高考二轮复习知识点:化学平衡的影响因素1

试卷更新日期:2023-07-30 类型:二轮复习

一、选择题

  • 1. 某小组进行实验,向10mL蒸馏水中加入0.4gI2 , 充分振荡,溶液呈浅棕色,再加入0.2g锌粒,溶液颜色加深;最终紫黑色晶体消失,溶液褪色。已知I3(aq)为棕色,下列关于颜色变化的解释错误的是

    选项

    颜色变化

    解释

    A

    溶液呈浅棕色

    I2在水中溶解度较小

    B

    溶液颜色加深

    发生了反应:I2+II3

    C

    紫黑色晶体消失

    I2(aq)的消耗使溶解平衡I2(s)I2(aq)右移

    D

    溶液褪色

    Zn与有色物质发生了置换反应

    A、A                          B、B                           C、C                           D、D
  • 2. 标准状态下,气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)Cl2(g)的相对能量为0],下列说法错误的

    A、E6E3=E5E2 B、可计算ClCl键能为2(E2E3)kJmol1 C、相同条件下,O3的平衡转化率:历程Ⅱ>历程Ⅰ D、历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为:ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g)ΔH=(E5E4)kJmol1
  • 3. 乙醇-水催化重整可获得H2。其主要反应为C2H5OH(g)+3H2Og=2CO2(g)+6H2(g) ΔH=173.3kJmol-1CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJmol-1 , 在1.0×105Pan(C2H5OH)n(H2O)=13时,若仅考虑上述反应,平衡时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。

    CO的选择性=n(CO)n(CO2)+n(CO)×100% , 下列说法正确的是(   )

    A、图中曲线①表示平衡时H2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n(C2H5OH)n(H2O)可提高乙醇平衡转化率 D、一定温度下,加入CaO(s)或选用高效催化剂,均能提高平衡时H2产率
  • 4. 证据推理是学习化学的重要方法,下列证据与推理的关系对应正确的是

    选项

    证据

    推理

    A

    室温下,用pH试纸分别测定浓度均为0.1mol•L-1的Na2SO3和NaHSO3两种溶液的pH,Na2SO3溶液的pH更大

    HSO3结合H+的能力比SO32的强

    B

    将充满NO2的密闭玻璃球浸泡在热水中,红棕色变深反应

    2NO2(g)N2O4(g)    △H<0

    C

    向淀粉溶液中加入稀硫酸,水浴加热后,再加入银氨溶液,水浴加热,未出现银镜

    淀粉未发生水解

    D

    向浓度均为0.01mol•L-1的NaCl和KI混合溶液中滴加少量0.01mol•L-1的AgNO3溶液,出现黄色沉淀

    说明:Ksp(AgI)>Ksp(AgCl)

    A、A B、B C、C D、D
  • 5. 下列事实与解释或结论不相符的是

    选项

    事实

    解释或结论

    A

    苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色

    苯分子中含有大π键而没有碳碳双键,大π键稳定性较强

    B

    H2O2是极性分子

    H2O2中只含有极性键

    C

    键角:H2O<NH3

    水分子中O的孤电子对数比氨分子中N的多

    D

    取2mL 0.5molL1 CuCl2溶液于试管中,进行加热,发现溶液颜色变为黄绿色;后将试管置于冷水中,溶液颜色又由黄绿色转变为蓝绿色

    CuCl2溶液中存在以下平衡:[Cu(H2O)4]2+()+4Cl[CuCl4]2()+4H2O    ΔH>0 , 在其他条件不变时,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,降低温度,平衡向放热反应方向移动

    A、A B、B C、C D、D
  • 6. 恒容密闭容器中,以硫(S8)与CH4为原料制备CS2S8受热分解成气态S2 , 发生反应2S2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2S(g) ΔHCH4的平衡转化率、S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是

    A、ΔH>0 B、温度升高,S8分解率增大,S2体积分数增大 C、向平衡体系中充入惰性气体,平衡向右移动 D、其他条件相同,S2体积分数越大,CH4平衡转化率越小
  • 7. 在一定条件下探究二甲醚的制备反应:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH , 测定结果如图所示。下列判断错误的是

    A、该反应的ΔH<0 B、加入催化剂可以提高CO的平衡转化率 C、工业选择的较适宜温度范围为280~290℃ D、该反应伴随有副反应的发生
  • 8. 已知反应:CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)。在一定压强下,按W=n(Cl2)n(CH2=CHCH3)向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时,丙烯的体积分数(φ)与温度T、W的关系,图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法中错误的是

    A、图甲中W2>1 B、图乙中,A线表示逆反应的平衡常数 C、温度为T1 , W=2时,Cl2的转化率为50% D、若在恒容绝热装置中进行上述反应,达到平衡时,装置内的气体压强增大
  • 9. 向一个1L的绝热刚性容器中通入1 mol SO21 mol NO2 , 在一定条件下发生反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) , 正反应速率随时间变化的示意图如下,下列结论正确的是

    A、升高温度,该反应的平衡常数将增大 B、从反应开始到达到平衡,逆反应速率先增大后减小 C、体系压强不再变化,说明反应达到平衡 D、从容器中分离出少量SO3后,v增加,v减小,平衡正向移动
  • 10. 用CO2H2可以合成甲醇。其主要反应为

    反应I    CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)        ΔH1=58kJmol1

    反应Ⅱ    CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)      ΔH2=+41kJmol1

    在恒容密闭容器内,充入1mol CO2和3mol H2 , 测得平衡时CO2转化率,CO和CH3OH选择性随温度变化如图所示[选择性=n(CO)n(CH3OH)n(CH3OH)+n(CO)×100%]。

    下列说法正确的是

    A、270℃时主要发生反应Ⅱ B、230℃下缩小容器的体积,n(CO)不变 C、250℃下达平衡时,n(H2O)=0.12mol D、其他条件不变,210℃比230℃平衡时生成的CH3OH
  • 11. CO2-H2催化重整可获得CH3OH。其主要反应为

    反应I: CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) △H1=-53.7kJ·mol-1

    反应II:CO2(g) + H2(g)= CO(g) + H2O(g) △H2=+41kJ·mol-1

    若仅考虑上述反应,在5.0 MPa、n(CO2): n(H2)=1:3时,原料按一定流速通过反应器,CO2的转化率和CH3OH的选择性随温度变化如图所示。CH3OH的选择性=CH3OH=n(CH3OH)n(CO2)×100%

    下列说法正确的是

    A、其他条件不变,升高温度,CO2的平衡转化率增大 B、其他条件不变,T>236℃时,曲线下降的可能原因是反应1正反应程度减弱 C、一定温度下,增大n(CO2):n(H2)可提高CO2平衡转化率 D、研发高温高效催化剂可提高平衡时CH3OH的选择性
  • 12. 恒容密闭容器中,nmol CO23nmol H2在不同温度下发生反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) , 达到平衡时,各组分的物质的量浓度(c)随温度(T)变化如图所示:

    下列说法正确的是

    A、该反应的平衡常数随温度升高而增大 B、曲线Y表示c(C2H4)随温度的变化关系 C、提高投料比[n(CO2)n(H2)] , 可提高H2的平衡转化率 D、其他条件不变,2nmol CO26nmol H2T1℃下反应,达到平衡时c(H2)<c1molL1
  • 13. 对于反应N2O4(g)2NO2(g) , 在温度一定时,平衡体系中NO2的体积分数φ(NO2)随压强的变化情况如图所示。下列说法中,正确的是

    A、A,D两点对应状态的正反应速率大小关系:v(A)>v(D) B、A,B,C,D,E各点对应状态中,v(正)<v(逆)的是E C、维持p1不变,E→A所需时间为t1 , 维持p2不变,D→C所需时间为t2 , 则t1=t2 D、欲使C状态沿平衡曲线到达A状态,从理论上,可由p2无限缓慢降压至p1达成

二、多选题

  • 14. 下列有关说法正确的是(   )
    A、镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更容易生锈 B、等物质的量浓度的CH3COOH溶液和HCl溶液中,水的电离程度相同 C、0.1 mol·L-1NH4Cl溶液加水稀释, c(NH3H2O)c(Cl)c(NH4+) 的值减小 D、对于反应2SO2+O2 2SO3 , 使用催化剂能加快反应速率和提高SO2的平衡转化率
  • 15. 在三个容积均为1L的恒温恒容密闭容器中,起始时按表中相应的量加入物质,在相同温度下发生反应3CO(g)+3H2(g) (CH3)2O(g)+CO2(g)(不发生其他反应),CO的平衡转化率与温度和压强的关系加下图所示。

    容器

    起始物质的量/mol

    平衡

    转化率

    CO

    H2

    (CH3)2O

    CO2

    CO

    0.3

    0.3

    0

    0

    50%

    0.3

    0.3

    0

    0.1

    0

    0

    0.2

    0.4

    下列说法正确的是(    )

    A、该反应的△H<0,图中压强p1>p2 B、达到平衡时,容器Ⅱ中CO的平衡转化率大于50% C、达到平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ的总压强之比小于4∶5 D、达到平衡时,容器Ⅲ中n[(CH3)2O]是容器Ⅱ中的2倍
  • 16. 在温度T1和T2时,分别将0.50mol CH4和1.20mol NO2充入体积为1L的密闭容器中,发生如下反应:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),测得n(CH4)随时间变化数据如下表:

    时间/min

    0

    10

    20

    40

    50

    T1

    n(CH4)/mol

    0.50

    0.35

    0.25

    0.10

    0.10

    T2

    n(CH4)/mol

    0.50

    0.30

    0.18

    0.15

    下列说法正确的是(   )

    A、T2时CH4的平衡转化率为70.0% B、该反应的△H>0、T1<T2 C、保持其他条件不变,T1时向平衡体系中再充入0.30 mol CH4和0.80 mol H2O(g),平衡向正反应方向移动 D、保持其他条件不变,T1时向平衡体系中再充入0.50 mol CH4和1.20 mol NO2 , 与原平衡相比,达新平衡时N2的浓度增大、体积分数减小
  • 17. 在两个容积均为2L恒温密闭容器中,起始时均充入amolH2S,控制不同温度和分别在有、无Al2O3催化时进行H2S的分解实验[反应为:2H2S(g) 2H2(g)+S2(g)]。测得的结果如下图所示(曲线Ⅱ、Ⅲ表示经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率)。

    下列说法错误的是(   )

    A、H2S分解为放热反应 B、加入Al2O3 可提高H2S的平衡转化率 C、900℃反应2H2S(g) 2H2(g)+S2(g)的平衡常数K=0.125a D、约1100℃曲线Ⅱ、Ⅲ几乎重合,说明Al2O3可能几乎失去催化活性
  • 18. 在密闭容器中加入0.1molSi及0.3molHCl,加热发生反应:Si(s) + 3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g),测得SiHCl3的平衡产率与温度及压强的关系如下图所示:

    下列说法正确的是(   )

    A、图中P1P2 B、M点HCl的转化率为10% C、平衡时,容器中再加入少量单质Si,HCl的转化率增大 D、向恒压容器中加入0.2molSi、0.6molHCl, 500K、压强为P2时,SiHCl3的平衡产率等于20%
  • 19. 一定温度下,水存在H2O⇌H++OH△H=Q(Q>0)的平衡,下列叙述一定正确的是(  )
    A、向水中滴入少量稀盐酸,平衡逆向移动,Kw减小 B、将水加热,Kw增大,pH减小 C、向水中加入少量固体CH3COONa固体,平衡逆向移动,c(H+)降低 D、向水中加入少量固体硫酸钠,c(H+)和Kw均不变
  • 20. 工业上,CH3OH也可由CO和H2合成.参考合成反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)的平衡常数.下列说法正确的是 (  )

    温度/℃

    0

    100

    200

    300

    400

    平衡常数

    667

    13

    1.9×10﹣2

    2.4×10﹣4

    1×10﹣5

    A、该反应正反应是放热反应 B、该反应在低温下不能自发进行,高温下可自发进行,说明该反应△S<0 C、在T℃时,1L密闭容器中,投入0.1mol CO和0.2mol H2 , 达到平衡时,CO转化率为50%,则此时的平衡常数为100 D、工业上采用稍高的压强(5MPa)和250℃,是因为此条件下,原料气转化率最高
  • 21. 某温度时,发生反应2HI (g)⇌H2 (g)+I2 (g),向三个体积相等的恒容密闭容器A、B、C中,分别加入①2mol HI;②3mol HI;③1mol H2与1mo1I2 , 分别达平衡时,以下关系正确的是(  )
    A、平衡时,各容器的压强:②=①=③ B、平衡时,I2的浓度:②>①=③ C、平衡时,I2的体积分数:②=①=③ D、从反应开始到达平衡的时间:①>②=③
  • 22. 一定温度下,在三个体积均为1L的恒容密闭容器中发生反应:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)。

    容器编号

    温度(℃)

    起始物质的量(mol)

    平衡物质的量(mol)

    CH3OH(g)

    CH3OCH3(g)

    H2O(g)

    387

    0.20

    0.080

    0.080

    387

    0.40

    207

    0.20

    0.090

    0.090

    下列说法正确的是(   )

    A、达到平衡时,容器①中CH3OH的体积分数比容器②中的小 B、若容器①中反应在绝热条件下进行,达平衡时n(H2O)<0.080mol C、容器①中反应达平衡后,增大压强,各物质浓度保持不变 D、若起始时,向容器①中充入CH3OH(g)、CH3OCH3(g)、H2O(g)各0.10mol,此时反应正向进行
  • 23. 下列有关实验的操作、现象和结论都正确的是(   )

    选项

    实验操作

    现象

    结论

    A

    将装有NO2N2O4混合气体的烧瓶分别浸入冷水和热水中,并与常温情况进行对比(2NO2N2O4 ΔH<0)

    冷水中烧瓶内气体颜色变浅,热水中烧瓶内气体颜色加深

    升高温度,化学平衡向吸热方向移动,降低温度,向放热方向移动

    B

    在两个烧杯中分别盛有等体积、等浓度的烧碱溶液和氨水,插入电极,连接灯泡,接通电源,分别进行导电实验

    盛有烧碱溶液的灯泡亮度大

    强电解质导电能力大于弱电解质

    C

    向盛有KI3溶液(显黄色)的①、②两只试管中分别滴加淀粉溶液、AgNO3溶液

    ①中溶液变蓝,②中产生黄色沉淀

    溶液中存在平衡:I3I2+I

    D

    用pH试纸分别测定等物质的量浓度的Na2CO3和NaClO的pH

    pH:Na2CO3>NaClO

    酸性:H2CO3<HClO

    A、A B、B C、C D、D

三、非选择题

  • 24. 聚苯乙烯是一类重要的高分子材料,可通过苯乙烯聚合制得。
    (1)、Ⅰ.苯乙烯的制备
    已知下列反应的热化学方程式:

    C6H5C2H5(g)+212O2(g)=8CO2(g)+5H2O(g)ΔH1=4386.9kJmol1

    C6H5CH=CH2(g)+10O2(g)=8CO2(g)+4H2O(g)ΔH2=4263.1kJmol1

    H2(g)+12O2(g)=H2O(g)ΔH3=241.8kJmol1

    计算反应④C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g)ΔH4=kJmol1

    (2)、在某温度、100kPa下,向反应器中充入1mol气态乙苯发生反应④,其平衡转化率为50%,欲将平衡转化率提高至75%,需要向反应器中充入mol水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应);
    (3)、在913K100kPa下,以水蒸气作稀释气。Fe2O3作催化剂,乙苯除脱氢生成苯乙烯外,还会发生如下两个副反应:

    C6H5C2H5(g)C6H6(g)+CH2=CH2(g)

    C6H5C2H5(g)+H2(g)C6H5CH3(g)+CH4(g)

    以上反应体系中,芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S(S=×100%)随乙苯转化率的变化曲线如图所示,其中曲线b代表的产物是 , 理由是

      

    (4)、关于本反应体系中催化剂Fe2O3的描述错误的是____;
    A、X射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构 B、Fe2O3可改变乙苯平衡转化率 C、Fe2O3降低了乙苯脱氢反应的活化能 D、改变Fe2O3颗粒大小不影响反应速率
    (5)、Ⅱ.苯乙烯的聚合

    苯乙烯聚合有多种方法,其中一种方法的关键步骤是某Cu(Ⅰ)的配合物促进C6H5CH2X(引发剂,X表示卤素)生成自由基C6H5CH2· , 实现苯乙烯可控聚合。

    引发剂C6H5CH2ClC6H5CH2BrC6H5CH2I中活性最高的是
    (6)、室温下,①Cu+在配体L的水溶液中形成[Cu(L)2]+ , 其反应平衡常数为K;②CuBr在水中的溶度积常数为Ksp。由此可知,CuBr在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为(所有方程式中计量系数关系均为最简整数比)。
  • 25. “碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一,CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:

    Ⅰ:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH1=+247kJmol1K1

    Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJmol1K2

    请回答:

    (1)、有利于提高CO2平衡转化率的条件是

    A.低温低压B.低温高压C.高温低压D.高温高压

    (2)、反应CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)ΔH=kJmol1K=(用K1K2表示)。
    (3)、恒压、750C时,CH4CO2按物质的量之比13投料,反应经如下流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。

    ①下列说法正确的是

    A.Fe3O4可循环利用,CaO不可循环利用

    B.过程ⅱ,CaO吸收CO2可促使Fe3O4氧化CO的平衡正移

    C.过程ⅱ产生的H2O最终未被CaO吸收,在过程ⅲ被排出

    D.相比于反应Ⅰ,该流程的总反应还原1molCO2需吸收的能量更多

    ②过程ⅱ平衡后通入He , 测得一段时间内CO物质的量上升,根据过程ⅲ,结合平衡移动原理,解释CO物质的量上升的原因

    (4)、CH4还原能力(R)可衡量CO2转化效率,R=Δn(CO2)/Δn(CH4)(同一时段内CO2CH4的物质的量变化量之比)。

    ①常压下CH4CO2按物质的量之比13投料,某一时段内CH4CO2的转化率随温度变化如图1,请在图2中画出4001000间R的变化趋势,并标明1000时R值

    ②催化剂X可提高R值,另一时段内CH4转化率、R值随温度变化如下表:

    温度/℃

    480

    500

    520

    550

    CH4转化率/%

    7.9

    11.5

    20.2

    34.8

    R

    2.6

    2.4

    2.1

    1.8

    下列说法错误的

    A.R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率

    B.温度越低,含氢产物中H2O占比越高

    C.温度升高,CH4转化率增加,CO2转化率降低,R值减小

    D.改变催化剂提高CH4转化率,R值不一定增大

  • 26. 铁的化合物在工业中有重要价值。回答下列问题:
    (1)、Fe(CO)5是一种重要的催化剂,制取反应为Fe(s)+5CO(g)=Fe(CO)5(g),ΔH<0。在1L恒容密闭容器中加入足量铁粉和0.24molCO。

    ①0~30min内在T温度下进行反应,测得c(CO)、c[Fe(CO)5]随时间的变化关系,以及30min和40min开始随条件的变化关系如图甲所示。0~20min内用Fe(CO)5表示的平均反应速率为mol·L-1·min-1;若平衡时体系总压强为p,则用气体分压表示的压强平衡常数Kp=

    ②曲线I代表[填CO或Fe(CO)5]浓度的变化,30min时改变的条件是。40min后曲线II下降的原因是

    (2)、高铁酸钾(K2FeO4)被称为“绿色化学”净水剂,K2FeO4在水解过程中,铁元素形成的微粒分布分数与pH的关系如图乙所示,H2FeO4的一级电离平衡常数Ka1=。向pH=6的溶液中加入KOH溶液,发生反应的离子方程式为
    (3)、复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)可用于热化学循环分解制氢气,原理如下:

    ①MnFe2O4(s)=MnFe2O(4-x)(s)+x2O2(g),ΔH1

    ②MnFe2O(4-x)(s)+xH2O(g)=MnFe2O4(s)+xH2(g),ΔH2=akJ/mol

    ③2H2O(g)=2H2(g)+O2(g),ΔH3=+483.6kJ/mol

    则H2的燃烧热ΔH-241.8kJ/mol(填>、=或<),ΔH1=(用含a的代数式表示)。

  • 27. 2022年12月中央经济工作会议强调,“加快新能源、绿色低碳等前沿技术研发和应用推广”。CO2甲烷化是目前研究的热点方向之一,在环境保护方面显示出较大潜力。其主要反应如下:

    反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)  ΔH1

    反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)  ΔH2>0

    回答下列问题:

    (1)、在体积相等的多个恒容密闭容器中。分别充入1 mol CO2和4 mol H2发生上述反应Ⅰ(忽略反应Ⅱ),在不同温度下反应相同时间,测得lgkH2转化率与温度关系如图所示。已知该反应的速率方程为υ=kc(CO2)c4(H2)υ=kc(CH4)c2(H2O) , 其中kk为速率常数,只受温度影响。

    图中信息可知,代表lgk曲线的是(填“MH”或“NG”),反应Ⅰ活化能Ea(正)Ea(逆)(填“>”或“<”);c点的K(平衡常数)与Q(浓度商)的等式关系(用含υυ的代数式表示),T3温度下反应达到平衡,体系压强为p,则Kp=

    (2)、向恒压密闭装置中充入5 mol CO2和20 mol H2 , 不同温度下同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,达到平衡时其中两种含碳物质的物质的量n(X)与温度T的关系如下图所示

    图中缺少(填含碳物质的分子式)物质的量与温度的关系变化曲线,随温度升高该物质的变化趋势为 , 800℃时,CH4的产率为

  • 28. 清洁能源的综合利用以及二氧化碳的研发利用,可有效降低碳排放,均是实现“碳达峰、碳中和”的重要途径,我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。

    (1)、I.利用反应:2CO2(g)+C2H6(g)4CO(g)+3H2(g)可减少CO2的排放。

    CO2的结构式为C2H6分子中极性键与非极性键的个数比为

    (2)、图甲是298K时相关物质的相对能量,则上述反应的ΔH=kJ/mol。
    (3)、下列关于该反应的说法错误的是____。
    A、在恒容绝热的条件下,温度不再改变,说明该反应已达平衡状态 B、在恒温恒压的条件下,充入稀有气体氦气,平衡不移动 C、平衡向右移动,平衡常数K一定增大 D、该反应在高温条件下自发
    (4)、该反应的净反应速率方程:v=kc2(CO2)c(C2H6)-kc4(CO)c3(H2)(kk为速率常数,只与温度、催化剂、接触面积有关,与浓度无关)。温度为T1℃时,k=0.4k , 温度为T2℃时,k=1.6k , 则T1T2(填“>”、“<”或“=”)。
    (5)、II.乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标准。国内第一套自主研发的乙烷裂解制乙烯的大型生产装置建成。已知该项目中乙烷制乙烯的反应原理为:

    主反应:C2H6(g)CH2=CH2(g)+H2(g)

    副反应:2C2H6(g)CH2=CH2(g)+2CH4(g)

    在一定温度下,在2L恒容密闭容器中充入7molC2H6。进行反应,达到平衡时CH4H2的体积分数均为20%,则

    乙烷的总转化率为(保留4位有效数字)。

    (6)、该温度下主反应的平衡常数K为mol/L。
  • 29. 苯乙烯是生产塑料与合成橡胶的重要原料。CO2氧化乙苯脱氢制苯乙烯的反应为:

    反应I:+H2O(g)+CO(g)  ΔH

    已知:

    反应II:    ΔH1=+117.6kJmol1

    反应III:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)        ΔH2=+41.2kJmol1

    回答下列问题:

    (1)、反应I的ΔH=
    (2)、下列关于反应I~III的说法正确的是____(填标号)。
    A、及时分离出水蒸气,有利于提高平衡混合物中苯乙烯的含量 B、n(CO2)n(CO)保持恒定时,说明反应I达到化学平衡状态 C、其他条件相同,反应II分别在恒容和恒压条件下进行,前者乙苯的平衡转化率更高 D、反应III正反应的活化能小于逆反应的活化能
    (3)、在催化剂MxOy作用下,CO2氧化乙苯脱氢制苯乙烯可能存在如下图所示反应机理:

    该机理可表示为以下两个基元反应,请补充反应ⅱ:

    ⅰ:+MxO(y1)(s)+H2O(g)

    ⅱ:.

    (4)、常压下,乙苯和CO2经催化剂吸附后才能发生上述反应I。控制投料比[n(CO2)∶n(乙苯)]分别为1∶1、5∶1和10∶1,并在催化剂作用下发生反应,乙苯平衡转化率与反应温度的关系如图所示:

    ①乙苯平衡转化率相同时,投料比越高,对应的反应温度越(填“高”或“低”)。

    ②相同温度下,投料比远大于10∶1时,乙苯的消耗速率明显下降,可能的原因是:

    ⅰ.乙苯的浓度过低;

    ⅱ.

    ③850K时,反应经t min达到图中P点所示状态,若初始时乙苯的物质的量为n mol,则v(苯乙烯)=molmin1

    (5)、700K时,向恒容密闭容器中加入过量CaCO3和一定量乙苯,初始和平衡时容器内压强分别为p1kPap2kPa , 则平衡时苯乙烯的分压为kPa(以含有p1p2、p的代数式表示)。[已知:①混合气体中某组分的分压等于总压与该气体物质的量分数之积;以平衡分压代替平衡浓度进行计算,可得反应的分压平衡常数Kp。②CaCO3(s)700KCaO(s)+CO2(g) Kp=pkPa]
  • 30. CH4-CO2重整反应[CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=+247kJ/mol]在大力推进生态文明建设、“碳达峰”、“碳中和”的时代背景下,受到更为广泛的关注。
    (1)、I.该反应以两种温室气体为原料,可以生成合成气。如何减少反应过程中的催化剂积炭,是研究的热点之一、某条件下,发生主反应的同时,还发生了积炭反应:

    CO歧化:2CO(g)=CO2(g)+C(s) △H=-172kJ/mol

    CH4裂解:CH4(g)=C(s)+2H2(g) △H=+75kJ/mol

    对积炭反应进行计算,得到以下温度和压强对积炭反应中平衡炭量的影响图,其中表示温度和压强对CH4裂解反应中平衡炭量影响的是(选填序号) , 理由是

    (2)、实验表明,在重整反应中,低温、高压时会有显著积炭产生,由此可推断,对于该重整反应而言,其积炭主要由反应产生。

    综合以上分析,为抑制积炭产生,应选用高温、低压条件。

    (3)、II.该重整反应也可用于太阳能、核能、高温废热等的储存,储能研究是另一研究热点。

    该反应可以储能的原因是

    某条件下,除发生主反应外,主要副反应为CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ/mol。研究者研究反应物气体流量、CH4/CO2物质的量比对CH4转化率(XCH4)、储能效率的影响,部分数据如下所示。

    (4)、【资料】储能效率:热能转化为化学能的效率,用ηchem表示。ηchem=Qchem/Q。其中,Qchem是通过化学反应吸收的热量,Q是设备的加热功率。

    序号

    加热温度/℃

    反应物气体流量/L·min-1

    CH4/CO2

    XCH4/%

    ηchem/%

    800

    4

    2:2

    79.6

    52.2

    800

    6

    3:3

    64.2

    61.9

    800

    6

    2:4

    81.1

    41.6

    气体流量越大,CH4转化率越低,原因是:随着流量的提高,反应物预热吸热量增多,体系温度明显降低,

    (5)、对比实验(填序号),可得出结论:CH4/CO2越低,CH4转化率越高。
    (6)、对比②、③发现,混合气中CO2占比越低,储能效率越高,原因可能是(该条件下设备的加热功率视为不变)。
  • 31. 我国力争在2030年前实现碳达峰,降低碳排放的一个重要措施是CO2的综合利用,如工业利用CO2合成CH3OH , 再合成CH3OCH3

    I.CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)(主反应)

    II.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)(副反应)

    请回答:

    (1)、工业原料气配比中需加入一定量的CO,原因是
    (2)、在温度为T,恒压P的条件下,充入1molCO23molH2此时体积为2升,发生I、Ⅱ反应达平衡时CO的物质的量为0.2molH2O的物质的量分数为2/7 , 求:(保留2位小数)

    CO2的转化率

    ②反应I的平衡常数K为

    (3)、二甲醚在有机化工中有重要的应用,可以利用上述合成的甲醇制备二甲醚

    III.2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH3(主反应)

    IV.2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g)ΔH4(副反应)

    在一定条件下发生反应的能量关系如图所示

    ①当反应一定时间,测得副产品C2H4的含量特别高,分析原因

    ②为提高反应Ⅲ生成CH3OCH3的选择性(转化的CH3OH中生成二甲醚的百分比),下列措施中合适的是

    A.适当增大压强             B.升高温度

    C.使用合适催化剂             D.未达平衡时及时分离产品

    (4)、研究表明,在催化剂M的催化下,H2CO2合成CH3OH , 主要催化过程如下(H*表示活性氢原子)

    则A、B结构是

  • 32. 二氧化碳的回收利用是环保领域研究的热点课题。
    (1)、在太阳能的作用下,以CO2为原料制取炭黑的流程如图甲所示。其总反应的化学方程式为

    (2)、CO2经过催化氢化合成低碳烯烃。其合成乙烯的反应为2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)   ΔH

    几种物质的能量(在标准状况下规定单质的能量为0,测得其他物质在生成时所放出或吸收的热量)如下表所示:

    物质

    H2(g)

    CO2(g)

    CH2=CH2(g)

    H2O(g)

    能量/kJmol1

    0

    -394

    52

    -242

    ΔH=

    (3)、在2L恒容密闭容器中充入2molCO2和nmolH2 , 在一定条件下发生反应:2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)   ΔHCO2的转化率与温度、投料比[X=n(H2)n(CO2)]的关系如图乙所示。

    X1(填“>”“<”或“=”,下同)X2 , 平衡常数KBKA

    ②TK时,某密闭容器中发生。上述反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下表:

    时间浓度/mol/L

    物质

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    H2(g)

    6.00

    5.40

    5.10

    9.00

    8.40

    8.40

    CO2(g)

    2.00

    1.80

    1.70

    3.00

    2.80

    2.80

    CH2=CH2(g)

    0

    0.10

    0.15

    3.20

    3.30

    3.30

    20~30min间只改变了某一条件,根据表中的数据判断改变的条件可能是(填字母)。

    A.通入一定量H2             B.通入一定量CH2=CH2

    C.加入合适的催化剂             D.缩小容器容积

    (4)、在催化剂M的作用下,CO2H2同时发生下列两个反应:

    Ⅰ.2CO2(g)+6H2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)   ΔH<0

    Ⅱ.2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)   ΔH<0

    图丙是乙烯在相同时间内,不同温度下的产率,则高于460℃时乙烯产率降低的原因不可能是____(填字母)。

    A、催化剂M的活性降低 B、反应Ⅰ的平衡常数变大 C、生成甲醚的量增加 D、反应Ⅱ的活化能增大
    (5)、Na2CO3溶液通常用来捕获CO2 , 常温下,H2CO3的第一步、第二步电离常数分别为Ka1=4×107Ka2=5×1011 , 则常温下,0.5molL1Na2CO3溶液的pH等于(不考虑CO32的第二步水解和H2O的电离)。
  • 33. 氮的氧化物是造成大气污染的主要物质,研究NOx的转化具有重要意义。
    (1)、已知:NO氢化反应2NO(g)+2H2(g)2H2O(g)+N2(g) ΔH,物质的标准生成热是常用的化学热力学数据,可用来计算反应热。ΔH=生成物标准生成热总和-反应物标准生成热总和

    物质

    NO(g)

    H2(g)

    H2O(g)

    N2(g)

    标准生成热(kJ·mol-1)

    90.25

    0

    -241.8

    0

    ①ΔH=kJ·mol-1 , 已知该反应能自发进行,则所需条件为(高温、低温、任意温度)。

    ②一定体积密闭容器中,既能加快反应速率又能提高NO平衡转化率的方法是

    ③某温度下,等物质的量的NO和H2在恒容密闭容器中发生反应,起始压强为100 kPa。

    达平衡时,总压减少20%,NO的转化率为 , 该反应的平衡常数Kp=

    (2)、NO氧化反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)分两步进行。

    Ⅰ.2NO(g)→N2O2(g) ΔH1

    Ⅱ.N2O2(g)+O2(g)→2NO2(g) ΔH2 , 其反应过程能量变化示意图如图1。

    ①决定NO氧化反应速率的步骤是(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

    ②在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和O2气体,保持其他条件不变,控制反应温度分别为T3和T4(T4>T3),测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图2。转化相同量的NO,在温度(填“T3”或“T4”)下消耗的时间较长,试结合反应过程能量图(图1)分析其原因:

  • 34. 某化学兴趣小组对工业合成氨、工业制硝酸的化学原理进行了相关探究。

    已知:

    反应Ⅰ       N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)             ΔH1=92.4kJmol1

    反应Ⅱ     4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)       ΔH2=907.28kJmol1

    反应Ⅲ     2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)             ΔH3=112.3kJmol1

    (1)、工业上采用一定投料比、高温(400~500℃)、高压(10MPa~30MPa)有催化剂的条件下合成氨。下列有关说法正确的是____。
    A、选择高压有利于增加气体在催化剂上的吸附,使键能较大的N2分子易断键 B、采用高温(400~500C)、高压(10MPa~30MPa)条件时,合成氨平衡混合物中NH3体积分数最高 C、广义上,合成氨、尿素以及硝酸的生产均为石油化工 D、采用循环操作,主要是为了提高平衡混合物中氨的含量
    (2)、①反应Ⅱ是接触氧化反应,氨分子向铂网表面的扩散是氨接触反应过程的控制步骤。在如图中画出一定条件下氨氧化率(y)与氨空气在催化剂表面的停留时间(x)的关系曲线

    ②由于条件的控制等不利因素,氨的接触氧化过程中会发生多种副反应生成N2。请写出其中属于分解反应的化学方程式(至少两条):

    ③工业制硝酸设备中有热交换器组件,请说明热交换器存在的必要性:

    (3)、该小组同学为了探究NH3不易直接催化氧化生成NO2的原因,做了如下的研究:

    查阅资料知:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步:

    i.2NO(g)N2O2(g)(快)       Kp

    ii.N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)       v2=k2p(N2O2)p(O2)

    注:p(B)表示气体B的分压(即组分B的物质的量分数×总压)

    ①若设反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率v=kp2(NO)p(O2) , 则k=。(含有Kpk2的表达式。k、k2均为速率常数)。

    ②k与温度的关系如图所示。综合研究证据,该小组得出NH3不易直接催化氧化生成NO2的原因是:

  • 35.            
    (1)、I.实现碳中和方法之一是二氧化碳捕捉再利用,某科研院所研究二氧化碳、甲烷重整技术如下:

    ①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)+Q1

    ②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)+Q2

    ③CH4(g)C(s)+2H2(g)+Q3

    ④2CO(g)  CO2(g)+C(s)+Q4

    ⑤CO(g)+H2(g) H2O(g)+C(s)+Q5

    若恒容密闭容器中发生反应①,Q1<0,进料浓度比c(CH4):c(CO2)分别等于1:2、1:5、1:7时,CH4的平衡转化率随条件X的变化关系如下图所示:

    ①曲线a的进料浓度比c(CH4):c(CO2)为

    ②条件X是(填“温度”或“压强”),依据是

    (2)、某温度下,等物质的量的CH4和CO2在恒容密闭容器内发生反应①,该反应的平衡常数表达式为K= , 平衡时CH4的体积分数为16 , 则CO2的转化率为
    (3)、下列说法正确的是____。
    A、当v(CO2)=v(CO),反应②达到平衡状态 B、升高温度,反应②的正、逆反应速率都增大 C、增大压强,反应①平衡逆向移动,平衡常数K减小 D、移去部分C(s),反应③④⑤的平衡均向右移动
    (4)、II.在Zn/ZSM-5的催化作用下,甲烷与二氧化碳可以直接合成乙酸。

    常温下,向10mL0.1mol·L-1CH3COOH溶液中逐滴滴入0.1mol·L-1的某碱ROH溶液,所得溶液pH及导电性变化如图所示。

    b点是恰好完全反应的点,则碱ROH是(填“强碱”或“弱碱”),此时溶液中所含离子浓度大小的顺序

    (5)、b点由水电离出的氢离子浓度c(H+)(填“>”“=”或“<”)1×10-7mol/L。