2025年高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計二輪專題化學(xué)江蘇專版課后習(xí)題專題突破練專題五化學(xué)反應(yīng)與能量A組基礎(chǔ)鞏固練1.(3分)(2024·江蘇無錫錫東高級中學(xué)期中)中國航天科技發(fā)展舉世矚目。2020年“嫦娥五號”成功攜帶月球樣品返回地球,2021年“天問一號”著陸火星,它們都是由以液氫為燃料的“長征五號”火箭搭載升空的。下列有關(guān)說法錯誤的是()氫氣燃燒的產(chǎn)物不污染環(huán)境低溫液態(tài)儲氫可以大大提高氫氣的密度,降低儲運成本已知2H2(g)+O2(g)2H2O(g),ΔH2=-483.6kJ·mol-1,則H2燃燒熱ΔH=-483.6kJ·mol-1獲取氫氣的方法較多,包括水的電解、煤的氣化、乙烷裂解和氯堿工業(yè)等2.(3分)(2024·江蘇蘇州高三期中)硼單質(zhì)及其化合物有重要的應(yīng)用。硼晶體熔點為2076℃,可形成多種鹵化物。BF3可與NH3反應(yīng)生成NH3BF3。BCl3可與H2反應(yīng)生成乙硼烷B2H6(標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為2165kJ·mol-1),其分子中一個硼與周圍的四個氫形成正四面體,結(jié)構(gòu)式為,具有還原性。乙硼烷易水解生成H3BO3與H2,H3BO3是一種一元弱酸,可作吸水劑。乙硼烷可與NH3反應(yīng)生成氨硼烷(BH3NH3),其在一定條件下可以脫氫,最終得到BN。乙硼烷也可與NaH反應(yīng)生成NaBH4,是一種常用的還原劑。下列化學(xué)反應(yīng)表示正確的是()乙硼烷的制備:2BCl3+6H2B2H6+6HCl乙硼烷的水解:B2H6+6H2O6H2↑+2H++2H2BO3-乙硼烷的燃燒:B2H6(g)+3O2(g)B2O3(s)+3H2O(g)ΔH=-2165kJ·mol-1乙硼烷酸性條件下還原乙酸:3CH3COO-+B2H6+6H2O2H3BO3+3CH3CH2OH+3OH-3.(3分)(2024·江蘇南京六校聯(lián)合體聯(lián)合調(diào)研)750℃時,NH3和O2發(fā)生以下兩個反應(yīng):①4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH1②4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)ΔH2下列說法正確的是()反應(yīng)①的平衡常數(shù)可表示為K1=c4反應(yīng)②的ΔS<0反應(yīng)①中每生成2molNO,轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為6.02×1024反應(yīng)②的ΔH2=2E(N≡N)+12E(H—O)-12E(N—H)-3E(OO)4.(3分)甲醇是一種重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn),也可以直接用作燃料。已知:CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(g)ΔH1=-443.64kJ·mol-12CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH2=-566.0kJ·mol-下列說法或熱化學(xué)方程式正確的是()CO的燃燒熱為-566.0kJ·mol-12molCO和1molO2的總能量比2molCO2的總能量低完全燃燒20g甲醇,生成二氧化碳和水蒸氣時放出的熱量為908.3kJ2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g)ΔH=-1453.28kJ·mol-15.(3分)(2024·江蘇無錫高三期終教學(xué)質(zhì)量調(diào)研測試)電催化是利用催化劑電極進行電解以實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)變的前沿方法。使用單原子催化劑電催化將CO2轉(zhuǎn)化為CO的部分機理如圖所示。下列說法正確的是()該催化過程在電解池的陽極進行該催化過程CO2發(fā)生了氧化反應(yīng)甲、乙中的C原子的雜化類型不同催化劑原子吸附CO2中帶負電的部分6.(3分)(2024·江蘇泰州高三期中)科學(xué)家利用氨硼烷設(shè)計成原電池裝置如圖所示,常溫下該電池總反應(yīng)為NH3·BH3+3H2O2NH4BO2+4H2O。下列說法正確的是()b室為該原電池的負極區(qū)放電過程中,H+通過質(zhì)子交換膜由b室移向a室a室的電極反應(yīng)式為NH3·BH3+2H2O-6e-NH4++BO其他條件不變時,向H2O2溶液中加入適量NaOH溶液能增大電流強度7.(3分)(2024·江蘇泰州中學(xué)高三第一次月考)自由基是化學(xué)鍵斷裂時產(chǎn)生的含未成對電子的中間體,HNO自由基與O2反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。下列說法不正確的是()產(chǎn)物P1的鍵能總和大于產(chǎn)物P2的鍵能總和產(chǎn)物P1與P2的分子式相同,但穩(wěn)定性:P1<P2該反應(yīng)歷程中正反應(yīng)的能壘的最大值為186.19kJ·mol-1相同條件下,中間產(chǎn)物Z轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的速率:v(P1)>v(P2)8.(3分)(2024·江蘇揚州期末檢測)電解法制備Na2FeO4的工作原理如圖所示。下列說法正確的是()M為電源的負極陽極上的電極反應(yīng)式為Fe-6e-+4H2OFeO42-+8H陰離子交換膜應(yīng)能允許OH-通過而能阻止FeO42理論上每轉(zhuǎn)移0.1mole-,陰極上會產(chǎn)生1.12L氣體9.(3分)(江蘇南京高三第二次模擬)一種電解乙酰基吡嗪廢水中的(NH4)2SO4制備(NH4)2S2O8的電化學(xué)裝置如圖所示。下列說法正確的是()石墨電極與直流電源正極相連電解時,鉑網(wǎng)電極附近pH增大離子交換膜應(yīng)選擇性透過陰離子陰極上的電極反應(yīng)為2SO42-+2e-S210.(3分)(江蘇南通海安高級中學(xué)高三第二次模擬)PtNiFe-LDHGO催化甲醛氧化的反應(yīng)機理如圖:下列說法不正確的是()步驟Ⅰ中甲醛通過氫鍵吸附在催化劑表面的—OH上上述反應(yīng)機理涉及極性鍵和非極性鍵的形成該反應(yīng)每生成1molCO2,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目約為4×6.02×1023PtNiFe-LDHGO降低了該反應(yīng)的活化能11.(9分)(2024·江蘇連云港高三期中)(1)電催化還原CO2制備HCHO。電催化還原裝置如圖所示。①(5分)陰極CO2生成HCHO的電極反應(yīng)式為。電解過程中還可能得到一種新的氣體物質(zhì)為(填化學(xué)式)。

②(2分)電解過程中陽極室和陰極室使用質(zhì)子交換膜隔開,其作用除了可以維持兩室的電荷平衡外,還有。

(2)(2分)電催化還原CO2制備CH4、C2H4等烴。納米材料內(nèi)部的孔通道數(shù)量與納米材料的粒子粒徑成正比。在相同條件下,電解得到的部分還原產(chǎn)物的法拉第效率(FE/%)隨催化劑粒徑大小的關(guān)系如圖所示。FE%=QX(生成還原產(chǎn)物X所需要的電量)Q總(電解過程中通過的總電量)×100%,其中,QX=。

0123456789B組能力提升練1.(3分)(2024·江蘇常州教育學(xué)高三期中學(xué)業(yè)水平檢測)催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應(yīng)R(g)P(g)。反應(yīng)歷程(如圖)中,M為中間產(chǎn)物。其他條件相同時,下列說法正確的是()使用Ⅰ或Ⅱ,反應(yīng)歷程都分2步進行達平衡后,若升高溫度,P的濃度增大使用Ⅰ時,反應(yīng)體系更快達到平衡狀態(tài)使用Ⅱ時,反應(yīng)過程中M所能達到的最高濃度更大2.(3分)(2024·江蘇南通如東中學(xué)、如東一高等四校高三學(xué)情調(diào)研)在催化劑作用下,HCOOH分解生成CO2和H2可能的反應(yīng)機理如圖所示。下列說法不正確的是()該反應(yīng)的ΔS>0第一步轉(zhuǎn)化N與H間形成配位鍵若用HCOOD催化釋氫,反應(yīng)除生成CO2外,還生成D2若用HCOOK溶液代替HCOOH最終所得氣體中H2的純度會提高3.(3分)(2024·江蘇淮安金湖中學(xué)、清江中學(xué)、漣水鄭梁梅高級中學(xué)等學(xué)校期中)第三周期元素的單質(zhì)及其化合物具有重要用途。在熔融狀態(tài)下,可用金屬鈉制備金屬鉀;MgCl2可制備多種鎂產(chǎn)品;鋁-空氣電池具有較高的比能量,在堿性電解液中總反應(yīng)式為4Al+3O2+4OH-+6H2O4[Al(OH)4]-。高純硅廣泛用于信息技術(shù)領(lǐng)域,高溫條件下,將粗硅轉(zhuǎn)化為三氯硅烷(SiHCl3),再經(jīng)氫氣還原得到高純硅。硫有多種單質(zhì),如斜方硫(燃燒熱為297kJ·mol-1)、單斜硫等。H2S可除去廢水中Hg2+等重金屬離子,H2S水溶液在空氣中會緩慢氧化生成S而變渾濁。SO2催化氧化是工業(yè)制硫酸的重要反應(yīng)之一,常用V2O5作催化劑。下列化學(xué)反應(yīng)表示正確的是()斜方硫燃燒:S(s,斜方硫)+O2(g)SO2(g)ΔH=297kJ·mol-1CuSO4溶液中加入小粒金屬鈉:2Na+Cu2+Cu+2Na+SiHCl3轉(zhuǎn)化為高純硅:SiHCl3+H2Si+3HCl鋁-空氣電池放電時的負極反應(yīng):Al+4H2O-3e-[Al(OH)4]-+4H+4.(3分)(2024·江蘇南京鹽城高三一模)一種以釩基氧化物(V6O13)為正極材料的水系鋅離子電池的工作原理如圖所示。通過使用孔徑大小合適且分布均勻的新型離子交換膜,可提高離子傳輸通量的均勻性,從而保持電池的穩(wěn)定性。下列說法項正確的是()放電過程中,Zn2+向Zn極一側(cè)移動放電過程中,電子由Zn極經(jīng)電解質(zhì)溶液向V6O13極移動充電時,V6O13極與外接直流電源正極相連充電時,陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式可能為V6O13+xZn2++2xe-ZnxV6O135.(3分)(2024·江蘇海安高級中學(xué)高三開學(xué)考試)微生物電池具有高效、清潔、環(huán)保等優(yōu)點。某微生物電池工作原理如圖所示,下列說法正確的是()電極a極為該電池的正極放電過程中a極附近溶液pH增大電極b極的電極反應(yīng)式為[Fe(CN)6]4--e-[Fe(CN)6]3-每消耗23gCH3CH2OH,理論上會有6molH+通過質(zhì)子交換膜移向b極6.(3分)(2024·江蘇鹽城三校聯(lián)考期中)為防止因天然氣泄漏,居家安裝天然氣報警器很重要。當(dāng)空間內(nèi)甲烷達到一定濃度時,傳感器隨之產(chǎn)生電信號并聯(lián)動報警,圖1是成品裝置,其工作原理如圖2所示,其中O2-可以在固體電解質(zhì)ZrO2-Na2O中移動。當(dāng)報警器觸發(fā)工作時,下列說法正確的是()圖1圖2O2-在電解質(zhì)中向a電極移動,電流方向由a電極經(jīng)導(dǎo)線流向b電極報警器觸發(fā)工作時,圖2的裝置將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能當(dāng)電路中有0.008mol電子轉(zhuǎn)移時,則電極a有22.4mL甲烷參與反應(yīng)多孔電極a極上發(fā)生的反應(yīng)的電極反應(yīng)式為CH4-8e-+4O2-CO2+2H2O7.(3分)近日,科學(xué)家開發(fā)WO3/NaBiO3/TiO2/NiOOH光陽極用于持續(xù)太陽能制氫,裝置如圖所示。下列敘述正確的是()能量轉(zhuǎn)化形式:太陽能→化學(xué)能→電能陽極材料涉及元素均為前四周期元素電極N的反應(yīng)式為2H2O-4e-4H++O2↑陰極區(qū)c(Zn2+)越大,H2產(chǎn)率越高8.(3分)(2024·江蘇靖江高級中學(xué)、華羅庚中學(xué)高三上第一次階段考試)如圖甲、乙兩個裝置相連,甲池是一種常見的氫氧燃料電池裝置,乙池內(nèi),D中通入10mol混合氣體,其中苯的物質(zhì)的量分數(shù)為20%(其余氣體不參與反應(yīng)),一段時間后,C處出來的氣體中含苯的物質(zhì)的量分數(shù)為10%(不含H2,該條件下苯、環(huán)己烷都為氣態(tài)),下列說法不正確的是()甲池中A處通入O2,乙池中E處有O2放出甲池中H+由G極移向F極,乙池中H+由多孔惰性電極移向惰性電極導(dǎo)線中共傳導(dǎo)12mol電子乙池中左側(cè)惰性電極上發(fā)生反應(yīng):C6H6+6H++6e-C6H129.(14分)(2024·江蘇常州高三期末檢測)氫能是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉础?1)(3分)298K時,1gH2燃燒生成H2O(g)放出121kJ的熱量,1molH2O(l)蒸發(fā)吸收44kJ的熱量。則表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為。

(2)(2分)工業(yè)上常用制水煤氣的反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)來制備氫氣。生產(chǎn)水煤氣時,通常交替通入合適量的空氣和水蒸氣與煤炭反應(yīng),其原因是

。

(3)一氧化碳變換反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)也可用于生產(chǎn)氫氣。①(2分)以固體催化劑M催化該變換反應(yīng),若水蒸氣分子首先被催化劑的活性表面吸附而解離,反應(yīng)過程的能量變化如圖1所示。該催化反應(yīng)歷程可用兩個化學(xué)方程式表示為(中間產(chǎn)物用MO表示)。

圖1圖2②(2分)該反應(yīng)在Pd膜反應(yīng)器中進行的工作原理如圖2所示。當(dāng)反應(yīng)器中存在Pd膜時,CO變換反應(yīng)具有更高轉(zhuǎn)化率的原因是。

③(5分)該反應(yīng)也可采用電化學(xué)方法實現(xiàn),反應(yīng)裝置如圖3所示。圖3ⅰ.裝置中的固體電解質(zhì)應(yīng)采用(填“氧離子導(dǎo)體”或“質(zhì)子導(dǎo)體”)。

ⅱ.生產(chǎn)時,陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式為。

ⅲ.同溫同壓下,相同時間內(nèi),若進口Ⅰ處,n(CO)∶n(H2O)=a∶b,出口Ⅰ處氣體體積為進口Ⅰ處的y倍,則CO的轉(zhuǎn)化率為(用a、b、y表示)。

0123456789101112131410.(10分)(2024·江蘇南通高三第一次調(diào)研測試)一種燃煤煙氣中CO2的捕集和資源再利用技術(shù)可通過如下轉(zhuǎn)化過程實現(xiàn)。轉(zhuǎn)化Ⅰ是利用風(fēng)/太陽能電廠過剩電力,將CO2轉(zhuǎn)化為C2H4等高值產(chǎn)品。轉(zhuǎn)化Ⅱ是利用風(fēng)/太陽能電廠過剩電力驅(qū)動壓縮機壓縮CO2。轉(zhuǎn)化Ⅲ是風(fēng)/太陽能電廠發(fā)電低谷時,利用壓縮CO2推動汽輪機,帶動發(fā)電機發(fā)電。(1)利用氨水可捕集煙氣中的CO2。捕集、再生過程中含碳物種的變化如圖1所示。圖1①(2分)液相中H2NCOO-發(fā)生轉(zhuǎn)化:H2NCOO-+H2OX+NH3。X的結(jié)構(gòu)式為。

②(2分)已知:Co2++6NH3[Co(NH3)6]2+K1=1×105Zn2++4NH3[Zn(NH3)4]2+K2=1×109反應(yīng)2Co2++3[Zn(NH3)4]2+2[Co(NH3)6]2++3Zn2+的平衡常數(shù)K=。

③(2分)轉(zhuǎn)化后的溶液通過反應(yīng)NH4++XCO2+NH3+H2O解吸釋放CO2。向兩份相同的轉(zhuǎn)化后的溶液中分別加入等體積、等濃度的CoCl2和ZnCl2溶液,加入CoCl2溶液后釋放CO2效果更好的原因是

。

(2)以過渡金屬作催化劑,利用圖2所示裝置可實現(xiàn)“轉(zhuǎn)化Ⅰ”。圖2①(2分)寫出陰極表面的電極反應(yīng)式:

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②(2分)在金屬催化劑表面發(fā)生*CO2*C2H4轉(zhuǎn)化的過程可能為*CO2*COOH*CO*OCCO*C2H4(*表示吸附在催化劑表面)。其中部分物種在催化劑表面的吸附結(jié)構(gòu)如圖3所示,反應(yīng)歷程中的相對能量如圖4所示。與Cu催化劑相比,摻雜了Cs的CuCs復(fù)合催化劑更有利于C2H4的形成,可能原因是

。

圖3圖4012345678910專題六化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡A組基礎(chǔ)鞏固練1.(3分)(2024·江蘇蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市教學(xué)情況調(diào)研一)對于反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),下列有關(guān)說法正確的是()該反應(yīng)的ΔS>0該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達式為K=c(反應(yīng)中每消耗22.4LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為2×6.02×1023溫度不變,提高c起始(O2)或增大反應(yīng)壓強,均能提高反應(yīng)速率和SO2的轉(zhuǎn)化率2.(3分)(2024·江蘇蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市教學(xué)情況調(diào)研二)HaberBosch法合成氨反應(yīng)為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1。工業(yè)上將原料以n(N2)∶n(H2)=1∶2.8投入合成塔。下列說法正確的是()從合成塔排出的氣體中,n(N2)∶n(H2)>1∶2.8當(dāng)3v正(H2)=2v逆(NH3)時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài)使用高效催化劑可降低反應(yīng)的焓變升高溫度,正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大3.(3分)(2024·江蘇宿遷調(diào)研)以Cu-ZnO-Al2O3作催化劑發(fā)生反應(yīng):2CH3CHO(g)+H2O(g)C2H5OH(g)+CH3COOH(g)ΔH<0,下列說法正確的是()反應(yīng)物的總鍵能小于生成物的總鍵能該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(該反應(yīng)中每消耗1molH2O(g),轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為6.02×1023將C2H5OH移出一段時間后,v正增大4.(3分)(2024·江蘇蘇州期初調(diào)研)在CuO催化下,經(jīng)過氯化、氧化等步驟,有機氯化工業(yè)的副產(chǎn)品HCl可被O2轉(zhuǎn)化為Cl2,總反應(yīng)為4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)。下列說法正確的是()反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為K=c4該反應(yīng)ΔS<0、ΔH>04HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)是基元反應(yīng)提高HCl轉(zhuǎn)化率,需要研發(fā)在低溫區(qū)高效的催化劑5.(3分)(2024·江蘇如皋第一次適應(yīng)性考試)工業(yè)上用CH4催化還原NO2可以消除氮氧化物的污染,反應(yīng)原理為CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-867.0kJ·mol-1。不同的催化劑催化該反應(yīng)的最佳活性溫度不同。下列說法正確的是()上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(其他條件不變時,單位時間,NO2去除率隨溫度升高而增大的原因可能是平衡常數(shù)變大其他條件不變,在低溫下使用高效催化劑可提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率反應(yīng)中若采用高分子分離膜及時分離出水蒸氣,可以使反應(yīng)的平衡常數(shù)增大6.(3分)(2024·江蘇南京外國語、金陵中學(xué)、海安中學(xué)三校聯(lián)考)乙醛與氫氰酸(HCN,弱酸)能發(fā)生加成反應(yīng),生成2-羥基丙腈,歷程如下:已知:向丙酮與HCN反應(yīng)體系中加入少量KOH溶液,反應(yīng)速率明顯加快。下列說法不正確的是()因氧原子的電負性大于碳原子的電負性,醛基中帶部分正電荷的碳原子與CN-之間發(fā)生作用KOH溶液加入越多,反應(yīng)速率越快HCN易揮發(fā)且有劇毒,是該反應(yīng)不宜在酸性條件下進行的原因之一與HCN加成的反應(yīng)速率:CH3COCH3<CH3CHO7.(3分)(2024·江蘇靖江高級中學(xué)、華羅庚中學(xué)第一次階段考試)將一定量的CO2與H2通入某密閉容器中合成甲醇,在催化劑作用下發(fā)生下述反應(yīng):Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1<0Ⅱ.CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g)ΔH2催化反應(yīng)相同時間,測得不同溫度下CO2的轉(zhuǎn)化率如圖1所示(圖中虛線表示相同條件下CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化),CH3OH的產(chǎn)率如圖2所示。圖1圖2下列有關(guān)說法正確的是()ΔH2<0250℃時,容器內(nèi)反應(yīng)達到平衡250℃后,隨溫度升高CH3OH的產(chǎn)率減小,可能是因為催化劑對反應(yīng)Ⅰ的活性降低250℃前,隨溫度升高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小,可能因為該溫度范圍內(nèi)僅發(fā)生反應(yīng)Ⅰ8.(3分)(2023·江蘇南通、泰州等七市高三第三次調(diào)研)工業(yè)上C2H5OH催化氧化可制得H2,主要反應(yīng)如下:反應(yīng)Ⅰ2C2H5OH(g)+3O2(g)4CO2(g)+6H2(g)ΔH=-552.0kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ2C2H5OH(g)+O2(g)4CO(g)+6H2(g)ΔH=+28.2kJ·mol-1還可能發(fā)生下列副反應(yīng):反應(yīng)ⅢCO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-164.8kJ·mol-1反應(yīng)ⅣCH4(g)C(s)+2H2(g)ΔH=-77.95kJ·mol-1反應(yīng)ⅤCO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)ΔH=-114.8kJ·mol-1研究發(fā)現(xiàn),在實驗條件下,乙醇的轉(zhuǎn)化率都接近100%。1×105Pa下,氧醇比為0.6時,部分氣體產(chǎn)物(H2、CO、CO2和CH4)的平衡分壓p[p(H2)=n(H2)已知:用氣體物質(zhì)的分壓替換濃度計算得到的平衡常數(shù)稱為分壓平衡常數(shù)(Kp)。下列說法正確的是()500K時,反應(yīng)體系中一定有積碳產(chǎn)生曲線①表示CO2的平衡分壓隨溫度的變化720K時,反應(yīng)Ⅳ的Kp=0.2其他條件一定,增加體系壓強,產(chǎn)物中氫氣的量增多9.(3分)(2024·江蘇連云港高級中學(xué)4月期中)已知CO2催化加氫的主要反應(yīng)有:反應(yīng)ⅠCO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1ΔS1<0反應(yīng)ⅡCO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2>0ΔS2在恒溫、恒壓反應(yīng)器中通入1molCO2、3molH2氣體,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率及CH3OH的平衡產(chǎn)率隨溫度變化關(guān)系如下圖。已知:CH3OH產(chǎn)率=n生成(CH3OH)ΔH1<0,ΔS2>0CH3OH的平衡選擇性隨溫度的升高而減小525K后,升高溫度對反應(yīng)Ⅰ的影響大于對反應(yīng)Ⅱ的影響525K時,增大n起始(H210.(3分)(2024·江蘇常州期末)二氧化碳催化合成燃料甲醇過程中的主要反應(yīng)如下:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.4kJ·mol-1CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.1kJ·mol-1CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=-90.5kJ·mol-1將一定比例CO2和H2的混合氣體以一定流速通過裝有催化劑的反應(yīng)管,CO2轉(zhuǎn)化率、CH3OH平衡選擇性[n生成(CH3OH平衡選擇性隨溫度的升高而減小其他條件不變,在210~290℃時,隨溫度的升高,出口處CH3OH的量不斷減小該條件下CO2催化合成CH3OH的最佳反應(yīng)溫度應(yīng)控制在240~250℃為提高CH3OH產(chǎn)率,需研發(fā)低溫下CO2轉(zhuǎn)化率高和CH3OH選擇性高的催化劑11.(3分)(2024·江蘇泰州調(diào)研)二甲醚和水蒸氣制氫氣可作為燃料電池的氫能源,發(fā)生的主要反應(yīng)如下:反應(yīng)ⅠCH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g)ΔH1>0反應(yīng)ⅡCH3OH+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)ΔH2>0反應(yīng)ⅢCO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH3>0在恒壓下,將一定比例的二甲醚和水蒸氣混合后,以一定流速通過裝有催化劑的反應(yīng)器,反應(yīng)相同時間測得的CH3OCH3實際轉(zhuǎn)化率、CO2實際選擇性與CO2平衡選擇性隨溫度的變化如圖所示。CO2的選擇性=n生成(下列說法不正確的是()曲線a表示CH3OCH3實際轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化200℃時,反應(yīng)Ⅱ的反應(yīng)速率大于反應(yīng)Ⅲ的反應(yīng)速率適當(dāng)增加n起始(H2一定溫度下,若增大壓強,CO的平衡產(chǎn)率不變12.(15分)(2024·江蘇泰州調(diào)研)空氣中CO2含量的控制和CO2資源利用具有重要意義。(1)(4分)利用高爐煉鐵尾氣中的CO2制取有機物的過程如下:圖1相同條件下,恒定通過電解池的電量,電解得到的部分還原產(chǎn)物的法拉第效率(FE%)隨電解電壓的變化如圖1所示。FE%=QX(生成還原產(chǎn)物選擇性S(X)=n(生成X“電解”在質(zhì)子交換膜電解池中進行,生成HCOOH的電極反應(yīng)式為。當(dāng)電解電壓為U1時,生成C2H5OH和HCOOH的選擇性之比為。

(2)利用銦氧化物催化CO2、H2制取CH3OH的可能機理如圖2所示。In2O3無催化活性,形成氧空位后具有較強催化活性。將固定比例的CO2、H2混合氣體以不同流速通過裝有催化劑的反應(yīng)管,CH3OH選擇性、CO2轉(zhuǎn)化率隨氣體流速變化曲線如圖3所示。圖2圖3①(3分)圖2中的反應(yīng)每生成1molCH3OH(g)放出49kJ的熱量,其熱化學(xué)方程式為。

②(3分)原料氣中H2比例過低、過高均會減弱催化劑活性,原因是。

③(5分)制取CH3OH時,同時發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH>0。氣體流速分別為15000mL·h-1和21000mL·h-1,相同時間內(nèi)生成CH3OH的質(zhì)量,前者(填“>”“=”或“<”)后者。保持氣體流速不變,反應(yīng)管內(nèi)溫度從300℃升高到320℃,測得出口處CO2和CH3OH的物質(zhì)的量均減小,可能的原因是。

0123456789101112131415B組能力提升練1.(3分)(2024·江蘇南京第二次模擬)制備光電子功能材料ZnS可通過自發(fā)反應(yīng):ZnO(s)+H2S(g)ZnS(s)+H2O(g)ΔH>0。下列說法正確的是()該反應(yīng)的ΔS<0其他條件相同,縮小容器容積,達到新平衡時c(H其他條件相同,升高體系溫度,H2S的平衡轉(zhuǎn)化率增大其他條件相同,使用催化劑加快正反應(yīng)速率,減慢逆反應(yīng)速率2.(3分)(2024·江蘇南京鹽城一模)反應(yīng):CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)可用于尾氣脫硝。下列說法正確的是()該反應(yīng)的ΔS<0該反應(yīng)達到平衡后,移除部分H2O(g),正反應(yīng)速率增大提高n(NO2該反應(yīng)每消耗1molNO2,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目約為4×6.02×10233.(3分)(2024·江蘇南通等八市第三次調(diào)研測試)下列關(guān)于反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0的說法正確的是()基態(tài)V原子核外電子排布式為3d34s2反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,v逆(SO3)=2v正(O2)使用V2O5的目的是增大SO2的平衡轉(zhuǎn)化率其他條件相同,增大壓強,平衡常數(shù)增大4.(3分)(2024·江蘇淮安5校聯(lián)考)已知:(1)血紅蛋白可與O2結(jié)合,血紅蛋白更易與CO配位,血紅蛋白與O2配位示意如圖所示。(2)血紅蛋白(Hb)與O2、CO結(jié)合的反應(yīng)可表示為①Hb+O2Hb(O2)K1;②Hb+COHb(CO)K2。下列說法不正確的是()相同溫度下,K1>K2反應(yīng)①②的ΔH均小于0CO中的C原子提供孤電子對與Fe2+配位用高壓氧艙治療CO中毒時,平衡②逆向移動5.(3分)(2024·江蘇蘇州學(xué)業(yè)質(zhì)量指標(biāo)調(diào)研)壓強0.7MPa、溫度370℃下,化合物WS2催化反應(yīng)H2S+CH3OHH2O+CH3SH可用于制備甲硫醇。下列說法正確的是()該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(過程Ⅰ存在反應(yīng)物吸附,S—H沒有斷裂圖中“”代表S原子若用CH3OD代替CH3OH,則生成CH3SD6.(3分)(2024·江蘇南京學(xué)情調(diào)研)CO2催化加氫合成CH3OH能實現(xiàn)碳的循環(huán)利用。一定壓強下,1molCO2與3molH2在密閉容器中發(fā)生的主要反應(yīng)如下:Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2反應(yīng)相同時間,測得不同溫度下CO2轉(zhuǎn)化率和CH3OH選擇性如圖實驗值所示。圖中平衡值表示在相同條件下達到平衡狀態(tài)時CO2轉(zhuǎn)化率和CH3OH選擇性隨溫度的變化[CH3OH選擇性=n(CH3該測定實驗體系未達到化學(xué)平衡狀態(tài)相同條件下,壓縮容器容積能提高CO2轉(zhuǎn)化率的實驗值相同溫度下,CH3OH選擇性的實驗值大于平衡值,說明反應(yīng)Ⅰ的速率大于反應(yīng)Ⅱ260~280℃,CO2轉(zhuǎn)化率平衡值隨溫度升高而增大,說明隨溫度升高反應(yīng)Ⅰ平衡正向移動的程度大于反應(yīng)Ⅱ平衡逆向移動的程度7.(3分)(2024·江蘇蘇州學(xué)業(yè)質(zhì)量指標(biāo)調(diào)研)CH4與CO2重整生成H2和CO的過程中主要發(fā)生下列反應(yīng):CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g)ΔH=+247.1kJ·mol-1H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)ΔH=+41.2kJ·mol-1在恒壓、反應(yīng)物起始物質(zhì)的量比n(CH4)∶n(CO2)=1∶1條件下,CH4和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()曲線A表示CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化工業(yè)上為提高H2和CO的產(chǎn)率,需要研發(fā)低溫下的高效催化劑高于900K時,隨著溫度升高,平衡體系中n(CO恒壓、800K、n(CH4)∶n(CO2)=1∶1條件下,反應(yīng)至CH4的轉(zhuǎn)化率達到X點的值,延長反應(yīng)時間,CH4的轉(zhuǎn)化率能達到Y(jié)點的值8.(16分)(2024·江蘇南京外國語、金陵中學(xué)、海安中學(xué)三校聯(lián)考)甲烷不只是燃料,也是重要的化工原料,由甲烷可以制取H2、CH3OH等。(1)CH4與H2O重整制氫的流程:已知:Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH1=+206.3kJ·mol-1Ⅱ.CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)ΔH2=-41.2kJ·mol-1研究表明,反應(yīng)Ⅱ在Fe3O4催化下進行,反應(yīng)分如下兩步進行。第一步:Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g)ΔH3=-14kJ·mol-1①(3分)寫出第二步的熱化學(xué)方程式:。

②(3分)一定壓強下,將n(CH4)∶n(H2O)=1∶2混合氣體通入反應(yīng)體系。平衡時,各組分的物質(zhì)的量分數(shù)與溫度的關(guān)系如圖甲所示。分析750℃以后曲線a下降的原因:。

甲(2)(2分)CH4與CO2催化重整的主要反應(yīng):反應(yīng)Ⅲ:CH4+CO22CO+2H2;反應(yīng)Ⅳ:H2+CO2CO+H2O。已知:CH4還原能力(R)可衡量CO2轉(zhuǎn)化效率,R=Δn(CO2常壓下CH4和CO2按物質(zhì)的量之比1∶3投料,一段時間內(nèi)CH4轉(zhuǎn)化率、R值隨溫度變化如下表所示。溫度/℃480500520550CH4轉(zhuǎn)化率/%7.911.520.234.8R2.62.42.11.8下列說法不正確的是(填字母)。

A.改變催化劑可提高平衡時的R值B.R值提高是由于催化劑選擇性地提高反應(yīng)Ⅳ的速率C.溫度越低,含氫產(chǎn)物中H2O占比越高D.溫度升高,CH4轉(zhuǎn)化率增加,CO2轉(zhuǎn)化率降低,R值減小(3)小分子與金屬表面之間的作用與它們在低氧化態(tài)金屬配合物中的相互作用類似。利用銅鈰氧化物選擇性催化氧化除去H2中少量CO的可能機理如圖乙所示。①(3分)金屬吸附位優(yōu)先吸附CO而非O2,可能的原因是。

②(2分)如果用18O2代替O2參加反應(yīng),則CO去除產(chǎn)物分子的結(jié)構(gòu)式是。

乙丙(4)(3分)ZnO/石墨烯復(fù)合光催化O2氧化甲烷和水生成甲醇和氫氣可能的機理如圖丙所示。H2O在電子空穴(h+)作用下生成H+和一種強氧化性中性粒子X,CH4與X反應(yīng)最終生成甲醇。X的電子式是。寫出該機理總反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

0123456789101112131415169.(16分)(2024·江蘇南京鹽城一模)乙醇是一種清潔的替代能源,催化加氫制備乙醇技術(shù)是當(dāng)前的研究熱點。(1)CO2催化加氫制備乙醇的反應(yīng)為2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(l)+3H2O(l)。①(2分)若要計算上述反應(yīng)的ΔH,須查閱的兩個數(shù)據(jù)是C2H5OH(l)的燃燒熱和。

②(3分)某金屬有機骨架負載的銅基催化劑上,CO2加氫生成C2H5OH的部分反應(yīng)機理如圖1所示。圖1C→X過程中兩個H-均參與反應(yīng),畫出X的結(jié)構(gòu)式(注明電荷):。

(2)乙酸甲酯催化加氫制備乙醇主要涉及如下反應(yīng):反應(yīng)Ⅰ:CH3COOCH3(g)+2H2(g)C2H5OH(g)+CH3OH(g)ΔH=-23.6kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ:2CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3COOC2H5(g)+2CH3OH(g)ΔH=-22.6kJ·mol-1在其他條件不變時