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2025年高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題15反應(yīng)原理綜合題1.(2025·云南卷)我國科學(xué)家研發(fā)出一種乙醇(沸點(diǎn)78.5℃)綠色制氫新途徑,并實(shí)現(xiàn)高附加值乙酸(沸點(diǎn)118℃)的生產(chǎn),主要反應(yīng)為:Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列問題:(1)乙醇可由秸稈生產(chǎn),主要過程為秸稈纖維素乙醇(2)對(duì)于反應(yīng)Ⅰ:①已知
則。②一定溫度下,下列敘述能說明恒容密閉容器中反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(填標(biāo)號(hào))。A.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再變化B.混合氣體的密度不再變化C.的體積分?jǐn)?shù)不再變化D.單位時(shí)間內(nèi)生成,同時(shí)消耗③反應(yīng)后從混合氣體分離得到,最適宜的方法為。(3)恒壓100kPa下,向密閉容器中按投料,產(chǎn)氫速率和產(chǎn)物的選擇性隨溫度變化關(guān)系如圖1,關(guān)鍵步驟中間體的能量變化如圖2。[比如:乙酸選擇性]①由圖1可知,反應(yīng)Ⅰ最適宜的溫度為270℃,原因?yàn)椤"谟蓤D中信息可知,乙酸可能是(填“產(chǎn)物1”“產(chǎn)物2”或“產(chǎn)物3”)。③270℃時(shí),若該密閉容器中只發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ,平衡時(shí)乙醇的轉(zhuǎn)化率為90%,乙酸的選擇性為80%,則,平衡常數(shù)(列出計(jì)算式即可;用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。2.(2025·陜西、山西、青海、寧夏卷)/循環(huán)在捕獲及轉(zhuǎn)化等方面具有重要應(yīng)用??蒲腥藛T設(shè)計(jì)了利用與反應(yīng)生成的路線,主要反應(yīng)如下:I.
II.
III.
回答下列問題,(1)計(jì)算。(2)提高平衡產(chǎn)率的條件是_______。A.高溫高壓 B.低溫高壓 C.高溫低壓 D.低溫低壓(3)高溫下分解產(chǎn)生的催化與反應(yīng)生成,部分歷程如圖,其中吸附在催化劑表面的物種用*標(biāo)注,所示步驟中最慢的基元反應(yīng)是(填序號(hào)),生成水的基元反應(yīng)方程式為。(4)下,在密閉容器中和各發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)物(、)的平衡轉(zhuǎn)化率和生成物(、)的選擇性隨溫度變化關(guān)系如下圖(反應(yīng)III在以下不考慮)。注:含碳生成物選擇性①表示選擇性的曲線是(填字母)。②點(diǎn)M溫度下,反應(yīng)Ⅱ的(列出計(jì)算式即可)。③在下達(dá)到平衡時(shí),。,隨溫度升高平衡轉(zhuǎn)化率下降的原因可能是。3.(2025·江蘇卷)合成氣(和)是重要的工業(yè)原料氣。(1)合成氣制備甲醇:。的結(jié)構(gòu)式為,估算該反應(yīng)的需要(填數(shù)字)種化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)。(2)合成氣經(jīng)“變換”“脫碳”獲得純。①合成氣變換。向絕熱反應(yīng)器中通入和過量的:。催化作用受接觸面積和溫度等因素影響,的比熱容較大。過量能有效防止催化劑活性下降,其原因有。②脫碳在鋼制吸收塔中進(jìn)行,吸收液成分:質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%的吸收劑、(正價(jià)有)緩蝕劑等。溶液濃度偏高會(huì)堵塞設(shè)備,導(dǎo)致堵塞的物質(zhì)是(填化學(xué)式)。減緩設(shè)備腐蝕的原理是。(3)研究與不同配比的鐵鈰載氧體[是活潑金屬,正價(jià)有]反應(yīng),氣體分步制備原理示意如圖甲所示。相同條件下,先后以一定流速通入固定體積的,依次發(fā)生的主要反應(yīng):步驟Ⅰ
步驟Ⅱ
①步驟Ⅰ中,產(chǎn)物氣體積分?jǐn)?shù)、轉(zhuǎn)化率、與x的關(guān)系如圖乙所示。時(shí),大于理論值2的可能原因有;時(shí),通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的至反應(yīng)結(jié)束,的選擇性,則生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下和的總體積為。②時(shí),新制載氧體、與反應(yīng)后的載氧體的X射線衍射譜圖如圖丙所示(X射線衍射用于判斷某晶態(tài)物質(zhì)是否存在,不同晶態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)衍射峰的衍射角不同)。步驟Ⅱ中,能與反應(yīng)的物質(zhì)有(填化學(xué)式)。③結(jié)合圖示綜合分析,步驟Ⅰ中的作用、氣體分步制備的價(jià)值:。4.(2025·廣東卷)鈦單質(zhì)及其化合物在航空、航天、催化等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。(1)基態(tài)Ti原子的價(jià)層電子排布式為。(2)298K下,反應(yīng)的、,則298K下該反應(yīng)(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。(3)以為原料可制備。將與10.0molTi放入容積為的恒容密閉容器中,反應(yīng)體系存在下列過程。編號(hào)過程(a)(b)(c)(d)①kJ/mol。②不同溫度下,平衡時(shí)反應(yīng)體系的組成如圖。曲線Ⅰ對(duì)應(yīng)的物質(zhì)為。③溫度下,,反應(yīng)(c)的平衡常數(shù)(列出算式,無須化簡(jiǎn))。(4)鈦基催化劑可以催化儲(chǔ)氫物質(zhì)肼的分解反應(yīng):(e)(f)為研究某鈦基催化劑對(duì)上述反應(yīng)的影響,以肼的水溶液為原料(含的物質(zhì)的量為),進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到、隨時(shí)間t變化的曲線如圖。其中,為與的物質(zhì)的量之和;為剩余的物質(zhì)的量。設(shè)為0~t時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)(e)消耗的物質(zhì)的量,該時(shí)間段內(nèi),本體系中催化劑的選擇性用表示。①內(nèi),的轉(zhuǎn)化率為(用含的代數(shù)式表示)。②內(nèi),催化劑的選擇性為(用含與的代數(shù)式表示,寫出推導(dǎo)過程)。5.(2025·河北卷)乙二醇(EG)是一種重要的基礎(chǔ)化工原料,可通過石油化工和煤化工等工業(yè)路線合成。(1)石油化工路線中,環(huán)氧乙烷(EO)水合工藝是一種成熟的乙二醇生產(chǎn)方法,環(huán)氧乙烷和水反應(yīng)生成乙二醇,伴隨生成二乙二醇(DEG)的副反應(yīng)。主反應(yīng):
副反應(yīng):體系中環(huán)氧乙烷初始濃度為,恒溫下反應(yīng)30min,環(huán)氧乙烷完全轉(zhuǎn)化,產(chǎn)物中。①0~30min內(nèi),。②下列說法正確的是(填序號(hào))。a.主反應(yīng)中,生成物總能量高于反應(yīng)物總能量b.0~30min內(nèi),c.0~30min內(nèi),d.選擇適當(dāng)催化劑可提高乙二醇的最終產(chǎn)率(2)煤化工路線中,利用合成氣直接合成乙二醇,原子利用率可達(dá)100%,具有廣闊的發(fā)展前景。反應(yīng)如下:。按化學(xué)計(jì)量比進(jìn)料,固定平衡轉(zhuǎn)化率,探究溫度與壓強(qiáng)的關(guān)系。分別為0.4、0.5和0.6時(shí),溫度與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖:①代表的曲線為(填“”“”或“”);原因是。②0(填“>”“<”或“=”)。③已知:反應(yīng),,x為組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。M、N兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的體系,(填“>”“<”或“=”),D點(diǎn)對(duì)應(yīng)體系的的值為。④已知:反應(yīng),,p為組分的分壓。調(diào)整進(jìn)料比為,系統(tǒng)壓強(qiáng)維持,使,此時(shí)(用含有m和的代數(shù)式表示)。6.(2025·湖北卷)粉末可在較低溫度下還原?;卮鹣铝袉栴}:(1)已知一定溫度下:則的(用m和n表示)。(2)圖1分別是和下還原過程中反應(yīng)體系電阻隨反應(yīng)時(shí)間變化的曲線,可用(填標(biāo)號(hào))表示反應(yīng)的快慢。a.
b.
c.
d.(3)圖1中曲線(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度最高。(4)研究發(fā)現(xiàn)對(duì)的還原性主要來自于其產(chǎn)生的。一般認(rèn)為在表面被氧化成有兩種可能途徑,圖2是理論計(jì)算得到的相對(duì)能量變化圖,據(jù)此推測(cè)途徑(填“a”或“b”)是主要途徑。(5)產(chǎn)生的可能反應(yīng):①或②。將放在含微量水的氣流中,在至的升溫過程中固體質(zhì)量一直增加,由此可斷定的來源之一是反應(yīng)(填“①”或“②”)。若要判斷另一個(gè)反應(yīng)是否是的來源,必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是。(6)已知。研究表明,在相同溫度下,用還原比直接用還原更有優(yōu)勢(shì),從平衡移動(dòng)原理角度解釋原因:。7.(2025·重慶卷)水是化學(xué)反應(yīng)的良好介質(zhì),探索水溶液中的酸堿平衡具有重要意義。(1)天然水中可以分離出重水(D2O)。D2O溶液中存在電離平衡:,c(D+)和c(OD-)的關(guān)系如圖所示。①圖中3個(gè)狀態(tài)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液呈中性的是。②(填“>”“=”或者“<”)。(2)用如圖所示電化學(xué)裝置進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。①用實(shí)驗(yàn):在左側(cè)通入,產(chǎn)物為,鹽橋中移向裝置的(填“左側(cè)”或者“右側(cè)”),電池的總反應(yīng)為。②用實(shí)驗(yàn):在一側(cè)通入,電池的總反應(yīng)仍保持不變,該側(cè)的電極反應(yīng)為。(3)利用馳豫法可研究快速反應(yīng)的速率常數(shù)(k,在一定溫度下為常數(shù))。其原理是通過微擾(如瞬時(shí)升溫)使化學(xué)平衡發(fā)生偏離,觀測(cè)體系微擾后從不平衡態(tài)趨向新平衡態(tài)所需的馳豫時(shí)間(),從而獲得k的信息。對(duì)于,若將純水瞬時(shí)升溫到25℃,測(cè)得。已知:25℃時(shí),,,,(為的平衡濃度)。①25℃時(shí),的平衡常數(shù)(保留2位有效數(shù)字)。②下列能正確表示瞬時(shí)升溫后反應(yīng)建立新平衡的過程示意圖為。③25℃時(shí),計(jì)算得為。8.(2025·湖南卷)在溫和條件下,將轉(zhuǎn)化為烴類具有重要意義。采用電化學(xué)-化學(xué)串聯(lián)催化策略可將高選擇性合成,該流程示意圖如下:回答下列問題:(1)電解池中電極M與電源的極相連。(2)放電生成的電極反應(yīng)式為。(3)在反應(yīng)器中,發(fā)生如下反應(yīng):反應(yīng)i:反應(yīng)ii:計(jì)算反應(yīng)的,該反應(yīng)(填標(biāo)號(hào))。A.高溫自發(fā)
B.低溫自發(fā)
C.高溫低溫均自發(fā)
D.高溫低溫均不自發(fā)(4)一定溫度下,和(體積比為)按一定流速進(jìn)入裝有催化劑的恒容反應(yīng)器(入口壓強(qiáng)為)發(fā)生反應(yīng)i和ii.有存在時(shí),反應(yīng)ii的反應(yīng)進(jìn)程如圖1所示。隨著x的增加,的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的選擇性(選擇性)如圖2所示。根據(jù)圖1,寫出生成的決速步反應(yīng)式;的選擇性大于的原因是。②結(jié)合圖2,當(dāng)時(shí),混合氣體以較低的流速經(jīng)過恒容反應(yīng)器時(shí),反應(yīng)近似達(dá)到平衡,隨著x的增大,的轉(zhuǎn)化率減小的原因是;當(dāng)時(shí),該溫度下反應(yīng)ii的(保留兩位小數(shù))。9.(2025·河南卷)的熱分解與催化的重整結(jié)合,可生產(chǎn)高純度合成氣,實(shí)現(xiàn)碳資源的二次利用。主要反應(yīng)如下:反應(yīng)Ⅰ:反應(yīng)Ⅱ:反應(yīng)Ⅲ:回答下列問題:(1)位于元素周期表中區(qū);基態(tài)的價(jià)電子排布式為。(2)水分子的模型與其空間結(jié)構(gòu)模型不同,原因是。(3)的晶胞如圖1所示(晶胞參數(shù)),該物質(zhì)的化學(xué)式為。(4)恒壓條件下,重整反應(yīng)可以促進(jìn)分解,原因是。(5)在溫度分別為和下,的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示,反應(yīng)溫度最高的是(填“”“”或“”),原因是。(6)一定溫度、下,向體系中加入和,假設(shè)此條件下其他副反應(yīng)可忽略,恒壓反應(yīng)至平衡時(shí),體系中轉(zhuǎn)化率為,轉(zhuǎn)化率為,物質(zhì)的量為,反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)(保留小數(shù)點(diǎn)后一位),此時(shí)原位利用率為。已知:原位利用率10.(2025·甘肅卷)乙炔加氫是除去乙烯中少量乙炔雜質(zhì),得到高純度乙烯的重要方法。該過程包括以下兩個(gè)主要反應(yīng):反應(yīng)1:
反應(yīng)2:
(1)25℃,101kPa時(shí),反應(yīng)
。(2)一定條件下,使用某含Co催化劑,在不同溫度下測(cè)得乙炔轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物選擇性(指定產(chǎn)物的物質(zhì)的量/轉(zhuǎn)化的乙炔的物質(zhì)的量)如圖所示(反應(yīng)均未達(dá)平衡)。①在范圍內(nèi),乙炔轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的原因?yàn)?任寫一條),當(dāng)溫度由220℃升高至260℃,乙炔轉(zhuǎn)化率減小的原因可能為。②在120~240℃范圍內(nèi),反應(yīng)1和反應(yīng)2乙炔的轉(zhuǎn)化速率大小關(guān)系為(填“>”“<”或“=”),理由為。(3)對(duì)于反應(yīng)1,反應(yīng)速率與濃度的關(guān)系可用方程式表示(k為常數(shù))。時(shí),保持其他條件不變,測(cè)定了不同濃度時(shí)的反應(yīng)速率(如下表)。當(dāng)時(shí),。實(shí)驗(yàn)組一二(4)以Pd/W或Pd為催化劑,可在常溫常壓下實(shí)現(xiàn)乙炔加氫,反應(yīng)機(jī)理如下圖所示(虛線為生成乙烷的路徑)。以為催化劑時(shí),乙烯的選擇性更高,原因?yàn)椤?圖中“*”表示吸附態(tài);數(shù)值為生成相應(yīng)過渡態(tài)的活化能)11.(2025·山東卷)利用循環(huán)再生可將燃煤尾氣中的轉(zhuǎn)化生產(chǎn)單質(zhì)硫,涉及的主要反應(yīng)如下:Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ.恒容條件下,按和投料反應(yīng)。平衡體系中,各氣態(tài)物種的隨溫度的變化關(guān)系如圖所示,n為氣態(tài)物種物質(zhì)的量的值。已知:圖示溫度范圍內(nèi)反應(yīng)Ⅱ平衡常數(shù)基本不變?;卮鹣铝袉栴}:(1)反應(yīng)的焓變(用含的代數(shù)式表示)。(2)乙線所示物種為(填化學(xué)式)。反應(yīng)Ⅲ的焓變0(填“>”“<”或“=”)。(3)溫度下,體系達(dá)平衡時(shí),乙線、丙線所示物種的物質(zhì)的量相等,若丁線所示物種為,則為(用含a的代數(shù)式表示);此時(shí),與物質(zhì)的量的差值(用含a的最簡(jiǎn)代數(shù)式表示)。(4)溫度下,體系達(dá)平衡后,壓縮容器體積產(chǎn)率增大。與壓縮前相比,重新達(dá)平衡時(shí),與物質(zhì)的量之比(填“增大”“減小”或“不變”),物質(zhì)的量(填“增大”“減小”或“不變”)。12.(2025·安徽卷)I.通過甲酸分解可獲得超高純度的。甲酸有兩種可能的分解反應(yīng):①②(1)反應(yīng)的。(2)一定溫度下,向恒容密閉容器中通入一定量的,發(fā)生上述兩個(gè)分解反應(yīng)下列說法中能表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(填標(biāo)號(hào))。a.氣體密度不變
b.氣體總壓強(qiáng)不變c.的濃度不變
d.和的物質(zhì)的量相等(3)一定溫度下,使用某催化劑時(shí)反應(yīng)歷程如下圖,反應(yīng)①的選擇性接近,原因是;升高溫度,反應(yīng)歷程不變,反應(yīng)①的選擇性下降,可能的原因是。Ⅱ.甲烷和二氧化碳重整是制取合成氣(和)的重要方法,主要反應(yīng)有:③④⑤(4)恒溫恒容條件下,可提高轉(zhuǎn)化率的措施有(填標(biāo)號(hào))。a.增加原料中的量
b.增加原料中的量
c.通入氣(5)恒溫恒壓密閉容器中,投入不同物質(zhì)的量之比的//混合氣,投料組成與和的平衡轉(zhuǎn)化率之間的關(guān)系如下圖。i.投料組成中含量下降,平衡體系中的值將(填“增大”“減小”或“不變”)。ii.若平衡時(shí)的分壓為,根據(jù)a、b兩點(diǎn)計(jì)算反應(yīng)⑤的平衡常數(shù)(用含p的代數(shù)式表示,是用分壓代替濃度計(jì)算的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。13.(2025·上海卷)已知反應(yīng)1的反應(yīng)2的反應(yīng)3的反應(yīng)4的物質(zhì)環(huán)氧丙烷(1)計(jì)算出_______。A. B.613.2 C.395.2 D.(2)隨溫度T的變化趨勢(shì)。(3)中電負(fù)性最大的是。A.C
B.H
C.O(4)分了中鍵的數(shù)目為_______。A.7 B.12 C.13 D.14已知:環(huán)氧丙烷生成會(huì)發(fā)生副反應(yīng)選擇性=轉(zhuǎn)化生成A的環(huán)氧丙烷/消耗環(huán)氧丙烷M(環(huán)氧丙烷)
ρ(環(huán)氧丙烷)容器容積的高壓反應(yīng)釜反應(yīng)后體積縮小為,選擇性為95%,反應(yīng)。(5)求環(huán)氧丙烷的化學(xué)反應(yīng)速率(精確到小數(shù)點(diǎn)后2位)(6)下列哪種操作可以使得活化分子的百分?jǐn)?shù)變大_______。A.升高溫度 B.增大濃度 C.壓縮容器 D.充入惰性氣體(7)碳酸丙烯酯相同時(shí)間內(nèi)隨溫度變化如圖所示,請(qǐng)解釋產(chǎn)率隨溫度先升后下降的原因。(8)達(dá)到平衡的判據(jù)_______。A.v正=v逆 B.體系總質(zhì)量不變C.氣體體積不再變化 D.混合氣體密度(可能是摩爾質(zhì)量)不變(9)制備還有一種光氣法,用。請(qǐng)從綠色化學(xué)的角度解釋,寫出3點(diǎn)與光氣-二醇法相比,法合成的優(yōu)勢(shì)。14.(2025·北京卷)利用工業(yè)廢氣中的制備焦亞硫酸鈉()的一種流程示意圖如下。已知:物質(zhì)、(1)制已知:
由制的熱化學(xué)方程式為。(2)制I.在多級(jí)串聯(lián)反應(yīng)釜中,懸濁液與持續(xù)通入的進(jìn)行如下反應(yīng):第一步:第二步:Ⅱ.當(dāng)反應(yīng)釜中溶液達(dá)到3.8~4.1時(shí),形成的懸濁液轉(zhuǎn)化為固體。①Ⅱ中生成的化學(xué)方程式是。②配堿槽中,母液和過量配制反應(yīng)液,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是。③多次循環(huán)后,母液中逐漸增多的雜質(zhì)離子是,需除去。④尾氣吸收器中,吸收的氣體有。(3)理論研究、與的反應(yīng)。一定溫度時(shí),在濃度均為的和的混合溶液中,隨的增加,和平衡轉(zhuǎn)化率的變化如圖。①,與優(yōu)先反應(yīng)的離子是。②,平衡轉(zhuǎn)化率上升而平衡轉(zhuǎn)化率下降,結(jié)合方程式解釋原因:。15.(2025·浙江1月卷)二甲胺[(CH3)2NH]、N,N-二甲基甲酰胺[HCON(CH3)2]均是用途廣泛的化工原料。請(qǐng)回答:(1)用氨和甲醇在閉容器中合成二甲胺,反應(yīng)方程式如下:Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ.可改變甲醇平衡轉(zhuǎn)化率的因素是_______。A.溫度 B.投料比[n(NH3):n(CH3OH)] C.壓強(qiáng) D.催化劑(2)25℃下,(CH3)2NH·H2O的電離常數(shù)為Kb,-lgKb=3.2,則1mol/L[(CH3)2NH2]+Cl-水溶液的pH=。(3)在[(CH3)2NH2]+Cl-的有機(jī)溶液中電化學(xué)還原CO2制備HCON(CH3)2陰極上生成HCON(CH3)2的電極反應(yīng)方程式是。(4)上述電化學(xué)方法產(chǎn)率不高,工業(yè)中常用如下反應(yīng)生產(chǎn)HCON(CH3)2:。某條件下反應(yīng)自發(fā)且熵減,則反應(yīng)在該條件下0(填“>”、“<”或“=”)。(5)有研究采用CO2、H2和(CH3)2NH催化反應(yīng)制備HCON(CH3)2。在恒溫密閉容器中,投料比,催化劑M足量。反應(yīng)方程式如下:Ⅳ.V.三種物質(zhì)的物質(zhì)的量百分比隨反應(yīng)時(shí)間變化如圖所示。(例:HCOOH的物質(zhì)的量百分比①請(qǐng)解釋HCOOH的物質(zhì)的量百分比隨反應(yīng)時(shí)間變化的原因(不考慮催化劑M活性降低或失活)。②若用SiH4代替H2作為氫源與CO2反應(yīng)生成HCOOH,可以降低反應(yīng)所需溫度。請(qǐng)從化學(xué)鍵角度解釋原因。1.(2025·福建莆田·二模)鎢(W)及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用。鹵素?zé)襞莸墓ぷ髟頌?/p>
。向兩個(gè)起始溫度均為T℃、體積為1L的密閉容器中,均加入足量的鎢、nmol的氧氣和nmol的碘蒸氣,分別在絕熱恒容、恒溫恒容條件下發(fā)生上述反應(yīng),測(cè)得兩反應(yīng)體系的壓強(qiáng)變化與時(shí)間的關(guān)系如下圖所示。(1)圖中曲線甲代表(填“絕熱恒容”或“恒溫恒容”)條件。(2)反應(yīng)未達(dá)平衡,相同時(shí)間內(nèi)為了提高WO2I2的產(chǎn)率,可采取的措施有(填標(biāo)號(hào))。a.加入鎢單質(zhì)
b.縮小容器體積
c.降低溫度
d.使用高效的催化劑(3)圖中a→b壓強(qiáng)減小的原因:。(4)比較c、d兩點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù):KcKd(填“>”“<”或“=”,下同);I2的轉(zhuǎn)化率:。(5)恒溫恒容條件下,該反應(yīng)0~t1min氧氣的平均反應(yīng)速率為(用含p0、t1的代數(shù)式表示)。d點(diǎn)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=(用含p0的代數(shù)式表示)。(6)①在電解池的陰極,WO3在鹽酸環(huán)境中可制得(結(jié)構(gòu)如下圖所示)。該陰極的電極反應(yīng)式為。②的結(jié)構(gòu)是共面的兩個(gè)以鎢離子為中心的八面體,且空間是對(duì)稱的。已知W原子的半徑為137pm,測(cè)得該離子中兩個(gè)鎢原子的核間距242pm,(填“能”或“不能”)證明W-W成鍵;該離子中Cl有種化學(xué)環(huán)境。[已知:W屬于VIB族]2.(2025·山西晉中·二模)我國向國際社會(huì)承諾2030年實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”,2060年實(shí)現(xiàn)“碳中和”。加氫可以合成甲醇:i.?;卮鹣铝袉栴}:(1)化學(xué)上規(guī)定,通常條件下,穩(wěn)定單質(zhì)的焓()為0,有關(guān)物質(zhì)的焓如下表所示,則,反應(yīng)i的活化能(正)(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。物質(zhì)焓-394-242(2)已知時(shí),反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,反應(yīng)i的,則該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的溫度低于(保留一位小數(shù))。(3)反應(yīng)i催化機(jī)理如圖所示,在該歷程中,優(yōu)先與催化劑反應(yīng)的物質(zhì)是(填化學(xué)式,下同),生成的水分子中的氧原子來自。資料顯示:水可以使催化劑活化點(diǎn)位減少。利用計(jì)算機(jī)模擬,研究添加適量水蒸氣前后對(duì)能壘較大的反應(yīng)歷程能量變化的影響,結(jié)果如圖所示(吸附在催化劑表面上的物種用*標(biāo)注):結(jié)合資料、上圖及學(xué)過的知識(shí)推測(cè),在反應(yīng)中添加水蒸氣將如何影響甲醇產(chǎn)率及產(chǎn)生這種影響的原因:(答一條)。(4)利用二氧化碳制備甲醇的過程中還會(huì)發(fā)生反應(yīng)ii:(忽略其他副反應(yīng))。在下,將和充入某密閉容器中,在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)i和ii。平衡時(shí)和的選擇性隨溫度的變化如圖所示。①表示平衡時(shí)的選擇性隨溫度變化的曲線是(填“x”或“y”)。②250℃時(shí),平衡體系中有,則的平衡轉(zhuǎn)化率=,反應(yīng)i的(是以組分體積分?jǐn)?shù)代替物質(zhì)的量濃度表示的平衡常數(shù))。③若的選擇性位于、兩點(diǎn),反應(yīng)ii的逆反應(yīng)速率:(填“>”“=”或“<”)。3.(2025·湖北武漢·二模)苯乙烯作為一種重要的基礎(chǔ)有機(jī)化工原料,廣泛用于合成塑料和橡膠。工業(yè)常采用乙苯脫氫的方法制備苯乙烯,其原理如下:
,回答下列問題:(1)有利于提高乙苯平衡轉(zhuǎn)化率的條件是_____(填標(biāo)號(hào))。A.高溫低壓 B.高溫高壓 C.低溫高壓 D.低溫低壓(2)已知鍵能:,,由此計(jì)算生成碳碳鍵放出的能量為。(3),乙苯通過催化劑反應(yīng)相同的時(shí)間,在不同的流速下,乙苯的轉(zhuǎn)化率隨著溫度的變化如圖所示,流速大而轉(zhuǎn)化率低的原因可能是。(4)一種提高乙苯轉(zhuǎn)化率的催化劑-鈀膜(只允許透過)反應(yīng)器,其工作原理如圖所示。①該系統(tǒng)中持續(xù)通入的作用為。②和條件下,一定量的乙苯通入無鈀膜反應(yīng)器,若乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為,該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù);在相同條件下,若換成上圖“鈀膜反應(yīng)器”,乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率提高到50%,則出口a和b的氫氣質(zhì)量比為。(5)乙苯脫氫過程容易產(chǎn)生苯和甲苯等副產(chǎn)物,為了提高苯乙烯的選擇性,可采取的措施是。4.(2025·陜西寶雞·二模)隨著我國碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的確定,二氧化碳資源化利用倍受關(guān)注。Ⅰ.以CO2和NH3為原料合成尿素
(1)有利于提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率的措施是________。A.高溫 B.低壓 C.低溫 D.高壓(2)研究發(fā)現(xiàn),合成尿素反應(yīng)分兩步完成,其能量變化如圖甲所示。第一步:
第二步:
,反應(yīng)速率較快的是反應(yīng)(填“第一步”或“第二步”),理由是。Ⅱ.以CO2和CH4催化重整制備合成氣。在密閉容器中通入物質(zhì)的量均為0.2mol的CH4和CO2,在一定條件下發(fā)生上述反應(yīng),CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)的變化如圖乙中曲線所示。(3)若反應(yīng)在恒溫、恒容密閉容器中進(jìn)行,下列敘述能說明反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)的是________。A.容器中混合氣體的密度保持不變 B.容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)保持不變C.反應(yīng)速率:2正(CO2)=正(H2) D.同時(shí)斷裂2molC-H鍵和1molH-H鍵(4)由圖乙可知,壓強(qiáng)P1P2(填“>”“<”或“=”,下同);Y點(diǎn)速率正逆。(5)若容器體積2L,計(jì)算點(diǎn)X對(duì)應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)K=。Ⅲ.電化學(xué)法還原二氧化碳制取乙烯:在強(qiáng)酸性溶液中通入CO2氣體,用惰性電極進(jìn)行電解可制得乙烯。其原理如圖所示:(6)該裝置中,當(dāng)電路中通過2mol電子時(shí),產(chǎn)生標(biāo)況下O2的體積為L(zhǎng);陰極的電極反應(yīng)式為。5.(2025·江西景德鎮(zhèn)·二模)乙醛是非常重要的化工原料,可以用來制備乙酸、乙酸乙酯等物質(zhì)。工業(yè)上制備乙醛的重要方法之一是乙醇脫氫法(反應(yīng)a):(1)定義標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熱:在標(biāo)準(zhǔn)壓力()下,一定溫度時(shí),由最穩(wěn)定單質(zhì)生成物質(zhì)的反應(yīng)焓變。例如的物理意義可用以下反應(yīng)表示。相關(guān)物質(zhì)的如下表所示。寫出表示標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熱的熱化學(xué)方程式:。物質(zhì)000-166-235-242由表中數(shù)據(jù)可知。(2)維持反應(yīng)器總壓為,投料比或2,只發(fā)生反應(yīng),水蒸氣不參加反應(yīng),乙醇的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化曲線如圖,時(shí)的曲線為;時(shí),反應(yīng)的平衡常數(shù)MPa.(是以平衡分壓代替平衡濃度表示的常數(shù),的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))(3)已知反應(yīng)的熵變,假設(shè)焓變和熵變不隨溫度而變化,則反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的最低溫度為K。該反應(yīng)耗能較大,2023年湖南大學(xué)的研究人員利用具有熱催化和電催化活性的雙功能催化劑,在低溫(120℃)和低電壓(0.06V)下,將熱脫氫反應(yīng)與電化學(xué)氫轉(zhuǎn)移相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了乙醇制氫和乙醛的高效轉(zhuǎn)化。其裝置如圖所示。則陽極總的電極方程式為:;試從平衡原理解釋該裝置為什么能使反應(yīng)a在120℃進(jìn)行。6.(2025·福建廈門·二模)新型碳還原白云石()煉鎂工藝分為“煉鎂”和碳化鈣“再生”兩階段,對(duì)應(yīng)的主要反應(yīng)如下:反應(yīng)i:
反應(yīng)ii:
回答下列問題:(1)總反應(yīng)
。①。②下列措施能提高平衡產(chǎn)率的有。(填標(biāo)號(hào))A.升高溫度
B.增大壓強(qiáng)
C.粉碎白云石
D.及時(shí)分離氣態(tài)產(chǎn)物(2)“煉鎂”階段同時(shí)發(fā)生反應(yīng)iii:
,已知:,時(shí),反應(yīng)處于平衡態(tài);時(shí),反應(yīng)正向自發(fā)。反應(yīng)i和反應(yīng)iii分別在時(shí),體系溫度(℃)與壓強(qiáng)變化關(guān)系如圖。為獲得高純鎂應(yīng)從源頭上避免鎂蒸氣與接觸(即抑制反應(yīng)iii發(fā)生),圖中陰影區(qū)域?yàn)樽罴压に嚄l件。①反應(yīng)i正向自發(fā)的區(qū)域位于對(duì)應(yīng)曲線的。(填“上方”或“下方”)②反應(yīng)iii對(duì)應(yīng)的曲線為(填“L1”或“L2”),在1400℃時(shí),。③從平衡與速率視角綜合考慮,陰影區(qū)域?yàn)樽罴压に嚄l件的原因?yàn)椤?3)為優(yōu)化“煉鎂”階段的反應(yīng)條件,測(cè)定不同條件下反應(yīng)后鎂的還原率和如下表。已知:;。實(shí)驗(yàn)組別實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)4實(shí)驗(yàn)5溫度/℃12501300135013501350壓強(qiáng)/Pa20002000200030004000809710498947287979492①實(shí)驗(yàn)3中體積分?jǐn)?shù)為。(保留2位有效數(shù)字)②上述五組實(shí)驗(yàn)中,產(chǎn)品純度最高的是實(shí)驗(yàn)。(填標(biāo)號(hào))7.(2025·河北衡水·一模)2024年上海國際碳中和技術(shù)博覽會(huì)以“中和科技、碳素未來”為主題,重點(diǎn)聚焦碳及其化合物的綜合利用問題?;卮鹣铝袉栴}:Ⅰ.是典型的溫室氣體,Sabatier反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為甲烷,實(shí)現(xiàn)的資源化利用。甲烷化反應(yīng):。(1)Sabatier反應(yīng)所需的可從工業(yè)尾氣中捕獲,下列能作為捕獲劑的是___________(填字母)。A.氯化鈣溶液 B.小蘇打溶液 C.純堿溶液 D.硫酸銨溶液(2)已知:、的燃燒熱分別為、,轉(zhuǎn)化為吸收的熱量。甲烷化反應(yīng)的,該反應(yīng)在(填“高溫”“低溫”或“任何溫度”)下能自發(fā)進(jìn)行。(3)若250℃下,恒壓密閉容器中充入一定量和,下列條件不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________(填字母)。A.混合氣體的密度保持不變B.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變C.容器的體積不變D.和的比值保持不變Ⅱ.先進(jìn)的甲醇低壓羰基合成乙酸工藝的普及推廣,導(dǎo)致我國乙酸產(chǎn)能過剩。在催化劑的作用下,乙酸和氫氣反應(yīng)的反應(yīng)體系中有如下反應(yīng):反應(yīng)i.;反應(yīng)ii.;反應(yīng)iii.。(4)現(xiàn)在反應(yīng)條件下,將的混合氣進(jìn)行上述反應(yīng)。平衡時(shí)乙酸的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物的選擇性S隨溫度變化如下圖所示。已知,。①圖中表示乙酸的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線是。②和反應(yīng)一段時(shí)間后,不改變反應(yīng)時(shí)間和溫度,能提高的可能措施是(任寫一條)。③恒溫恒壓條件下,向初始體積為的體積可變密閉容器中通入和,發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí)容器的體積變?yōu)?,,。反?yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)(保留2位小數(shù))。8.(2025·山東淄博·三模)甲醇水蒸氣催化重整制氫氣,涉及主要反應(yīng)如下:Ⅰ.CH3OH(g)+H2O(g)3H2(g)+CO2(g)
ΔH1=+49.0kJ·mol-1Ⅱ.CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)
ΔH2=+90.2kJ·mol-1Ⅲ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
ΔH3回答下列問題:(1)ΔH3=kJ·mol-1;以上三個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)lgK隨溫度T變化關(guān)系如圖甲所示,則表示反應(yīng)Ⅰ的變化曲線為(填標(biāo)號(hào))。(2)壓強(qiáng)P下,向密閉容器中充入等物質(zhì)的量的CH3OH(g)與H2O(g),達(dá)平衡時(shí),CH3OH的轉(zhuǎn)化率、CO的摩爾分?jǐn)?shù)及CO2的選擇性隨溫度變化的曲線如圖乙所示。已知:CO2的選擇性。則表示CO2的選擇性的曲線是(填標(biāo)號(hào));520K時(shí),H2O(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為;隨溫度升高,CO的摩爾分?jǐn)?shù)先降低后升高的原因是。(3)溫度T時(shí),向恒容密閉容器中按=1∶1投料,測(cè)得起始?jí)簭?qiáng)為akPa,加入適量CaO(s),體系達(dá)平衡后,CO2的選擇性為80%,CaO對(duì)CO2的吸收率為50%,已知溫度T時(shí),反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=bkPa,則平衡時(shí),分壓p(H2)=kPa;反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)Kp=;若向平衡體系中再加入少量CH3OH(g),重新達(dá)平衡后,將(填“增大”“減小”或“不變”)。9.(2025·江蘇連云港·一模)性能優(yōu)越的催化劑是實(shí)現(xiàn)二氧化碳加氫制甲烷工業(yè)化的關(guān)鍵。(1)CO2在Ni/γ-Al2O3催化劑表面加氫合成甲烷過程中發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng):反應(yīng)I:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)
?H1=-143.9kJ·mol?1反應(yīng)II:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)
?H2①已知在25℃、101kPa下,由最穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol某純物質(zhì)的焓變稱為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓,用表示。如表所示為幾種常見物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。物質(zhì)CO2(g)H2(g)H2O(g)CO(g))-393.50-241.8-110.5反應(yīng)2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)的焓變?yōu)?。②一定壓?qiáng)下,將一定比例CO2和H2通過裝有Ni/γ-Ai2O3催化劑的反應(yīng)器,反應(yīng)相同時(shí)間,測(cè)得CO2轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如圖所示(虛線代表平衡轉(zhuǎn)化率)。高于320℃后,CO2轉(zhuǎn)化率略有下降,可能原因是。③γ-Al2O3因價(jià)格低廉、較高的熱穩(wěn)定性和比表面積而成為工業(yè)上最常用的催化劑載體。通過Rh(NO3)3(硝酸銠)熱分解將銠有效負(fù)載在γ-Al2O3表面能有效提高催化性能的可能原因是。(2)CeO2催化CO2與H2轉(zhuǎn)化為CH4的機(jī)理如圖所示。①在催化過程中由CeO2轉(zhuǎn)變成CeO2-x晶胞的組成結(jié)構(gòu)變化如圖所示,一個(gè)CeO2-x晶胞中Ce4+和Ce3+個(gè)數(shù)比為。②催化劑中摻入少量CaO,用Ca2+替代CeO2結(jié)構(gòu)中部分Ce4+形成CaxCe1-xOy可提高催化效率,其原因是。(3)通過Sonogashira偶聯(lián)反應(yīng)(如下圖所示),將CoTBrPP(甲)在CuI與鈀基催化劑的作用下,在甲上枝接PTAB(1,3,5-三乙炔苯聚合物)形成對(duì)CH4有較高選擇性的CoTBrPP-PTAB-Cu新型催化劑(乙)。①CoTBrPP-PTAB-Cu催化劑比CoTBrPP具有更好的導(dǎo)電性的原因是。②實(shí)驗(yàn)表明CoTBrPP和CoTBrPP-PTAB-Cu的ECSA(電化學(xué)活性面積,即參與電化學(xué)反應(yīng)的有效面積)分別是7.1mF·cm-2和3.8mF·cm-2,偶聯(lián)后ECSA降低的可能原因是。10.(2025·山西·三模)氮及其化合物與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。含氮物質(zhì)的研究和利用有著極為重要的意義?;卮鹣铝袉栴}:(1)CO催化還原生成和可消除污染。已知:的燃燒熱為;,寫出催化還原的熱化學(xué)方程式。(2)將恒定組成的CO和NO混合氣體通入固定體積的反應(yīng)器內(nèi),發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng):、。在不同溫度下反應(yīng)相同時(shí)間測(cè)得反應(yīng)后體系內(nèi)各物質(zhì)的濃度隨溫度的變化如圖所示。①Ⅰ、Ⅳ兩條線所表示的物質(zhì)分別是、(填分子式)。②該消除污染物CO和NO的反應(yīng)條件應(yīng)選擇(選填“低溫”或“高溫”)。③450℃時(shí),該時(shí)間段內(nèi)NO的脫除率=。[的脫除率](3)某學(xué)習(xí)小組將、和一定量的充入密閉容器中,在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng):,一段時(shí)間內(nèi),連續(xù)測(cè)得的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的情況如下圖所示:則0(填“>”或“<”)。若在5min內(nèi),溫度從升高到,此時(shí)間段內(nèi)用表示的平均反應(yīng)速率為。解釋生成的轉(zhuǎn)化率先逐漸增大后逐漸減小的原因:。(4)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的尾氣可先用氧化,然后再用燒堿溶液吸收,現(xiàn)將、和通入密閉容器中,在T℃、壓強(qiáng)為條件下發(fā)生反應(yīng):①
②平衡時(shí),求反應(yīng)②的平衡常數(shù)(用含的代數(shù)式表示)。11.(2025·青海西寧·二模)工業(yè)含硫煙氣污染大氣,研究煙氣脫硫具有重要意義。還原脫硫主要反應(yīng)如下:反應(yīng)Ⅰ:
反應(yīng)Ⅱ:
回答下列問題:(1)標(biāo)準(zhǔn)生成焓是指298K、100kPa條件下,由元素最穩(wěn)定的單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量的純化合物的熱效應(yīng)。下表為298K,100kPa時(shí)幾種物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓();物質(zhì)S(g)(g)(g)(g)(g)()0-296.8-393.5-241.8-74.8則(298K)=。(2)向恒溫恒壓密閉容器中充入一定量(g)和(g)發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,下列能判斷反應(yīng)Ⅱ達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是的。a.混合氣體的壓強(qiáng)不變
b.氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變c.
d.不變(3)反應(yīng)Ⅱ測(cè)得平衡時(shí)的百分含量(%)與溫度(K)、壓強(qiáng)(MPa)的關(guān)系如圖所示。圖中n的表示是(填“溫度”或“壓強(qiáng)”),A點(diǎn)對(duì)應(yīng)n1和m2條件下,用表示的化學(xué)反應(yīng)速率(填“>”“<”或“=”)。(4)在一定溫度下,壓強(qiáng)為100kPa的恒壓密閉容器中充入1mol、1mol、4molHe發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ。反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),的轉(zhuǎn)化率為60%,CO的物質(zhì)的量為0.2mol。反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)(為用分壓表示的平衡常數(shù)。列式即可,無需化簡(jiǎn));若保持壓強(qiáng)不變,充入1mol、1mol、2molHe發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ,達(dá)到平衡時(shí)的平衡轉(zhuǎn)化率60%(填“>”“<”或“=”)。(5)利用電解法對(duì)進(jìn)行吸收和無害經(jīng)處理,其原理如圖所示。電極Ⅰ的電極反應(yīng)式為,消耗1mol,生成L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。12.(2025·北京豐臺(tái)·二模)納米零價(jià)鐵可將廢水中的對(duì)硝基苯酚(,簡(jiǎn)稱PNP)還原成毒性更小的物質(zhì),同時(shí)自身被氧化成Fe2+。已知:電負(fù)性
B2.0
H2.1Ⅰ.利用硼氫化鈉()還原制備納米零價(jià)鐵。(1)中B的化合價(jià)為。(2)制備納米零價(jià)鐵的離子方程式為,其中氧化劑為。Ⅱ.利用納米零價(jià)鐵還原法去除PNP。(3)相同時(shí)間內(nèi),廢水中含有較高濃度的會(huì)降低PNP的去除率,結(jié)合離子方程式解釋原因。(4)如果將納米零價(jià)鐵均勻分散在生物炭(主要成分為碳單質(zhì))上會(huì)明顯加速PNP的還原,可能的原因是。(5)PNP被還原的反應(yīng)過程及相對(duì)能量變化如圖所示,TS表示過渡態(tài)。下列說法正確的是。a.整個(gè)反應(yīng)中斷鍵吸收的總能量大于成鍵放出的總能量b.推測(cè)物質(zhì)穩(wěn)定性順序?yàn)棰?gt;④>①>②>③c.PNP被還原的反應(yīng)過程存在極性鍵的斷裂和形成Ⅲ.采用電化學(xué)絮凝法去除PNP,裝置示意圖如下。已知:電化學(xué)絮凝法是在合適的電流下電解產(chǎn)生氫氧化物膠體來去除水中污染物的技術(shù)手段。(6)解釋電化學(xué)絮凝法去除PNP的原理。13.(2025·貴州畢節(jié)·二模)為應(yīng)對(duì)全球氣候變暖等環(huán)境問題,碳捕集、利用和封存(CCUS)技術(shù)得到了越來越多的關(guān)注。加氫制甲醇既可實(shí)現(xiàn)資源化利用,也可實(shí)現(xiàn)可再生能源的化學(xué)儲(chǔ)存,是一種重要的CCUS技術(shù)?;卮鹣铝袉栴}(1)200℃時(shí),加氫制甲醇主要發(fā)生下列反應(yīng):
反應(yīng)的,該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是。(2)從分子水平上探究反應(yīng)機(jī)理可為設(shè)計(jì)高效催化劑提供理論指導(dǎo)。加氫制甲醇反應(yīng)在不同載體的催化劑催化作用下反應(yīng)的過程如圖所示。其中帶“*”的物種表示吸附在催化劑表面。根據(jù)勢(shì)能圖,COOH*羧酸鹽路徑?jīng)Q速步的活化能為,HCOO*甲酸鹽路徑中反應(yīng)速率影響最大的基元反應(yīng)方程式是,實(shí)驗(yàn)測(cè)得甲酸鹽路徑更容易進(jìn)行,原因是。(3)一定壓強(qiáng)條件下,催化劑A和催化劑B在不同溫度下的催化性能分別如圖1、2所示,應(yīng)選用的催化劑是(填“A”或“B”),理由是。(4)200℃、壓強(qiáng)為的條件下,在恒容密閉容器中加入催化劑、和反應(yīng)并達(dá)到平衡狀態(tài),測(cè)得反應(yīng)的數(shù)據(jù)如圖1,平衡轉(zhuǎn)化率為,甲醇選擇性為80%,計(jì)算主反應(yīng)在該溫度下的分壓平衡常數(shù)。[列出計(jì)算式即可,分壓總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),甲醇選擇性](5)為深入研究催化劑和催化劑對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響,根據(jù)Arrhenius方程(,是速率常數(shù),是定值,是活化能,是氣體常數(shù),是絕對(duì)溫度)測(cè)定了催化劑A、B的反應(yīng)活化能,結(jié)果如圖,催化劑B對(duì)應(yīng)的曲線是。
(6)科學(xué)家發(fā)明了一種由陰離子交換樹脂——碳納米管構(gòu)成的膜分離裝置(如圖)可以連續(xù)去除空氣中的,在富集的同時(shí)獲得基本不含的空氣,除去的空氣可用于堿性燃料電池。①寫出側(cè)轉(zhuǎn)化成的電極反應(yīng)方程式。②膜分離裝置中復(fù)合薄膜的作用是。14.(2025·陜西渭南·二模)工業(yè)上先將金紅石()轉(zhuǎn)化為,再制得在醫(yī)療等領(lǐng)域具有重要用途的金屬鈦(Ti)。(1)轉(zhuǎn)化為有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃時(shí)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式及其平衡常數(shù)如下:(i)直接氯化:
,(ii)碳氯化:
,①反應(yīng)的Kp=。②從和的角度說明碳氯化法的反應(yīng)趨勢(shì)遠(yuǎn)大于直接氯化法的原因:。(2)在一定條件下,將足量和固體炭放入密閉容器中,再通入進(jìn)行反應(yīng)至平衡,當(dāng)改變外界條件時(shí),(g)體積分?jǐn)?shù)變化的趨勢(shì)如圖所示,由圖判斷:在800℃、100MPa和850℃,200MPa下的轉(zhuǎn)化率分別為,,則(填“>”、“<”或“=”)。(3)已知TiO2和TiCl4的部分物理性質(zhì)如下表:物質(zhì)物理性質(zhì)熔點(diǎn)為,不溶于水、稀無機(jī)酸、熔點(diǎn)為、沸點(diǎn)為,溶于冷水、乙醇、稀鹽酸將二者的混合物進(jìn)行分離,分別得到純凈物,可采用的方法是(簡(jiǎn)要寫出操作步驟)。(4)800℃時(shí),向固定體積的密閉容器中加入與3mol碳粉,通入進(jìn)行碳氯化反應(yīng),同時(shí)發(fā)生副反應(yīng),生成氣體,經(jīng)過處理得到成品。若反應(yīng)進(jìn)行30min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)C和Cl2分別為1.8mol和0.2mol,且CO和CO2的體積分?jǐn)?shù)相同。①TiO2的平衡轉(zhuǎn)化率為。②若起始總壓強(qiáng)為6MPa,則平衡時(shí)的總壓強(qiáng)為MPa,反應(yīng)ii的Kp=MPa(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(5)由TiCl4冶煉鈦方法有:900℃,;從平衡移動(dòng)角度解釋上述冶煉金屬鈦的反應(yīng)原理:。15.(2025·云南大理·二模)氫能是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ木G色能源,我國提出2060年達(dá)“碳中和”目標(biāo)。(1)通過反應(yīng)將轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品HCOOH,回答下列問題:體系中涉及兩個(gè)反應(yīng):Ⅰ.主反應(yīng):
Ⅱ.副反應(yīng):
測(cè)定不同溫度下反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)()如下表所示:T/K373473573673平衡常數(shù)37.5K24.3K8.4KK①0(填“>”“<”或“=”)。②充入恒容密閉容器中反應(yīng),下列有利于提高HCOOH產(chǎn)率的措施有。A.升高反應(yīng)溫度
B.及時(shí)移出HCOOHC.使用HCOOH選擇性高的催化劑
D.充入氮?dú)猗鄢淙牒闳莺銣孛荛]容器中反應(yīng),起始?jí)簭?qiáng)為,平衡時(shí)壓強(qiáng)為pkPa,CO與HCOOH的濃度相等,的轉(zhuǎn)化率(用含和p的代數(shù)式表示),用各物質(zhì)的平衡分壓表示反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)計(jì)算式(用含和p的代數(shù)式表示)。(2)硼氫化鈉()水解制氫:常溫下,水解過程緩慢,需加入催化劑提高其產(chǎn)氫速率。在某催化劑表面制氫的微觀過程如圖所示。①根據(jù)上圖寫出水解制氫的離子方程式。②其他條件相同時(shí),測(cè)得平均每克催化劑使用量下,濃度對(duì)制氫速率的影響如下圖所示?!疽阎簼舛容^大時(shí),易以形式結(jié)晶析出?!糠治鲑|(zhì)量分?jǐn)?shù)超過10%后制氫速率下降的可能原因。(3)一定條件下,利用題圖所示裝置實(shí)現(xiàn)的電化學(xué)儲(chǔ)氫(忽略其它有機(jī)物的反應(yīng))。①寫出由苯()生成環(huán)己烷()的電極反應(yīng)式:(有機(jī)物用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式表示)。②該裝置的電流效率%(保留1位小數(shù))。(×100%)16.(2025·北京昌平·二模)固體硫化物電池在回收過程中產(chǎn)生大量氣體,以下是幾種工業(yè)處理的方式。資料:是硫單質(zhì)的一種形式,化學(xué)性質(zhì)與S相似。Ⅰ.甲烷硫化氫轉(zhuǎn)化法:ΔH(1)已知:①②可求出ΔH=。(2)從能量角度說明該反應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的弊端。Ⅱ.電化學(xué)循環(huán)法:采用溶液吸收處理,并通過電解池實(shí)現(xiàn)“吸收液”的再生,同時(shí)制取氫氣,其原理如圖所示。(3)寫出反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。(4)結(jié)合電極反應(yīng)式說明“吸收液”在電解池中是如何再生的。Ⅲ.克勞斯法:△H<0。(5)一定條件下,將和按的比例向反應(yīng)容器內(nèi)投料,相同時(shí)間內(nèi),產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示。解釋隨溫度升高,產(chǎn)率先增大后減小的原因。(6)其他條件相同時(shí),某溫度下,產(chǎn)率隨值的變化如圖所示。該溫度是℃。值過高不利于提高產(chǎn)率的原因是。17.(2025·河北保定·二模)乙烯是重要化工原料,也是制備聚乙烯塑料的單體?;卮鹣铝袉栴}:(1)聚乙烯塑料廣泛用于制作食品外包裝材料。在催化劑作用下,由乙烯合成聚乙烯的化學(xué)方程式為。(2)已知幾種共價(jià)鍵鍵能數(shù)據(jù)如表所示:共價(jià)鍵鍵能413358467614以甲醇為原料制備乙烯的反應(yīng):
。(3)以、為原料制備的化學(xué)方程式如下:①
②一定溫度下,在恒容密閉容器中充入適量和,發(fā)生反應(yīng)①和反應(yīng)②,下列敘述表明反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________(填標(biāo)號(hào))。A.氣體密度不隨時(shí)間變化 B.氣體壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化C.氣體平均摩爾質(zhì)量不隨時(shí)間變化 D.的值不隨時(shí)間變化(4)乙醇脫水發(fā)生如下反應(yīng):i.
ii.
乙醇脫水制乙醚、乙烯反應(yīng)的隨溫度(T)的變化如圖1所示。①反應(yīng)i屬于(填標(biāo)號(hào))。A.焓減、熵增反應(yīng)
B.焓減、熵減反應(yīng)
C.焓增、熵增反應(yīng)
D.焓增
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