高考化學(xué)一輪過關(guān)訓(xùn)練：化學(xué)反應(yīng)原理綜合題

學(xué)校:姓名：班級(jí)：考號(hào)：

一、原理綜合題

1.(2022?江西撫州?模擬預(yù)測(cè))新能源氫氣汽車，燃料中CO體積分?jǐn)?shù)必須低于10x10-4%,否則會(huì)造成

催化劑中毒。co深度去除一般采用“co優(yōu)先氧化”或"co選擇性甲烷化”的方法。

回答下列問題：

(l)"co優(yōu)先氧化”是向氫氣燃料中通入空氣，CO優(yōu)先于H2發(fā)生反應(yīng)。該方法的缺點(diǎn)是降低了燃料的熱

值、(只答一條即可)。

(2)“CO選擇性甲烷化”是通過CO加氫生成甲烷而實(shí)現(xiàn)CO的深度去除。反應(yīng)過程：

1

i.CO(g)+3H2(g)^^CH4(g)+H2O(g)nH尸-206kJ-mol-

ii.CO2(g)+4H2(g)^^CH4(g)+2H2O(g)DH2

1

iii.CO2(g)+H2(g)q^CO(g)+H2O(g)□%=+41kJmol

□CH2~kJ-mol'1；

□采用“CO選擇性甲烷化”的方法消除co,該方法最明顯的缺點(diǎn)是。

□欲使co體積分?jǐn)?shù)必須低于10X10Y%,應(yīng)采取的措施是(填標(biāo)號(hào)).

A.升高溫度B.降低壓強(qiáng)C.使用CO加氫催化劑D.使用CO2

加氫抑制劑

(3)有研究認(rèn)為CO加氫甲烷化存在下列過程(如圖所示)，限速步驟是(填標(biāo)號(hào))，從結(jié)構(gòu)上給予解

釋：。

I.CO+*—?CO*III.CO+*C*+O*IV.C?+4H*—?CH4+5*

n.H2+2*^?H*+H*YO*+2H*f”+3*

在某一條件下進(jìn)行CO加氫甲烷化，發(fā)生i、ii和iii反應(yīng)，相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

體積ZLCOHO

co2H22CH4

反應(yīng)前1010801.0x10-71.0X10-7

反應(yīng)后1.0X10-610X1010

□x=(保留2位有效數(shù)字)；

□此條件下反應(yīng)iii的平衡常數(shù)K=100,通過計(jì)算判斷反應(yīng)iii是否平衡。

2.(2022?河北石家莊?高考真題)氫能是極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，以氫燃料為代表的燃料電池有良好?/p>

應(yīng)用前景。

(1)298K時(shí)，年凡燃燒生成HzO(g)放熱l21kJ,Imol凡0⑴蒸發(fā)吸熱44kJ,表示燃燒熱的熱化學(xué)方

程式為o

(2)工業(yè)上常用甲烷水蒸氣重整制備氫氣，體系中發(fā)生如下反應(yīng)。

0.CH4(g)+H2O(g)?=±CO(g)+3H2(g)

□.COCg)+H;O(g)^^CO2(g)+H2(g)

□下列操作中，能提高CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率的是(填標(biāo)號(hào))。

A.增加CH4(g)用量B.恒溫恒壓下通入惰性氣體

C.移除CO(g)D.加入催化劑

□恒溫恒壓條件下，lmolCH4(g)和lmolHq(g)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，CH4(g)的轉(zhuǎn)化率為a,CO式g)的物質(zhì)的

量為bmol,則反應(yīng)口的平衡常數(shù)(寫出含有a、b的計(jì)算式；對(duì)于反應(yīng)

mA(g)+nB(g)=ipC(g)+qD(g),僅=當(dāng)空挈，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。其他條件不變，HQ(g)起始

x(A)-x(B)

量增加到5mol,達(dá)平衡時(shí)，a=0.90,b=0.65,平衡體系中H?(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為(結(jié)果保留兩位

有效數(shù)字)。

⑶氫氧燃料電池中氫氣在(填“正”或"負(fù)”)極發(fā)生反應(yīng).

(4)在允許O%自由遷移的固體電解質(zhì)燃料電池中，€：“凡?+2放電的電極反應(yīng)式為。

(5)甲醇燃料電池中，吸附在催化劑表面的甲醉分子逐步脫氫得到CO,四步可能脫氫產(chǎn)物及其相對(duì)能量如

圖，則最可行途徑為a一(用b~i等代號(hào)表示)。

注：本小問暫缺相對(duì)能量圖。

3.(2022?北京?北師大實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三階段練習(xí))NSR(NO2的儲(chǔ)存和還原在不同時(shí)段交替進(jìn)行)技術(shù)可有效

降低稀燃柴油和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中NO2的排放，其工作原理如圖。

..........存儲(chǔ)階段還原階段………—

富氧條件貧氧條件

注：Pt與Ba均為催化劑

(1)已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H|=+180.5kJmol”

1

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566kJmol-

則NSR技術(shù)工作原理的熱化學(xué)方程式：2co(g)+2N0(g尸N2(g)+2CC>2(g)AH3=___。

(2)口存儲(chǔ)階段：Ba存儲(chǔ)N02后轉(zhuǎn)化為Ba(NO3)2的化學(xué)方程式是。

口還原階段：NCh從Ba(NCh)2中釋放，然后在Pt的表面被C0、比還原為N2。若參加反應(yīng)的

n(CO)=n(H2),則反應(yīng)的n(CO)：n(H2)：n(NO2)=。

(3)某實(shí)驗(yàn)小組模擬NSR系統(tǒng)中的一個(gè)存儲(chǔ)、還原過程。讓尾氣通過NSR反應(yīng)器，測(cè)得過程中出口NCh

濃度變化如圖。

d

s

^;

愛

6

N

口

汨

□□時(shí)刻前，NCh的濃度接近0,原因是。

□t2時(shí)刻，切換至貧氧條件，NCh的濃度急劇上升又快速下降的原因是一。

4.(2022?四川眉山?三模)氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要應(yīng)用，減少氮的氧化物在大氣中

的排放是環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容之一、

1

(1)已知:2NO(g)+2CO(g)<N2(g)+2CO2(g)1H=-746.5kJmol-

1

N2(g)+O2(g)=2NO(g)CH=+180.5kJmol-

1

2C(s)+O2(g)=2CO(g)OH=-221kJmol-

碳的燃燒熱(DH)為。

(2)已知在容積為1L剛性容器中進(jìn)行反應(yīng)：2NO2(g)峰診N2O4(g)H

說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是；

a.v,t(N2O4)=2vS(N02)b.體系顏色不變

n(NO,)

c.氣體密度不變d.奈7+不再變化

L投入NC>2的物質(zhì)的量分別為amol、bmol、cmol時(shí)，NO?平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系如下圖所示:

臣

/

梆

二

o

n

a、b、c的關(guān)系是；DH0,其理由是；400℃,K=(列

出計(jì)算式)。

(3)下圖所示裝置可用于制備N2O5,通過隔膜的離子是陽極的電極反應(yīng)式為

1'1<

惰性電極惰性電極

5.(2022?江蘇?揚(yáng)州中學(xué)高三階段練習(xí))H2O2、02、03在水中可形成具有超強(qiáng)氧化能力的羥基自由基

(OH),能有效去除廢水中的H2PO：、苯酚等物質(zhì)。

(1汨2。2、。3在一定條件可處理廢水中H2PO；。

□弱堿性條件下QH將H2PO2氧化成PO：,該反應(yīng)的離子方程式為。

口為比較不同投料方式下含H2P0；模擬廢水的處理效果，向兩份等體積廢水樣品中加入等量比02和。3,

其中一份再加入FeSC>4,反應(yīng)相同時(shí)間，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示。

1O

00

8%

0<、

6然口總磷濃度

0娼

徭

4#B次磷酸鹽濃度

0^圓次磷酸鹽氧化率

2崛

□磷元素沉淀率

0

添加FeS04后，次磷酸鹽氧化率、磷元素沉淀率均顯著提高，原因是o

（2）1.利用電化學(xué)高級(jí)氧化技術(shù)可以通過電解裝置在電解槽中持續(xù)產(chǎn)生?0H,使處理含苯酚廢水更加高效,

裝置如圖所示。已知a極主要發(fā)生的反應(yīng)是02生成H2O2,然后在電解液中產(chǎn)生QH并迅速與苯酚反

應(yīng)。

含苯酚廢水（pH=3）

Ob極連接電源的極（填“正”或"負(fù)”）。

□a極的電極反應(yīng)式為。

□0H與苯酚反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

II.山。2在FC3O4催化下也可有效除去廢水中的苯酚等有機(jī)污染物。除去廢水中的苯酚的原理如圖所

示。研究在不同初始pH條件下，苯酚的去除率隨時(shí)間的變化，結(jié)果表明：在反應(yīng)開始時(shí)，初始pH=6的

溶液中苯酚的去除率明顯低于初始pH=3的溶液，但一段時(shí)間后兩者接近，原因是o

6.（2022?四川?成都外國語學(xué)校高三階段練習(xí)）“溫室效應(yīng)''和光化學(xué)污染是全球關(guān)注的環(huán)境問題之一。

⑴CH4可以消除氮氧化物的污染，主要反應(yīng)原理為CH4（g）+2NO2（g）=CO2（g）+2H2O（g）+N2（g）AH=-

868.7kJ-molL在3.00L密閉容器中通入ImolCIt和2moiNO2,在一定溫度下進(jìn)行上述反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間⑴

與容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)（p）的數(shù)據(jù)見表:

反應(yīng)時(shí)間t/min0246810

總壓強(qiáng)P/xlOOkPa4.805.445.765.926.006.00

由表中數(shù)據(jù)計(jì)算，0?4min內(nèi)V（NC>2）=molL-'-min1,該溫度下的平衡常數(shù)Kc=

（2）CO2和七在催化劑Cu/ZnO作用下可發(fā)生兩個(gè)平行反應(yīng)，分別生成CH30H和CO。

反應(yīng)A：CO2（g）+3H2（g）=CH30H（g）+H20（g）反應(yīng)B：CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）

控制CO2和H2初始投料比為1：3時(shí)，溫度對(duì)CO2平衡轉(zhuǎn)化率及甲醉和CO產(chǎn)率的影響如圖所示。

%2515

/

肉%

71/

)20O拗

?<

5

ou'

15

10

230240250260270280

溫度/℃

□由圖可知獲取CH30H最適宜的溫度是：。

口下列措施不能提高C02轉(zhuǎn)化為CH30H的平衡轉(zhuǎn)化率的有：（填字母）。

A.使用催化劑B.增大體系壓強(qiáng)C.增大C02和H2的初始投料比D.及時(shí)分離產(chǎn)物

CH30H

（3）常溫下，用氨水吸收C02可得到NH4HCO3溶液，在NH4HCO3溶液中c（NH；）c（HCO,）（填?“Y

或“="）；反應(yīng)NH；+HC0；+H2。==NH3，H2O+H2cCh的平衡常數(shù)K=。（已知常溫下NH3H2O的電離

11

平衡常數(shù)心=2、10-5,H2cO3的電離平衡常數(shù)Ki=4xl0〃，K2=4X10）

7.（2022?重慶市渝高中學(xué)校高三階段練習(xí)）口在通常情況下存在2NO2（g）UN2Odg）的反應(yīng)。恒溫下，將

一定量紅棕色的NO2和無色N2O4（g）的混合氣體充入容積固定的2L密閉容器中，其中各氣體物質(zhì)的量濃

度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示。

(1)由圖可知開始時(shí)該反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率大小為V(正)V(逆)(填“＞、＜、=")，前l(fā)Omin內(nèi)，用

v(NC)2)表示的反應(yīng)速率為mol-L-'-min-'o

(2)可作為判斷上述可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)的是

A.2V(N2O4)=V(NO2)B.容器中壓強(qiáng)不變C.容器中氣體的密度不變D.容器中NO2的體積

分?jǐn)?shù)不變E.容器內(nèi)氣體的顏色不變

(3)該條件下達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)容器中氣體壓強(qiáng)是起始時(shí)壓強(qiáng)的倍。

口.依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag+(aq)+Cu(s)=2Ag(s)+Cu2+(aq)設(shè)計(jì)的原電池如下圖所示。請(qǐng)回答下列問題:

電流表

(4)電極X的材料是；電解質(zhì)溶液Y是；

(5)Y發(fā)生的電極反應(yīng)為；X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為

(6)外電路中的電子是從電極流向電極。

8.(2022?河南濮陽?高三學(xué)業(yè)考試)回答下列問題：

i

(1)一種工業(yè)制備甲醇的反應(yīng)為CO2(g)+3H2(g)?=CH3OH(g)+H2O(g)AH

已知：口CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△Hi=-40.9kJmor'

:i1

□CO(g)+2H2(g)?=CH3OH(g)AH2=-90.4kJmol-

試計(jì)算制備反應(yīng)的AH=—。

⑵對(duì)于反應(yīng)CO2(g)+3H2(g):?^CH3OH(g)+H2O(g),已知：v正=女建?02加3(氏)，v『k逆

p(CH3OH)p(H2O)ok正、k逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)，p為氣體分壓(分壓=物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x總壓)。在

540K,按初始投料比n(CCh)：n(H2)=3：Kn(CO2)：n(H2)=l：Kn(CO2)：n(H2)=l：3,得到不同壓強(qiáng)條

件下出的平衡轉(zhuǎn)化率關(guān)系如圖1：

8O%

7O%

榔6O

3%

O%

3B?4O%

O

*3^%

gO

NC

x)O%

n)%

0%

o0.511.522.53

壓強(qiáng)p/MPa

a-4—b-?-c

圖1

口比較a、b、c各曲線所表示的投料比大小順序?yàn)椤?用字母表示)。

□點(diǎn)N在線b上，計(jì)算540K的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=—(用平衡分壓計(jì)算)。

口540K條件下，某容器測(cè)得某時(shí)刻p(CC>2)=0.2MPa,p(CH3OH)=p(H2O)=0.1MPa,p(H2)=0.4MPa,此時(shí)。

V正：V逆=O

(3)甲醇催化可制取丙烯的反應(yīng)為：3CH30H(g)『^C3H6(g)+3H2O(g),反應(yīng)的Arrhenius經(jīng)驗(yàn)公式的實(shí)驗(yàn)

E

數(shù)據(jù)如圖2中曲線a所示，已知Arrhenius經(jīng)驗(yàn)公式為Rlnk=-j+C(Ea為活化能，k為速率常數(shù)，R和C

為常數(shù))。該反應(yīng)的活化能Ea=kJmol-'o

(

9一

一

o

E(3.2,9.2)

.

f

i

u

s

(3.4,3.0)

1,.

亍/(10-3(1)

圖2

(4)甲烷蒸汽重整工業(yè)制氫面臨著大量的“碳排放”，我國科技工作者發(fā)明了一種電化學(xué)分解甲烷的方法,

其電化學(xué)反應(yīng)原理如圖3所示。請(qǐng)寫出Ni-YSZ電極上發(fā)生的電極反應(yīng)方程式：。

直流電源

Ni-YSZNi

電極電極

圖3

9.(2022?山西運(yùn)城?模擬預(yù)測(cè))為改變能源結(jié)構(gòu)和緩解環(huán)境壓力，對(duì)甲烷等傳統(tǒng)化石燃料的深度處理和綜

合利用成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)之一.甲烷催化制乙煥的反應(yīng)體系中主要涉及如下反應(yīng):

I.2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)AHi=+376.6kJmol-'；

II.CH4(g)C(s)+2H2(g)AH2=+75kJmol-'；

l

III.CO2(g)+C(s)2CO(g)AH3=+172kJ-mor；

rV.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AH4=+41kJmol-'。

回答下列問題：

(l)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)AH=。

(2)一定溫度下，MII^O.lmolL\Kc(IV尸0.2(&是用平衡濃度表示的平衡常數(shù))，向恒容密閉容器中充

入一定量CH4和CO2,5min末達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得反應(yīng)體系中c(CO)：c(H2O尸5：1。則5min末,容器內(nèi)H?

的平衡濃度C(H2)=____mol-L-'o

(3)反應(yīng)中催化劑活性會(huì)因反應(yīng)H而降低，同時(shí)反應(yīng)III又會(huì)消除催化劑表面的積碳。催化劑表面生成碳的

kp(CH.)

速率方程為v=向0；(其中k表示速率常數(shù)),則一定溫度下，減少催化劑表面積碳量的措施為—。

(4)一定溫度下，將2moic也充入5L恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)I,實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)前容器內(nèi)壓強(qiáng)為

O.IMPa,容器內(nèi)各氣體分壓與時(shí)間的關(guān)系如圖1所示。該溫度下，反應(yīng)1的平衡常數(shù)Kc=mol2-L-2；

16min時(shí)改變?nèi)萜魅莘e，圖1中能表示C2H2的分壓與時(shí)間變化關(guān)系的曲線為(填"“”產(chǎn)工/或

“L4”)，原因?yàn)閛

（5）有學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，報(bào)道了如圖2所示的反應(yīng)IV的一種反應(yīng)歷程，其中吸附在催化劑

表面的物種用“?”標(biāo)注。反應(yīng)速率最大的步驟對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為—；TS3對(duì)應(yīng)的步驟適合在—（填

“高溫”或“低溫”）條件下進(jìn)行。

>

*里

墨

將

要

10.（2022?黑龍江?哈爾濱三中三模）Xe和F2反應(yīng)可得三種氟化物，視反應(yīng)條件而定。下圖表述的是將一

定濃度的Xe和F2投入到密閉容器中得到的生成物在平衡體系內(nèi)的分壓與反應(yīng)溫度的關(guān)系。

800~

溫度/K

氟健化合物生成反應(yīng)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)如下表所示:

標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)

%673K

p523K

化學(xué)反應(yīng)

□Xe(g)+F2(g)-XeF2(g)8.80x1043.60x102

1.07x1081.98x103

□Xe(g)+2F2(g)-XeF'g)

8

□Xe(g)+3F2(g)->XeF6(g)l.OlxlO36

(已知：分壓=總壓,該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，對(duì)于反應(yīng)dD(g)+eE(g)除?gG(g)+hH(g),

S/PH

T，其中p'lOOkPa,P>PH、PD、PE為各組分的平衡分壓)。

"/PHG

Pe

(l)Xe和F2生成XeF6和XeF4,哪個(gè)反應(yīng)放熱更多？生成的反應(yīng)放熱更多(填“XeF6”或

“XeFJ)理由是

(2)為有效的制備XeF2應(yīng)..投料中F2/Xe的比值。(填“提高”或“降低”)

(3)523K時(shí)，反應(yīng)XeF4g)+F2(g)潘為XeFe(g)的標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)平衡常數(shù)K：=.(保留兩位有效數(shù)

字)。平衡時(shí)，F(xiàn)2的分壓在..kPa(取整數(shù))以上時(shí)，可使XeF6與XeF4的比值大于10。

(4)523K時(shí)，是否容易發(fā)生歧化反應(yīng)2XeF4(g)iXeF6(g)+XeF2(g)?說明理由。

(5)氟離子電池是新型電池中的一匹黑馬，其結(jié)構(gòu)如圖所示:

MN

放電時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)式為。采用固態(tài)電解質(zhì)的氟離子電池大多需要在高達(dá)170℃的溫度下工

作，采用“高溫”工作的原因是。

11.（2022?浙江紹興?模擬預(yù)測(cè)）2-甲氧基-2-甲基丁烷（TAME）常用作汽油添加劑。在催化劑作用下，可通

過甲醇與烯煌的液相反應(yīng)制得，體系中同時(shí)存在如下反應(yīng)：

回答下列問題:

圖11

□物質(zhì)A和B中相對(duì)穩(wěn)定的是（用“A”或"B”表示）;

□震的數(shù)值范圍是（填標(biāo)號(hào)）。

A.<-1B.-1-0C.0?1D.>1

（2）為研究上述反應(yīng)體系的平衡關(guān)系，向某反應(yīng)容器中加入LOmolTAME,控制溫度353K,測(cè)得TAME的

平衡轉(zhuǎn)化率為%已知反應(yīng)」的平衡常數(shù)KQ=9.0

口平衡體系中B的物質(zhì)的量為mol,

匚反應(yīng)的平衡常數(shù)Kx尸O

□同溫同壓下，再向該容器中注入惰性溶劑四氫吠喃稀釋，請(qǐng)判斷對(duì)反應(yīng)口的化學(xué)平衡的影響并說明理由

(3)為研究反應(yīng)體系的動(dòng)力學(xué)行為，向盛有四氫吠喃的另一容器中加入一定量A、B和CHQH?？刂茰囟?/p>

為353K,A、B物質(zhì)的量濃度c隨反應(yīng)時(shí)間t的變化如圖2所示。

0.16

-

1SJ2

?1(100,0.112)

SQ8

。曲線X

0.04

(100,0.011)曲線Y

0.00

0100200300400500600

t/s

圖2

□代表B的變化曲線為.(填“X”或Y")；

□t=100s時(shí)，判斷反應(yīng)口的正反應(yīng)速率J；和逆反應(yīng)速率v逆的大小并說明理由

12.(2022?陜西西安?模擬預(yù)測(cè))我國力爭(zhēng)于2030年前做到碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，CCh制

CH30H是熱點(diǎn)研究之一、中科院大連化物所研究團(tuán)隊(duì)直接利用CCh與H2合成甲醇，主要涉及以下反

應(yīng):

□CO2(g)+H2(g)峰為CO(g)+H2O(g)OH,

1

OCO(g)+2H2(g)脩9CH3OH(g)nH2=-90kJmol-

1

□CO2(g)+3H2(g)峰診CH3OH(g)+H2O(g)JH3=-49kJ-moF

1

□2CO2(g)+6H2(g)除.CH30cH3(g)+3H20(g)□H4=-121kJ-mol-

(l)QHi=kJ?mol」。

(2)反應(yīng)口、口的平衡常數(shù)(t)隨溫度(T)變化曲線如圖口所示，則表示反應(yīng)□的IgKc-T關(guān)系的曲線為

(填“1”或"m”)。

(3)恒壓下，向容器中充入1molCO2、3molH2,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化曲線如圖：!中n線所示。

在5001達(dá)到平衡時(shí)，體系中CH30H的物質(zhì)的量為amol,H2O的物質(zhì)的量為bmol,則此時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率

為(用含a、b的代數(shù)式表示)。此時(shí)反應(yīng)口的平衡常數(shù)值______(填“大于"、"小于”或”等于)1。

(4)有同學(xué)認(rèn)為在400以后反應(yīng)T在該體系中可以忽略，其依據(jù)是

(5)500口以后CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的可能原因是

(6)恒壓下將CO2和H2按體積比1：3混合，在不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)。在相同時(shí)間段內(nèi)CH30H的

CHQH的物質(zhì)的量

選擇性和產(chǎn)率隨溫度的變化如圖□所示。其中CH30H的選擇性=xlOO%

反應(yīng)的CO』勺物質(zhì)的量

CH30H選擇性/%CH30H產(chǎn)率/%

圖n

則合成甲醇的適宜條件是。(填字母)。

A.2301B.210D

C.CZT催化劑D.CZ(Zr-l)T催化劑

(7)BASF高壓法制備CH3COOH時(shí)的鉆碘催化循環(huán)法如圖門所示，該循環(huán)的總反應(yīng)為

圖m

13.(2022?山西晉中?二模)二甲醛又稱甲醛，是一種十分重要的化工原料，在制藥、燃料、農(nóng)藥等化學(xué)

工業(yè)中有許多獨(dú)特的用途。一定條件下，利用合成氣(CO、氏)合成二甲醛，其中主要包括以下三個(gè)相互

聯(lián)系的反應(yīng)：

i.合成氣合成甲醇：CO(g)+2H2(g)峰鄉(xiāng)CH30H(g)；

ii.甲醇脫水生成二甲醛：2CH3OH(g)港為CH30cH3(g)+比0@；

iii.水煤氣變換反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)iffCO2(g)+H2(g)o

請(qǐng)回答下列問題：

(1)已知相關(guān)物質(zhì)變化的焰變?nèi)鐖D1所示，寫出CO直接加氫合成二甲醛的熱化學(xué)方程式:

-----------------------------2CO(g)+2H2O(g)+4H2(g)

A//=+82.4kJ/mol

-i--------------------------2CO2(g)+6H2(g)

△H=?99.2kJ/mol

2CH3OH(g)+2H2O(g)

△〃=+24.5kJ/mol

CH3OCH3(g)+3H2O(g)

圖1

⑵有研究者在催化劑(CuO/ZnO/ALCh)、壓強(qiáng)為5.0MPa的條件下，由CO和H2直接制備二甲醛，結(jié)果如

圖2所示，其中CO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的原因是。

圖2

(3)實(shí)驗(yàn)室模擬上述合成過程，在1L恒容密閉容器中充入6moic。和6m0IH2,連續(xù)發(fā)生以上i、ii、iii

反應(yīng)，2h后達(dá)到平衡，測(cè)得混合體系中各組分濃度如下表：

物質(zhì)CHOHHO

H232CO2

物質(zhì)的量濃度/(mol-L/)1.440.780.120.84

□平衡后，整個(gè)過程中CO的轉(zhuǎn)化率為；v(CH30cH3)=molL/hL

口反應(yīng)ii的K=(保留兩位小數(shù))。

(4)合成氣可做燃料電池的燃料。一種熔融鹽燃料電池的工作原理如圖所示，電極A上也參與的電極反應(yīng)

為，假設(shè)催化爐產(chǎn)生的CO與H2的物質(zhì)的量之比為2：1,電極A處產(chǎn)生的C02有部分參與循

14.(2022?四川成都?三模)我國提出力爭(zhēng)在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和?！半p碳”戰(zhàn)略

倡導(dǎo)綠色、低碳的生產(chǎn)生活方式，加快降低碳排放的步伐，有利于引導(dǎo)綠色技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展。

(1)ZJCH4—CO2催化重整反應(yīng)包含積碳反應(yīng)和消碳反應(yīng)，生成CO和H2：

1

積碳反應(yīng)：CH4(g)=C(s)+2H2(g)\H=+75kJmor

消碳反應(yīng)：CO2(g)+C(s)=2C0(g)AW=+172kJmol-'

則CH4—CO2催化重整反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:

「反應(yīng)中催化劑的活性會(huì)因積碳反應(yīng)而降低，消碳反應(yīng)則使積碳量減少。

催化劑積碳反應(yīng)活化能ZkJmoH消碳反應(yīng)活化能/kJnoH

Xaibi

Ya?b2

若催化劑X優(yōu)于催化劑Y,則ai與a2,bi與b2的最佳關(guān)系為a>a2,b(b2(填“或

"=”)。

(2)一定條件下CO2與H2可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：CO2(g)+H2(g)峰診CO(g)+H2O(g),化學(xué)平衡常數(shù)K與溫

度7的關(guān)系如下表所示：

77070080085010001200

K0.60.91.01.72.6

口降低溫度，化學(xué)平衡向(填“正反應(yīng)''或"逆反應(yīng)”)方向移動(dòng)，原因是;

□某溫度下，平衡濃度符合如下關(guān)系：C(CO2)C(H2)=C(CO)C(H2O),在此溫度下，若該容器中含有0.8

molCCh、1.0molH2,1.2molCO,1.2molH2O(g),則此時(shí)vv以填“或“=")。

(3)一定條件下，工業(yè)上還可利用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。已知制備甲醇的化學(xué)反應(yīng)為CC)2(g)+3H2(g)

<?>CH3OH(g)+H2O(g),某溫度下，向容積為1L的密閉容器中，充入amolCCh和3amolH2,tmin時(shí)反

應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)CH30H的產(chǎn)率為b,則從0?tmin,v(CO2)=molL'min-',該溫度下的反應(yīng)

平衡常數(shù)為(mol-L-')-2o

15.(2022?廣東廣州?高考真題)銘及其化合物在催化、金屬防腐等方面具有重要應(yīng)用。

(1)催化劑可由(NHJ2er?。,加熱分解制備，反應(yīng)同時(shí)生成無污染氣體。

0完成化學(xué)方程式：(NH4)2Cr2o7生Cr2O,++°

□Cr?。?催化丙烷脫氫過程中，部分反應(yīng)歷程如圖，X(g)fY(g)過程的烙變?yōu)?列式表示)。

□Cr2O3可用于NH3的催化氧化。設(shè)計(jì)從NHj出發(fā)經(jīng)過3步反應(yīng)制備HNO,的路線(用“一，，表示含

氮物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化)；其中一個(gè)有顏色變化的反應(yīng)的化學(xué)方程式為

(2)K?Crq7溶液中存在多個(gè)平衡。本題條件下僅需考慮如下平衡：

(□)50；(叫)+乩0⑴^^2HCrO：(aq)&=3.0xl0-2(25℃)

(口)HCrO：(aq)^^CrOj(aq)+H+(aq)=3.3x107(25℃)

□下列有關(guān)K2Cr2O7溶液的說法正確的有。

A.加入少量硫酸，溶液的pH不變

B.加入少量水稀釋，溶液中離子總數(shù)增加

C.加入少量NaOH溶液，反應(yīng)（口）的平衡逆向移動(dòng)

D.加入少量KQM固體，平衡時(shí)c2（HCrO：）與c（Cr。）的比值保持不變

□25口時(shí)，O.lOmoLL-KCr,。,溶液中隨pH的變化關(guān)系如圖。當(dāng)pH=9.00時(shí)，設(shè)CrQ：、

HCrO；與CrO:的平衡濃度分別為x、y、zmolU1,則x、y、z之間的關(guān)系式為=0.10；計(jì)算溶

液中HCrO；的平衡濃度（寫出計(jì)算過程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

口在稀溶液中，一種物質(zhì)對(duì)光的吸收程度（A）與其所吸收光的波長(zhǎng)（2）有關(guān)；在一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)，最大A

對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)（乙”）取決于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征；濃度越高，A越大。混合溶液在某一波長(zhǎng)的A是各組分吸收程

度之和。為研究對(duì)反應(yīng)（口）和（口）平衡的影響，配制濃度相同、pH不同的KQrzO,稀溶液，測(cè)得其A隨/1

的變化曲線如圖，波長(zhǎng)4、4和4中，與CrO：的4m最接近的是:溶液pH從a變到b的過程

16.（2022?江蘇泰州?模擬預(yù)測(cè)）納米零價(jià)鐵億VI）因其高比表面積、優(yōu)異的吸附性、較強(qiáng)的還原性和反應(yīng)

活性等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于污染物的去除。

（l）ZVI可通過FeC24H2O和NaBH4溶液反應(yīng)制得，同時(shí)生成H2、B（OH）4,制備過程中需要不斷通入高

純氮?dú)?，其目的是?/p>

(2)ZVI電化學(xué)腐蝕處理三氯乙烯進(jìn)行水體修復(fù)，H+、Ch、NO,等物種的存在會(huì)影響效果，水體修復(fù)的過

程如圖所示?有效腐蝕過程中，生成Imol乙烯所轉(zhuǎn)移的電子物質(zhì)的量為mol,過程□對(duì)應(yīng)的電極

反應(yīng)式為o

(3)ZVI可去除廢水中Pb2+,pH<6時(shí)，pH對(duì)Pb2+的去除率的影響如圖所示。

￡

/

相

建

米

￡

泉

己知：口)在水中，ZVI表面的FcOH會(huì)因?yàn)橘|(zhì)子化/去質(zhì)子化作用而使其表面帶正/負(fù)電荷，可表示為:

FcOH+H+=^FeOH；,FeOH-^FeC>—+H+。pH約為8.1達(dá)到等電點(diǎn)，ZVI表面不帶電。

□)pH<6時(shí)，ZVI去除Pb2+主要發(fā)生表面配位反應(yīng)和還原反應(yīng):

2FeOH；+Pb2+^^(FeO)2Pb+4H+

+

2Fe+3Pb2++4H2O^：^t3Pb+2FeOOH+6H

□pH<6時(shí)，鐵氧化物顆粒不易吸附Pb2+的原因是。

□pH<6時(shí)，隨著pH增大，Pb2+的去除率會(huì)增大至接近100%的原因是。

(4)催化劑協(xié)同ZVI能將水體中的硝酸鹽(NO,轉(zhuǎn)化為N2,其催化還原反應(yīng)的過程如圖所示。為有效降低

水體中氮元素的含量，宜調(diào)整水體pH為4.2,當(dāng)pH<4.2時(shí)，隨pH減小，2生成率逐漸降低的原因是

17.（2022?江蘇?南京外國語學(xué)校高三階段練習(xí)）苯酚（Q&OH）是一種廣泛使用的化工產(chǎn)品，但若在水體

中存在超標(biāo)又會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的污染。

I.現(xiàn)有一種在一定溫度下用某分子篩催化N2O廢氣氧化苯制備苯酚的新方法，方程式為：

C6H6（g）+N2O（g）=C6H5OH（g）+N2（g）o

（1）已知:C6H6（g）=6C（s,石墨）+3H?（g）AH尸上82.9kJmo「

1

2N2（g）+O2（g）=2N2O（g）AH2=+163.2kJ-mol

l

2C6H5OH（g）=12C（s,石墨）+6H?（g）+O2（g）AH3=+243kJmor

則C6H6（g）+N2O（g）=C6H5OH（g）+N2（g）AH=。

（2）以固定N。和苯酚比例、恒定流速、O?加入量為1%的條件下，考查單因素改變反應(yīng)溫度時(shí)對(duì)N?。轉(zhuǎn)

化率和苯酚選擇性的影響如圖1和圖2所示。

%

、

榔

)7

g髀

o

z

01002003004000100200300400

時(shí)間/min時(shí)間/min

□由圖1可見，在723K進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，N?O的初始轉(zhuǎn)化率很高，隨著反應(yīng)時(shí)間的延續(xù)，N?O轉(zhuǎn)化率迅速降

低，究其原因可能是。

□由圖2可見，在648K和673K反應(yīng)時(shí)，苯酚的選擇性基本保持恒定，而在698K和723K時(shí)，苯酚選擇

性隨著反應(yīng)進(jìn)行迅速下降，高溫時(shí)苯酚選擇性下降的原因可能是：。

II.以苯酚為原料化合成某有機(jī)物的反應(yīng)機(jī)理如圖所示（圖中個(gè)別反應(yīng)物未列出，Ph為苯環(huán)）：

PhOH—?phO+H，

HO

CI—Pd—Cl2

Vo：

?+cr

PhO—Pd—ClPd

CcA1物質(zhì)A

r^PhO—C—Pd—crPh0

II

o

(3)過程中生成的物質(zhì)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為o

IILFenton試劑氧化法是一種很好的除去廢水中苯酚的方法。Fenton試劑是由亞鐵鹽和過氧化氫組成，

山。?單獨(dú)處理有機(jī)廢水時(shí)，由于本身的氧化性能較差，很難達(dá)到理想的處理效果；而當(dāng)Fe2+/HQ2聯(lián)合

2+3+

處理有機(jī)廢水時(shí)，F(xiàn)e+H2O2=Fe+HO+OH反應(yīng)生成了氧化性能極強(qiáng)的H0?，使廢水中的苯酚得到

降解。

(4)當(dāng)總質(zhì)量一定時(shí)，F(xiàn)eSO.7HQ與Hq?的質(zhì)量之比過小或過大，處理苯酚的效果均較差，請(qǐng)分析可能

的原因：。

18.(2022?河南安陽?模擬預(yù)測(cè))在碳中和背景下，氫能是新能源領(lǐng)域中與油氣行業(yè)現(xiàn)有業(yè)務(wù)結(jié)合最緊密

的一類，而制氫成本過高，仍是目前氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的挑戰(zhàn)之一、甲烷水蒸氣重整制氫是目前工業(yè)制氫最

為成熟的方法，涉及的主要反應(yīng)如下：

反應(yīng)ICH4(g)+H2O(g)脩&CO(g)+3H2(g)AHi>0

反應(yīng)nCEU(g)+2氏0植)峰?CO2(g)+4H2(g)AH2>0

反應(yīng)IIICO(g)+H2O(g)峰%CO2(g)+H2(g)AH3

(1)已知部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表：

化學(xué)鍵O-HH-HC=OC=O(CO)

鍵能/(kJ-molT)4634368031075

則△%=,若反應(yīng)III的正反應(yīng)活化能Ea(正)=83kJ-mol-1,則逆反應(yīng)活化能Ea(逆尸

kJ-rnol'1,

(2)口恒溫條件下，在體積不變的密閉容器中充入1molCO(g)和2molH2O(g),發(fā)生反應(yīng)III,欲使CO的

轉(zhuǎn)化率和H2的產(chǎn)率同時(shí)提高，可以采取的措施有。

□已知比表面積是指單位質(zhì)量物料所具有的總面積。實(shí)驗(yàn)表明，向體系中投入CaO固體可以增大H2的體

積分?jǐn)?shù)，選用相同質(zhì)量、不同粒徑的CaO固體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，結(jié)果如圖甲所示。投入微米級(jí)CaO比納米級(jí)

CaO,七的平衡體積分?jǐn)?shù)低的原因是。

□在一恒容絕熱容器中以物質(zhì)的量之比1：2投入CO(g)和H20(g),發(fā)生反應(yīng)in,下列物理量不再改變能

說明該反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)的是(填字母)。

A.H2體積百分含量B.體系溫度

C.CO與HzO的物質(zhì)的量之比D.混合氣體密度

(3)不同壓強(qiáng)下，按照n(CH4)：n(H2O)=1：3投料發(fā)生上述三個(gè)反應(yīng)，CE的平衡轉(zhuǎn)化率a(CH4)隨溫度的

變化關(guān)系如圖乙所示。

壓強(qiáng)由、P2、P3由大到小的順序是,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的原因是

(4)一定溫度下，向2L容器中充入1molCFU(g)和3molH2O(g),tmin后反應(yīng)達(dá)到平衡，容器中CO為

mmol,CO2為nmol。則trnin內(nèi)CH4的消耗速率為mol-L-*1-min-1,反應(yīng)Hl的壓強(qiáng)平衡常數(shù)

Kp=0(用含m,n,t的代數(shù)式表示)

19.(2022?湖北?華中師大一附中模擬預(yù)測(cè))國家提出2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的目

標(biāo)，利用CO或CO2加氫制甲醇將成為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的最佳路徑。

⑴利用CO、CO2加氫制甲醇的有關(guān)反應(yīng)如下：

I.2H2(g)+C0(g)<?>CH30H(g)OHi

ILH2(g)+CO2(g)??>CO(g)+H2O(g)DH2

HI.3H2(g)+CO2(g)廨?>CHjOH(g)+H2O(g)□印

已知：反應(yīng)I中的相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下。

化學(xué)鍵C=OH-HC-0H-OC-H

鍵能/(kJmolT)1071436358467413

由鍵能可知「Hi=kJmol"；若Z3H2=+41kJ-mol-1,則EIH3=k—molL

(2)要使反應(yīng)I在一定條件下建立的平衡正向移動(dòng)，可采取的措施有(填字母)。

A.縮小反應(yīng)容器的容積B.擴(kuò)大反應(yīng)容器的容積

C.升高溫度D.降低溫度

E.使用合適的催化劑F.從平衡體系中及時(shí)分離出CH30H

(3)在不同溫度、壓強(qiáng)和相同催化劑條件下，發(fā)生反應(yīng)III,初始時(shí)C02、比分別為1.0mol、3.0mol,測(cè)得

%的平衡轉(zhuǎn)化率［a(H2)］隨溫度和壓強(qiáng)的變化如圖所示。

二壓強(qiáng)：Pl、P2、P3的關(guān)系為。

□250。(3、pi條件下，平衡時(shí)a(H2)a(CO2)(填或“<”)；此時(shí)反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)

Kp=(分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

口若在A點(diǎn)平衡狀態(tài)下，再充入1molC02和1molH2O(g),則速率v正(82)(填或

“=”)v迪(82)。

20.(2022?天津?高三)氮、磷、碑(As)、錦(Sb)、鈍(Bi)、饃(Me)為元素周期表中原子序數(shù)依次增大的

同族元素?；卮鹣铝袉栴}：

⑴碑在元素周期表中的位置_______;的中子數(shù)為

(2)已知：P(s,白磷)=P(s,黑磷)AW=-39.3kJmoE1

P(s,白磷)=P(s,紅磷)AW=T7.6kJ-mo「

由此推知，其中最穩(wěn)定的磷單質(zhì)是。

(3)氮、磷、碑(As)、睇(Sb)、錨(Bi)、饃(Me)電負(fù)性依次(增大或減小)。

(4)PH?和N也與鹵化氫的反應(yīng)相似，產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)也相似。下列對(duì)P&與HI反應(yīng)產(chǎn)物的推斷正確的

是(填序號(hào))。

a.不能與NaOH反應(yīng)b.含離子鍵、共價(jià)鍵c.能與水反應(yīng)

2+

(5)[Cr(NH,)3(H2O)2Cl]中配體分子NH3、也0以及分子PH,的空間結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的鍵角如圖所示。

PH,中P的雜化類型是；H20的鍵角小于NH,的，分析原因,

(6)在1L真空密閉容器中加入amoIPHJ固體，t□時(shí)發(fā)生如下反應(yīng)：

PH4I(s)^^PH3(g)+HI(g)

4PH3(g)=^R(g)+6H2(g)

2HI(g)^^H2(g)+I2(g)

達(dá)平衡時(shí)，體系中n(HI)=bmol,n(I2)=cmol,n(H2)=dmol,則t□時(shí)反應(yīng)□的平衡常數(shù)K值為

(用字母表示)。

參考答案：

1.(1)產(chǎn)生了非燃料氣體