgCH3(s)的过程中有极性键的断裂和形成 D、总反应的热化学方程式为MgO(s)+CH4(g)=Mg(s)+CH3OH(g)  ΔH=146.1kJmol1
  • 6. 25101kPa下,①H2O(l)=H2(g)+12O2(g)ΔH1=+285.8kJ/mol

    H2O(l)=H2O(g)ΔH2=+44.0kJ/mol

    下列说法错误的

    A、液态水变为水蒸气破坏的是分子间作用力 B、水分解为氢气和氧气,断键吸收的总能量大于成键放出的总能量 C、标准状况下,11.2L水中含共用电子对总数约为6.02×1023 D、25101kPa下,H2O(g)=H2(g)+12O2(g)ΔH=+241.8kJ/mol
  • 7. Ni可活化C2H6制得CH4 , 其反应历程如图所示:

    下列关于活化历程的说法正确的是(   )

    A、中间体2→中间体3的活化能小于中间体1→中间体2 B、Ni在该反应中作催化剂 C、可以用焓判据来判断该反应是否自发进行 D、Ni(s)+C2H6(g)=NiCH2(s)+CH4(g) ΔH=+6.57kJ·mol-1
  • 8. CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,其过程中主要发生下列反应:

    反应I:CO2(g)+H2(g) =CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2 kJ·mol−1

    反应II:2CO2(g)+6H2(g) =CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-122.5 kJ·mol−1

    在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。 (CH3OCH3的选择性=2×CH3OCH3CO2×100%)

    下列说法错误的是(   )

    A、CO的选择性随温度的升高逐渐增大 B、反应2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-204.9 kJ·mol−1 C、在240~320℃范围内,温度升高,平衡时CH3OCH3的物质的量先增大后减小 D、反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点),增大压强可能将CH3OCH3的选择性提升到B点
  • 9.  已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+483.6kJ。下列说法正确的是(   )
    A、1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量小于241.8KJ B、1mol水蒸气完全分解成氢气与氧气,需吸收241.8kJ热量 C、2mol氢气与1mol氧气的总能量小于2mol 水蒸气的总能量 D、2mol氢氢键和1mol氧氧键拆开所消耗的能量大于4mol氢氧键成键所放出的能量
  • 10. CO2还原为甲醇是人工合成淀粉的第一步。CO2催化加氢主要反应有:

    反应I.CO2(g)+ 3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H1= - 49.4 kJ·mol-1

    反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+ H2O(g) △H2=+41.2 kJ ·mol-1

    压强分别为p1、p2时,将 n(CO2)n(H2) =1:3的混合气体置于密闭容器中反应,不同温度下体系中CO2的平衡转化率和CH3OH、CO的选择性如图所示。CH3OH(或CO)的选择性= n(CH3OH)n(CO)n(CO2)

    下列说法正确的是(   )

    A、反应CO(g)+ 2H2(g)= CH3OH(g) △H= -8.2 kJ·mol-1 B、曲线③、④表示CO的选择性,且pl>p2 C、相同温度下,反应I、Ⅱ的平衡常数K(I)>K(Ⅱ) D、保持反应温度不变,使CO2的平衡转化率达到X点,改变的条件可能是增大 n(CO2)n(H2) 或增大压强
  • 11. ICl与H2能发生的总反应为H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g)   △H<0。

    已知:①该反应分两步完成,第一步为 H2(g)+ICl(g)=HI(g)+HCl(g)

    ②两步反应的活化能分别为Ea1、Ea2 , 且Ea1>Ea2

    下列判断正确的是(   )

    A、总反应中I2为氧化产物 B、第一步的化学反应速率大于第二步的化学反应速率 C、已知键能: H-H>I-I ,可推知键能H-Cl<I-Cl D、第二步的化学方程式可能为 HI(g)+ICl(g)=HCl(g)+I2(g)
  • 12. 对于反应4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g),下列说法正确的是(   )
    A、该反应△S>0 B、使用催化剂能降低该反应的△H C、反应中每消耗1molO2转移电子数约为4×6.02×1023 D、反应的平衡常数为K=c2(Cl2)c4(HCl)×c(O2)
  • 13. 下列方程式与所给事实不相符的是(   )
    A、SO2通入氯水中,溶液褪色:SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4 B、酚酞滴入NaHCO3溶液中变为浅红色:HCO3CO32+H+ C、冷凝NO2气体得到N2O4液体:2NO2(g)N2O4(l)ΔH<0 D、制备Fe(OH)2时,需除去溶液中的氧气,防止发生:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
  • 14. 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CH3OH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:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)     ΔH=49.0kJmol1

    反应II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)     ΔH=+41.0kJmol1

    下列说法正确的是(   )

    A、1个固态CO2晶胞(如上图)中含14个CO2分子 B、反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=+90.0kJmol1 C、用E表示键能,反应I的ΔH=3E(CH)+E(CO)+3E(OH)2E(C=O)3E(HH) D、CH3OH能与水互溶,主要原因是CH3OHH2O分子间形成氢键
  • 15. 下图是能量示意图,由此判断热化学方程式正确的是(   )

    A、O(g)+2H(g)12O2(g)+H2(g)-685kJ B、OH(g)+H(g)O(g)+2H(g)+427kJ C、12O2(g)+H2(g)H2O(g)+244kJ D、O(g)+2H(g)H2O(g)-1187kJ
  • 16. 理论研究表明,在101kPa和298K下,HCN(g) HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是 (   )

    A、HCN和HNC中碳氮键完全相同 B、HCN和HNC互为同素异形体 C、1molHNC(g)的能量高于1molHCN(g) D、HCN(g) HNC(g)+59.3kJ
  • 17. 一定条件下氨气和氯气反应的能量与反应过程如图所示,下列说法正确的是(   )

    A、相同条件下Cl2比HCl稳定 B、过程I:断裂极性键和非极性键 C、过程Ⅱ:形成极性键和非极性键 D、热化学方程式为NH3(g)+Cl2(g)→NH2Cl(g)+HCl(g)        △H=+11.3KJ

二、多选题

  • 18. 中国科学院化学研究所报道了化合物1催化CO2氢化机理。其机理中化合物1(催化剂,固态)→化合物2(中间产物,固态)的过程和其相对能量曲线如下图所示。下列说法错误的是(   )

    A、化合物1与CO2反应生成化合物2的过程中有两个过渡态TS11-2、TS21-2 , 说明这一过程包含两个基元反应 B、图中Ⅰl-2与化合物2互为同分异构体 C、过程①的活化能高于过程②的活化能 D、过程①的热化学方程式为:I(s)+CO2(g)=I1-2 (s)   △H=2.08 kJ·mol-1

三、非选择题

  • 19. 硫酸是一种重要的基本化工产品,接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化:SO2(g)+ 12 O2(g) 钒催化剂 SO3(g)  ΔH=−98 kJ·mol−1。回答下列问题:
    (1)、钒催化剂参与反应的能量变化如图所示,V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为:

    (2)、当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下,SO2平衡转化率α随温度的变化如图所示。反应在5.0MPa、550℃时的α= , 判断的依据是。影响α的因素有

    (3)、将组成(物质的量分数)为2m% SO2(g)、m% O2(g)和q% N2(g)的气体通入反应器,在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时,若SO2转化率为α,则SO3压强为 , 平衡常数Kp=(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
    (4)、研究表明,SO2催化氧化的反应速率方程为:v=k( αα' −1)0.8(1−nα')。式中:k为反应速率常数,随温度t升高而增大;α为SO2平衡转化率,α'为某时刻SO2转化率,n为常数。在α'=0.90时,将一系列温度下的k、α值代入上述速率方程,得到v~t曲线,如图所示。

    曲线上v最大值所对应温度称为该α'下反应的最适宜温度tm。t<tm时,v逐渐提高;t>tm后,v逐渐下降。原因是

  • 20. 氢能源是最具有应用前景的能源之一,高纯氢的制备是目前的研究热点。
    (1)、甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。

    ①反应器中初始反应的生成物为 H2CO2 ,其物质的量之比为4:1,甲烷和水蒸气反应的方程式是

    ②已知反应器中还存在如下反应:

    i.          CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)   H1

    ii.          CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)   H2

    iii.          CH4(g)=C(s)+2H2(g)   H3 ·

    Ⅲ为积碳反应,利用 H1H2 计算 H3 时,还需要利用 反应的 H

    ③反应物投料比采用 n(H2O)n(CH4)=41 ,大于初始反应的化学计量数之比,目的是(选填字母序号)

    a.促进 CH4 转化

    b.促进 CO 转化为 CO2

    c.减少积碳生成

    ④用 CaO 可以去除 CO2H2 体积分数和 CaO  消耗率随时间变化关系如下图所示。

    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 3500 ,但已失效,结合化学方程式解释原因:

    (2)、可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如下。通过控制开关连接 K1K2 ,可交替得到 H2O2

    ①制 H2 时,连接

    产生 H2 的电极方程式是

    ②改变开关连接方式,可得 O2

    ③结合①和②中电极3的电极反应式,说明电极3的作用:

  • 21. 1-氯丙烷是一种重要的有机合成中间体,在一定温度下可以转化为2-氯丙烷,其转化原理如下:

    i.(g)+HCl(g) (g) ΔH1=-271.96kJ·mol-1

    ⅱ.(g)+HCl(g)(g) ΔH2=-267.80kJ·mol-1

    回答下列问题:

    (1)、1-氯丙烷转化为2-氯丙烷的热化学方程式为
    (2)、在恒温恒压条件下,将丙烯和HCl按起始投料n(丙烯):n(HCl)=1:2匀速通过装有等量相同催化剂的反应器,测得不同温度下丙烯和HCl的转化率如图(忽略温度对催化剂的影响);

    ①表示HCl转化率的曲线为(填“L1”或“L2”),理由为

    ②T1温度下丙烯转化率最高的原因为

    ③已知T2温度下,平衡时2-氯丙烷的体积分数为10%,则1-氯丙烷的体积分数为(保留两位有效数字,下同);反应i的平衡常数Kx= [对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)Kx=xp(C)xq(D)xm(A)xn(B) , x为物质的量分数]。

    (3)、向恒温恒容密闭容器中充入一定量的1-氯丙烷,只发生1氯丙烷转化为2-氯丙烷的反应。保持温度不变,向平衡体系中再充入一定量的1-氯丙烷,再次平衡后,1氯丙烷的体积分数(填“增大”“减小”或“不变”),原因为
  • 22. 习近平主席在第75届联合国大会提出,我国要在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和的目标。因此二氧化碳的固定和转化成为科学家研究的重要课题。
    (1)、以CO2和H2为原料合成乙烯,其反应的过程分两步进行:

    I.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.3kJ·mol-1

    Ⅱ.2CO(g)+4H2(g) C2H4(g)+2H2O(g) ΔH=+210.5kJ·mol-1

    CO2加氢合成乙烯的热化学方程式为

    (2)、2021年9月24日,我国科学家在《Science》上发表论文《无细胞化学酶法从二氧化碳合成淀粉》,代表着人类人工合成淀粉领域的重大颠覆性和原创性突破。该实验方法首先将CO2催化还原为CH3OH,探究CH3OH合成反应的化学平衡影响因素,有利于提高CH3OH的产率,CO2和H2在某种催化剂作用下可同时发生以下两个反应:

    I.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=—48.5kJ·mol-1

    Ⅱ.2CO2(g)+5H2(g) C2H2(g)+4H2O(g) ΔH=+37.1kJ·mol-1

    在压强为P,CO2、H2的起始投料为1:3的条件下,发生反应I、Ⅱ,实验测得CO2的平衡转化率和平衡时CH3OH的选择性随温度的变化如图所示:

    已知:CH3OH的选择性=CH3OHCO2×100%

    ①有利于提高CH3OH的选择性的措施有(填序号)。

    A.适当降温    B.适当升温    C.选择合适的催化剂

    ②温度高于350℃时,体系中发生的反应以(填“I”或“Ⅱ”)为主,并说明理由

    ③其中表示平衡时CH3OH的选择性的曲线是填“a”或“b”)。

    ④400℃时,在该压强及投料比的条件下,利用图示所给数据计算H2的转化率为(保留三位有效数字)。

    (3)、二氧化碳甲烷化技术是一种最有效的对二氧化碳循环再利用的技术。用如图装置电解二氧化碳制取甲烷,温度控制在10℃左右,持续通入二氧化碳,电解过程中KHCO3物质的量基本不变,则阴极反应式为

  • 23. NH3在化学工业中是重要的原料,可以制备尿素、硝酸、丙烯腈等产品。回答下列问题:
    (1)、N2(g)与H2(g)反应的能量变化如图1所示。则N2(g)与H2(g)制备NH3(1)的热化学方程式为。对于合成氨反应,既可以提高平衡体系中NH3的百分含量,又能加快反应速率的措施是(填字母)。

    a.升高温度        b.将平衡体系中的氨气分离出来

    c.增大体系压强    d.加入合适的催化剂

    (2)、合成氨反应中,正反应速率v=k·c(N2)·c3(H2),逆反应速率v=k·c2(NH3),k、k为速率常数。正反应和逆反应的平衡常数与温度的关系如图2所示:

    ①表示逆反应的平衡常数与温度变化关系的曲线为(填“L1”或“L2”),理由为

    ②T0℃时,kk=

    (3)、以氨、丙烯、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下:

    主反应:C3H6(g)+NH3(g)+ 32O2(g) C3H3N(g)+3H2O(g) ΔH= -515 kJ·mol-1

    副反应:C3H6(g)+O2(g) C3H4O(g)+H2O(g) ΔH=- 353kJ·mol-1

    已知:丙烯腈的产率=-n(C3H3N)n(C3H6) ×100%,丙烯腈的选择性= n(C3H3N)n(C3H3N)+n(C3H4O)×100%,某气体分压=总压强 ×该气体物质的量分数。

    ①一定条件下,平衡时丙烯腈的选择性与温度、压强的关系如图3所示,则p1、p2、p3由大到小的顺序为。原因是

    ②某温度下,向压强恒为100 kPa的密闭容器中通入1molC3H6、1molNH3和1.5molO2 , 发生上述反应。平衡时测得C3H6转化率为90%,H2O(g)的物质的量为2.5 mol,则平衡时C3H3N的分压为kPa(保留3位有效数字),此温度下副反应的Kp=

  • 24. 将煤炭转化为烯烃(乙烯、丙烯等)既可以减少CO2的排放,又可以制备重要的化工原料。该过程先转化为二甲醚CH3OCH3 , 再转化为烯烃。
    (1)、制备二甲醚的主要反应:

    反应Ⅰ:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH1=+131.3kJmol1

    反应Ⅱ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH2=547.4kJmol1

    反应Ⅲ:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH3=+85.2kJmol1

    ①“反应Ⅰ”能自发进行的条件是(填“高温”“低温”或“任意温度”)。

    ②某反应X的平衡常数表达式为Kp=p(CH3OCH3)p(CO)p3(H2) , 则反应X的热化学方程式为

    (2)、二甲醚制备烯烃的主要反应:

    反应Ⅳ:2CH3OCH3(g)C2H4(g)+2CH3OH(g)ΔH4=+196.3kJmol1

    反应Ⅴ:C2H4(g)+CH3OCH3(g)C3H6(g)+CH3OH(g)ΔH5=48.1kJmol1

    ①该反应过程常用的催化剂有两种,ZSM-5以及SAPO-34,它们都是多孔笼状结构,ZSM-5笼状孔径约为0.55nm,SAPO-34约为0.4nm。相同条件下,催化剂SAPO-34反应(如图1)获得的产物中,n(C2H4):n(C3H6)更大的原因是

    ②一定温度下,在体积为1L的密闭容器中投入2mol CH3OCH3发生“反应Ⅳ”和“反应Ⅴ”,初始总压为po , 反应到达平衡时总压为1.2po , 且n(C2H4):n(C3H6)=1:1。则平衡时体系CH3OCH3转化率α(CH3OCH3)=。“反应Ⅴ”的平衡常数Kp=

    (3)、用下图装置电解二氧化碳可制取甲醇,控制在一定温度左右,持续通入二氧化碳,电解过程中HCO3物质的量基本不变。a是电源的极,阴极电极反应式为

  • 25. 在某空间站氧循环系统中,涉及电解水,还有碳中和反应(如下):CO2(g)+4H2(g)2H2O(g)+CH4(g)。按要求回答下列问题。
    (1)、电解液态水制备1 mol H2(g)的反应中,ΔH=+286kJmol-1。写出H2(g)燃烧热的热化学方程式:
    (2)、系统碳中和反应的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。

    ①由图1可推知:该反应的ΔH0(填“>”或“<”);

    ②若系统碳中和反应为基元反应,且反应的ΔH与活化能(Ea)的关系为|ΔH|>Ea。在图2中补充完成该反应过程的能量变化示意图。

    ③某小组模拟该反应,t℃下,向容积为10 L的密闭容器中通入5.2 mol CO2和0.9 mol H2 , 反应平衡后测得容器中n(CH4)=0.2mol。则H2的转化率为 , 平衡常数的值为

    (3)、在相同条件下CO2(g)H2(g)还会发生不利于氧循环的如下副反应:CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g)。在反应器中按c(CO2)c(H2)=14通入反应物,在不同温度、不同催化剂条件下,反应进行到2 min时,测得反应器中CH3OHCH4浓度(μmolL-1)如下表所示。

    催化剂

    t=350

    t=400

    c(CH3OH)

    c(CH4)

    c(CH3OH)

    c(CH4)

    A

    10.8

    12722

    345.2

    41780

    B

    9.2

    10775

    34

    39932

    ①在选择使用催化剂A和350℃条件下反应,0~2 min生成CH3OH的平均反应速率为μmolL-1min-1

    ②若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂B和400℃的反应条件,其理由是

  • 26. 综合利用化石燃料,提高利用率,有助于实现“碳达峰、碳中和”。回答下列问题:
    (1)、Ⅰ.利用CH4-CO2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:

    CH4(g)C(ads)+2H2(g)

    C(ads)+CO2(g)2CO(g)

    上述反应中C(ads)为吸附活性炭,反应历程的能量变化如图所示:

    CH4-CO2干重整反应的热化学方程式为(选用E1E2E3E4E5的关系式表示反应热),反应Ⅱ是(填“慢反应”或“快反应”)。

    (2)、在恒压条件下,等物质的量的CH4(g)和CO2(g)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。已知在干重整中还发生了副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)    ΔH>0 , 则表示CH4平衡转化率的是曲线(填“A”或“B”),判断的依据是

    (3)、Ⅱ.在一密闭容器中,通入1mol CH4和3mol H2O(g)发生甲烷的水蒸气重整反应。甲烷的水蒸气重整涉及以下反应:

    CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

    CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

    如图所示,压强为P0kPa,温度低于700℃时,加入CaO可明显提高平衡体系混合气中H2的物质的量,原因是

    (4)、500℃时,反应相同时间后测得CH4的转化率随压强的变化如图所示。则图中E点和G点CH4的浓度大小关系为c(G)c(E)(填“>”“<”或“=”),结合两图中的相关数据,计算此温度下反应③的压力平衡常数Kp=(用分压代替浓度,分压等于总压×物质的量分数,列出计算式,无需化简)。

    (5)、我国科技工作者发明了一种电化学分解甲烷的方法。其电化学反应原理如图所示。请写出Ni-YSZ电极上发生的电极反应方程式

  • 27. CH4和CO2两种引发温室效应气体可以转化为合成气(H2和CO)进而可以解决能源问题:
    (1)、甲醇是新型的汽车动力燃料。工业上可通过H2和CO化合制备甲醇,该反应的热化学方程式为

    2H2(g) + CO(g)= CH3OH(1) ΔH1= -116kJ ·mol-1

    已知:CO(g) +12O2(g) =CO2(g) ΔH2= -283 kJ ·mol-1

    H2(g) +12O2(g) =H2O(g) ΔH3= -242 kJ ·mol-1

    H2O(g) =H2O(1) ΔH4= -44 kJ ·mol-1

    表示甲醇燃烧热的热化学方程式为

    (2)、CH4制备合成气反应CH4(g) +H2O(g)CO(g) + 3H2(g)通过计算机模拟实验。在400 ~ 1200℃,操作压强为3. 0MPa条件下,不同水碳比(1 ~10)进行了热力学计算,反应平衡体系中H2的物质的量分数与水碳比、平衡温度的关系如图所示。

    据模拟实验可知,该反应是(填“放热”或“吸热”)反应。平衡温度为750℃ ,水碳比为5时, H2的物质的量分数为0.3,则CH4的转化率为 , 用各物质的平衡分压计算Kp= MPa2。 (分压=总压 ×物质的量分数,结果保留2位小数)

    (3)、利用制备的甲醇可以催化制取丙烯,过程中发生如下反应:

    3CH3OH(g)C3H6(g) + 3H2O(g)。

    该反应VanˊtHoff方程的实验数据如图中曲线a所示,已知VanˊtHoff方程为lnK=-ΔHR·1T+C(ΔH为该反应的焓变,假设受温度影响忽略不计,K为平衡常数,R和C为常数) ,则该反应的焓变ΔH =kJ·mol-1。对于另一反应实验数据如图中的曲线b所示,若该反应焓变为ΔH ',则△HΔH ' (填“>”“<”或“=”);此公式说明对于某个反应,当升高相同温度时,其ΔH 的数值越大,平常数的变化值就( 填“越多”或“越少”)。

  • 28. 氢气作为清洁能源有着广泛的应用前景,请回答下列问题:
    (1)、I.转化脱硫:将天然气压入吸收塔,30℃时,在T.F菌作用下,酸性环境中脱硫过程示意图如下。

    过程ii的离子方程式是

    (2)、II.蒸气转化:在催化剂的作用下,水蒸气将CH4氧化。结合图回答问题。

    写出甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式:

    (3)、第II步为可逆反应。在800℃时,恒容密闭容器中CO的起始浓度为a mol/L,水蒸气的起始浓度为1.5a mol/L,达到化学平衡状态后,CO平衡转化率为60%,则此反应的平衡常数k=
    (4)、在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H2OCO2混合气体制备H2和CO,基本原理如图所示,X是电源的极(填“正”或“负”),电解池中阴极的反应式是

  • 29. 氨既是重要的化工产品,又是染料、医药等工业的重要原料。回答下列问题:
    (1)、“哈伯—博施法”合成氨反应的能量变化如图(a)所示,则合成氨的热化学方程式为:

    (2)、在不同条件下达到平衡,设体系中氨气的物质的量分数为x(NH3) , 在T=450°C下的x(NH3)与p、在p=5×107Pa下的x(NH3)与T关系如图(b)所示。

    (填“曲线a”或“曲线b”)表示的是T=450°C下的x(NH3)与p关系图像。

    ②当x(NH3)=0.10时,反应条件可能是

    (3)、Fe表面催化循环合成氨机理如下(*代表空白活性位,吸附在活性位上的物种用*标注,如H*),其中N2的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。

    a.H2+2*2H*        b.N2+*N2*

    c.N2+*2N*               d.N*+H*NH*+*

    e.NH*+H*NH*+*        f.

    g.NH3*NH3+*

    ①反应f为。实际生产中,原料气中N2H2物质的量之比为12.8。如此操作的原因有两点:

    ②已知:当2个原子被1个活性位吸附,这2个原子就容易成键。反应a~d中被1个活性位吸附的微粒是(填标号)。

    A.H2         B.H        C.N2        D.N        E.NH

    ③研究表明,某些物质(例如硫)能使催化剂永久中毒。依据上述反应机理分析催化剂中毒原因:

  • 30. 乙醇是一种重要的工业原料,被广泛应用于能源、化工、食品等领域,以下两种方法可实现乙醇的制备。
    (1)、I.采用催化乙烯水合制乙醇,该反应过程中能量变化如下图所示:

    反应物分子有效碰撞几率最大的步骤对应的基元反应为

    (2)、制备的无水乙醇在25℃,101kPa下,完全燃烧时放出热量QkJ,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀,则乙醇燃烧热的热化学方程式为
    (3)、II.以合成气催化合成乙醇是近年来研究的热点,其中乙酸甲酯CH3COOCH3催化加氢是制取乙醇的关键步骤之一,包括以下主要反应:

    CH3COOCH3(g)+2H2(g)C2H5OH(g)+CH3OH(g)  ΔH1=-71kJmol1

    CH3COOCH3(g)+H2(g)CH3CHO(g)+CH3OH(g)  ΔH2=+13.6kJmol1

    反应CH3CHO(g)+H2(g)C2H5OH(g)的ΔH= kJ/mol

    (4)、若在体积为2L的密闭容器中,控制CH3COOCH3流速为22.4m3h1(已换算为标准状况),CH3COOCH3的转化率为80.0%,则CH3COOCH3的反应速率为mol∙L-1∙min-1(保留三位有效数字),CH3COOCH3流速过大时乙酸甲酯的转化率下降,原因是
    (5)、向恒温恒压的两个密闭容器甲(25℃、p1)、乙(25℃、p2)放入物质的量均为amol的CH3COOCH3H2(g) , 若只发生反应②,其正反应速率v=kp(CH3COOCH3)p(H2) , p为物质分压,若容器甲与乙中平衡时正反应速率之比vv=1625 , 则甲、乙容器的体积之比为
    (6)、一定条件下在1L密闭容器内通入2.00molCH3COOCH3和3.96molH2发生反应①和②,测得不同温度下达平衡时CH3COOCH3转化率和乙醇的选择性如下图所示,260℃时反应①的平衡常数K=;温度高于240℃时,随温度升高乙醇的选择性降低的原因可能是

    [=n(CH3COOCH3)n(CH3COOCH3)]

  • 31. CO2的回收及综合利用越来越受到国际社会的重视,将CO2转化为高附加值化学品已成为有吸引力的解决方案。
    (1)、Ⅰ.以CO2H2为原料合成CH3OH

    CO2H2在某催化剂表面上合成CH3OH的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。

    该反应历程中活化能最小步骤的化学方程式为

    (2)、已知相关化学键的键能数据如下:

    化学键

    HH

    CH

    OH

    CO

    C=O

    E/kJmol1

    436

    414

    464

    326

    803

    结合表中数据及反应历程图,写出由CO2H2合成CH3OH的热化学方程式

    (3)、在一容积可变的密闭容器中,充入1molCO23molH2 , 发生上述反应,实验测得CO2在不同温度下的平衡转化率与总压强的关系如图所示:

    T1T2T3从高到低排序为

    ②请计算在T1温度下,该反应的压强平衡常数Kp=atm2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,保留三位有效数字)。

    (4)、Ⅱ.利用下列工艺脱除并利用水煤气中的温室气体CO2

    上述脱除CO2工艺中可循环利用的物质是;某温度下,当吸收塔中溶液pH=9时,溶液中c(CO32)c(HCO3)=(已知:该温度下H2CO3Ka1=4.6×107Ka2=5.0×1011)。

    (5)、用上述装置电解利用CO2气体,制取CH3OH燃料,铂电极上的电极反应式为。当玻碳电极上生成标准状况下22.4L O2时,通过质子交换膜的离子的物质的量为
    (6)、Ⅲ.以TiO2表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2CH4直接转化成乙酸

    在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~400℃时,生成乙酸的速率先减小后增大,理由是

  • 32. 乙酸是一种合成纤维、医药、农药、染料和粘合剂的重要的化工原料,也是优良的有机溶剂。
    (1)、已知CO的燃烧热为283kJ/mol;CH3OH的燃烧热为725kJ/mol;CH3COOH的燃烧热为870kJ/mol。试写出由CO与CH3OH制取CH3COOH的热化学方程式:
    (2)、工业上制取一氧化碳常用焦炭与氧气和二氧化碳反应。

    已知:C(s)+12O2(g)⇌CO(g)    △H1=-110.5kJ/mol ①

    C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)    △H2=+552.5kJ/mol ②

    工业上将一定比例的氧气和二氧化碳投入焦炭炉中反应,不同温度下,达到平衡时氧气和二氧化碳体积分数如图:

    试解释随温度的升高氧气与二氧化碳的变化趋势的原因:;在850℃时反应炉中达到热平衡,则通入的n(O2):n(CO2)=(填,最简单整数比);此时反应器中压强为p0 , 则反应②的Kp=

    (3)、650℃向某1L容器中投入1mol甲醇和不同物质的量的一氧化碳,测得平衡时反应物或生成物的体积分数如图:

    则曲线c表示的物质是;e点CO的转化率为;(用分数表达或保留三位有效数字)在M点平衡状态下进行压缩,则重新达到平衡,M点可能移到:。(填“不变”“O”“N”或“P”)。

  • 33. CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。请回答:
    (1)、CH4超干重整CO2的催化转化如图所示:

    ①已知相关反应的能量变化如图所示,过程Ⅰ的热化学方程式为

    ②关于上述过程Ⅱ的说法错误的是(填序号)。

    a.实现了含碳物质与含氢物质的分离                b.可表示为CO2+H2=H2O(g)+CO

    c.CO未参与反应 d. Fe3O4、CaO为催化剂,降低了反应的△H

    ③其他条件不变,在不同催化剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ作用下,反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)进行相同时间后,CH4的转化率随反应温度的变化如图所示。a点所代表的状态(填“是”或“不是”)平衡状态;b点CH4的转化率高于c点,原因是

    (2)、在一刚性密闭容器中,CH4和CO2的分压分别为20kPa、25kPa,加入Ni/α- Al2O3催化剂并加热至1123K使其发生反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),若达到平衡后测得体系压强是起始时的1.8倍,则该反应的平衡常数的计算式为Kp=(kPa)2。(用各物质的分压代替物质的量浓度计算,列出计算式)
    (3)、CH4超干重整CO2得到的CO经偶联反应可制得草酸(H2C2O4)。常温下,向某浓度的草酸溶液中加入一定浓度的NaOH溶液,所得溶液中c(H2C2O4)=c(C2O42),则此时溶液的pH=。(已知常温下H2C2O4的Ka1=6×102 , Ka2=6×105 , lg6=0.8)
  • 34.            
    (1)、Ⅰ.下图为工业合成氨的流程图:

    图中采取的措施可提高原料转化率的是(填序号)。

    (2)、下图是未用催化剂N2(g)和H2(g)反应生成1mol NH3(g)过程中能量的变化示意图,请在图中绘制同条件下加入铁触媒后相应的能量变化曲线: , 并写出该条件下1 mol NH3(g)分解对应的热化学方程式:

     

    (3)、Ⅱ.某兴趣小组为研究“不同条件”对化学平衡的影响情况,进行了如下实验:(反应起始的温度和体积均相同):

    序号

    起始投入量

    平衡转化率

    N2

    H2

    NH3

    ①恒温恒容

    1mol

    3mol

    0

    α1

    ②绝热恒容

    1mol

    3mol

    0

    α2

    ③恒温恒压

    1mol

    3mol

    0

    α3

    则:α1α2α1α3(填“>”、“=”或“<”)

    (4)、如图表示500℃、60.0MPa条件下,平衡时NH3的体积分数与原料气投料比的关系。若投料比为4时,氨气的体积分数为40%,NH3的体积分数可能为图中的点,平衡时N2的体积分数为。溢出的NH3可用稀硫酸吸收,若恰好生成NH4HSO4 , 该溶液中各离子的浓度由大到小的顺序是

  • 35. 将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一,煤转化为水煤气的主要化学反应为:C+H2O(g)__CO+H2。C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为:

    C(s)+O2(g)=CO2(g)              ΔH1=393.5kJmol1

    H2(g)+12O2(g)=H2O(g)               ΔH2=242.0kJmol1

    CO(g)+12O2(g)=CO2(g)               ΔH3=283.0kJmol1

    试回答:

    (1)、请你根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式:
    (2)、比较反应热数据可知,1mol CO(g)1mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和,比1mol C(s)完全燃烧放出的热量(填“多”或“少”)。

    甲同学据此认为:“煤炭燃烧时加少量水,可以使煤炭燃烧放出更多的热量”。

    乙同学根据盖斯定律作出了下列循环图

    (3)、请你写出ΔH1ΔH2ΔH3ΔH4之间存在的关系式
    (4)、乙同学据此认为:“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量,最多与直接燃烧煤放出的热量相同。”请分析:甲、乙两同学的观点正确的是(填“甲”或“乙”)同学,另一同学出现不正确观点的原因是
  • 36. 工业合成氨反应具有非常重要的意义。
    (1)、已知:H2(g)+12O2(g)=H2O(l)       ΔH=-286.0kJ/mol

    4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)       ΔH=-1530.0kJ/mol

    则合成氨反应的热化学方程式为

    (2)、在某容积为2L的恒容容器中发生合成氨反应,体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示:

    前20min内v(NH3)=molL-1min-1 , 放出的热量为 , 25min时采取的措施是

    (3)、对可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) , 若起始投料n(N2)=3moln(H2)=3mol , 达到平衡后,增大压强,N2的体积分数(填“增大”“减小”或“不变”)
    (4)、T℃,以CO2NH3为原料可合成化肥尿素:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l);在2L的密闭容器中,通入1.2molNH3和0.6molCO2 , 2min时反应刚好达到平衡。此时,c(NH3)=0.2mol/Lc(CO2)=0.1mol/L

    ①该反应的平衡常数是

    ②若2min时保持T℃和平衡时容器的压强不变,再向体积可变的容器中充入0.6molNH3 , 则此时平衡(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)