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高中化学

随着能源与环境问题越来越被人们关注,碳一化学(C1化学)成为研究的热点。“碳一化学”即以单质碳及CO、等含一个碳原子的物质为原料合成工业产品的化学与工艺。
(1)将转化成有机物可有效实现碳循环。转化成有机物的例子很多,如:
a.  
b.
c. 
d.
在以上属于人工转化的反应中,原子利用率最高的是       (填序号)。
(2)CO可用于合成甲醇。在压强0.1MPa条件下,在体积为bL的密闭容器中充入,在催化剂作用下合成甲醇:。平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图。

①该反应属于       反应(填“吸热”或“放热”)。若一个可逆反应的平衡常数值很大,对此反应的说法正确的是    (填序号)。
a.反应使用催化剂意义不大
b.该反应发生将在很短时间内完成
c.该反应达到平衡时至少有一种反应物百分含量很小
d.该反应一定是放热反应
时,该反应的平衡常数        (用的代数式表示)。
(3)二甲醚()被称为21世纪的新型燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。
①工业上利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
a.  
b.  
c.  
总反应:          
②对于反应b,在温度和容积不变的条件下,能说明该反应已达到平衡状态的是     (填字母)。
a.
b.容器内压强保持不变
c.的浓度保持不变
d.的消耗速率与的消耗速率之比为
(4)以KOH溶液为电解质,用二甲醚-空气组成燃料,其中负极的电极反应式为      
(5)C1化合物在治理汽车尾气方面也大有可为,如CO、等在一定条件下均可以与氮氧化物生成无污染的物质。写出CO与氮氧化物(NO)在有催化剂的条件下反应的化学方程式           

  • 题型:未知
  • 难度:未知

车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。活性炭可处理大气污染物NO。在5 L密闭容器中加入NO和活性炭(假设无杂质),一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1和T2时,测得各物质平衡时物质的量(n/mol)如下表:

      物质         
T/℃
活性炭
NO
E
F
初始
3.000
0.10
0
0
T1
2.960
0.020
0.040
0.040
T2
2.975
0.050
0.025
0.025

(1)写出NO与活性炭反应的化学方程式                   
(2)计算上述反应T1℃时的平衡常数K1=          
(3)上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1molNO气体,则达到新化学平衡时NO的转化率为       
(4)右图为在T1℃达到平衡后在t2、t3、t4、t5时改变某一个反应条件,平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且所改变的条件均不同。已知t3-t4阶段为使用催化剂。请判断该反应△H         0(填“>”或“<”)。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

可逆反应①X(g)+2Y(g)2Z(g)②2M(g)N(g)+P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行,反应室之间有无摩擦、可滑动的密闭隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示(隔板两侧反应室温度相同)。下列判断正确的是:

A.反应①的正反应是吸热反应
B.达平衡(I)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为14:15
C.达平衡(I)时X的转化率为5/11
D.在平衡(I)和平衡(II)中M的体积分数相同
  • 题型:未知
  • 难度:未知

目前,消除氮氧化物污染有多种方法。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4 (g)+4NO2 (g)=4NO(g)+CO2 (g)+2H2 O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4 (g)+4NO(g)=2N2 (g)+CO2 (g)+2H2 O(g) ΔH=-1160 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44.0 kJ·mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式__________
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g)N2 (g)+CO2 (g)某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下

浓度/mol·L-1
时间/min
NO
N2
CO2
0
0.100
0
0
10
0.058
0.021
0.021
20
0.040
0.030
0.030
30
0.040
0.030
0.030
40
0.032
0.034
0.017
50
0.032
0.034
0.017

①不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据是_______
A.容器内CO2的浓度保持不变
B.v(N2)="2" v(NO)
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
E.混合气体的平均相对分子质量保持不变
②在该温度下时.该反应的平衡常数为              (保留两位小数);
③在30 min,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件是_____________。
(3)合成塔失去活性的铬锌触媒可用于制备锌锰电池。在碱性条件下,该电池的总反应为: Zn(s) +2MnO2 (s) +H2O(l) = Zn(OH)2 (s) +Mn2O3(s) ,该电池正极的电极反应式是               。PbO2可以通过石墨为电极,Pb(NO32和Cu(NO32的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生反应的电极反应式为            ,阴极上观察到的现象是;            若电解液中不加入Cu(NO32这样做的主要缺点是            

  • 题型:未知
  • 难度:未知

可逆反应:2NO22NO+O2在体积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志是
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦ C.①③④⑤ D.全部
  • 题型:未知
  • 难度:未知

CO2和CH4是两种重要的温窒气体,通过CH4和CO2反应制造更高价值的化学品是目前的研究方向。
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H1="a" kJ•mol-1
CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2(g)△H2="b" kJ•mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H3="c" kJ•mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) 的△H=_________;
(2)在一密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol/L的CH4与CO2,在一定条件下发生上述反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图。

①判断该反应的△H________0(填“>”“<”或“=”)
②压强P1、P2、P3、P4由大到小的顺序为________________
③1100℃该反应的平衡常数为_________(保留小数点后一位)
④在不改变反应物用量的前提下,采取合理措施将Y点平衡体系转化为X点,在转化过程中,下列变化正确的是________(填序号)
a.v(正)一直增大   b.v(逆)一直增大
c.v(正)先减小后增大  d.v(逆)先减小后增大
(3)以Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化为乙酸。
①该反应的化学方程式为____________________
②将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的化学方程式为____________________
(4)以CO2为原料可以合成多种物质。
①利用FeO吸收CO2的化学方程式为:6 FeO+CO2=2Fe3O4+C,则反应中每生成1 mol Fe3O4,转移电子的物质的量为_______mol。
②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解,在铜电极上CO2可转化为CH4,另一电极石墨连接电源的_____极,则该电解反应的总化学方程式为____________________。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3; 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),平衡时,混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如下图所示。根据图示回答下列问题:
      
①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H       0(填 “>”或“<”);若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡        移动(填“向左”“向右”或“不移动”)
②若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1,K2,则K1        K2;温度为T1时,反应进行到状态D时,       (填“>”“<”或“=”)
(2)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,
①如图是一定的温度和压强下N2(g)和H2(g)反应生成lmol NH3(g)过程中能量变化示意图,图中E1、E2分别表示的意义是____________、____________
②请写出工业合成氨的热化学方程式:           (△H的数值用含字母Q1、Q2的代数式表示)

  • 题型:未知
  • 难度:未知

氢气是一种清洁能源,氢气的制取是氢能源利用领域的研究热点。
(1)纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。一定温度下,在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.10mol水蒸气发生反应:2H2O(g)2H2(g)+O2(g)△H = +484kJ·mol—1,不同时段产生O2的量见下表:

时间/min
20
40
60
80
n(O2)/mol
0.0010
0.0016
0.0020
0.0020

上述反应过程中能量转化形式为光能转化为            能,达平衡过程中至少需要吸收光能为             kJ。
(2)现有反应:CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)  △H<0,在相同温度和相同体积下进行甲、乙、丙、丁四组实验,实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表:

物质的量
CO
H2 O
CO2
H2

a mol
a mol
0 mol
0 mol

0mol
0 mol
2a mol
a mol

0 mol
0 mol
a mol
a mol

a mol
a mol
a mol
a mol

 
上述四种情况达到平衡后,甲、乙、丙、丁容器中n(CO)的大小顺序为          
(3)金属钨用途广泛,主要用于制造硬质或耐高温的合金,以及灯泡的灯丝。高温下,在密闭容器中用H2还原WO3得金属钨,总反应为WO3 (s) + 3H2 (g)W (s) + 3H2O (g)。请回答下列问题:
①某温度下反应达平衡时,H2与水蒸气的体积比为2:3,则H2的平衡转化率为             
②上述总反应过程大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下表所示:

温度
25℃  ~  550℃  ~  600℃  ~  700℃
主要成份
WO3      W2O5      WO2        W

假设WO3完全转化为W,则三个阶段消耗H2物质的量之比为             
③钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发,使灯丝变细,加入I2可延长灯管的使用寿命,其工作原理为:W (s) +2I2 (g)WI4 (g)。下列说法正确的有               (填字母)。
A.灯管内的I2可循环使用
B.WI4在灯丝上分解,产生的W又沉积在灯丝上
C.WI4在灯管壁上分解,使灯管的寿命延长
D.温度升高时,WI4的分解速率加快,W和I2的化合速率减慢

  • 题型:未知
  • 难度:未知

“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍,科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法,连续产出了高热值的煤炭气,其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛.生产煤炭气的反应之一是:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)  H=+131.4kJ/mol
(1)在容积为3L的密闭容器中发生上述反应,5min后容器内气体的密度增大了0.12g/L,用H2O表示0~5min的平均反应速率为______________。
(2)关于上述反应在化学平衡状态时的描述正确的是___________.
A.CO的含量保持不变
B.v(H2O)=v(H2)
C.容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
(3)若上述反应在t0时刻达到平衡(如图),在t1时刻改变某一条件,请在图中继续画出t1时刻之后正反应速率随时间的变化:

①缩小容器体积,t2时到达平衡(用实线表示);
②t3时平衡常数K值变大,t4到达平衡(用虚线表示).
(4)在一定条件下用CO和H2可以制得甲醇,CH3OH和CO的燃烧热分别为725.8kJ/mol,283.0kJ/mol,1molH2O(l)变为H2O(g)吸收44.0 kJ的热量,写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式_______________________
(5)如下图所示,以甲醇燃料电池作为电源实现下列电解过程.乙池中发生反应的离子方程式为_____________。当甲池中增重16g时,丙池中理论上产生沉淀质量的最大值为_________g。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

在20L的密闭容器中按物质的量之比1:2充入CO和H2,发生:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H。测得平衡时CO的转化率随温度及不同压强下的变化。P2和195℃时n(H2)随时间的变化结果如表格所示。下列说法正确的是

A.0~3 min,平均速率v(CH3OH)="0.8" mol•L-1•min-1
B.P1<P2,△H<0
C.在P2及195℃时,该反应的平衡常数为25
D.在B点时,v(正)>v(逆)
  • 题型:未知
  • 难度:未知

大气污染越来越成为人们关注的问题,烟气中的NOx必须脱除(即脱硝)后才能排放。
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(1)  ΔH=-890.3 kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)==="2NO(g)"  ΔH=+180 kJ·mol-1
CH4可用于脱硝,其热化学方程式为:CH4(g)+4NO(g)=CO2(g)+2N2(g)+2H2O(1),ΔH=________。
(2)C2H4也可用于烟气脱硝。为研究温度、催化剂中Cu2负载量对NO去除率的影响,控制其它条件一定,实验结果如图1所示。为达到最高的NO去除率,应选择的反应温度和Cu2负载量分别是___________________________。

(3)臭氧也可用于烟气脱硝。
①O3氧化NO 结合水洗可产生HNO3和O2,该反应的化学方程式为______________。
②一种臭氧发生装置原理如图2所示。阳极(惰性电极)的电极反应式为___________。
(4)如图3是一种用NH3脱除烟气中NO的原理。

①该脱硝原理中,NO最终转化为________(填化学式)和H2O。
②当消耗2molNH3和0.5molO2时,除去的NO在标准状况下的体积为_____________。
(5)NO直接催化分解(生成N2与O2)也是一种脱硝途径。在不同条件下,NO的分解产物不同。在高压下,NO在40 ℃下分解生成两种化合物,体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图4所示。写出Y和Z的化学式: _____________________________。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

在体积均为1.0L的两个恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉,再分别加入0.1molCO2和0.2molCO2,在不同温度下反应CO2(g)+C(s)2CO(g)达到平衡,平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是(   )

A.反应CO2(g)+c(s)2CO(g) △S>0、△H<0
B.体系的总压强P总:P总(状态Ⅱ)>2P总(状态Ⅰ)
C.体系中c(CO):c(CO,状态Ⅱ) >2c(CO,状态Ⅲ)
D.逆反应速率V逆:V逆(状态Ⅰ)>V逆(状态Ⅲ)
  • 题型:未知
  • 难度:未知

运用化学反应原理研究部分单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)氨是氮循环过程中的重要物质,是氮肥工业的重要原料。氨的合成目前普遍使用的人工固氮方法:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。请回答:
①已知:H-H键能为436kJ/mol,N   N键能为945kJ/mol,N一H键能为391kJ/mol.由键能计算消耗1molN2时的△H=_________。若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡_______移动(填“向左”、“向右”或“不”);
②如图中:当温度由T1变化到T2时,KA______KB(填“>”、“<”或“=”)。
(2)氨气溶于水得到氨水。NO2可用氨水吸收生成NH4NO3,25℃时,将amolNH4NO3溶于水,溶液显酸性,原因是___________(用离子方程式表示),向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将__________(填“正向”、“不”或“逆向”)移动,所滴加氨水的浓度为________mol/L(用含a、b的代数式表示),(NH3·H2O的电离平衡常数取Kb=2×10-5mol/L)
(3)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g)△H<0,是工业上生产硫酸的关键步骤。
①在某温度时,该反应的平衡常数K=0.75,若在此温度下,向100L的恒容密闭容器中,充入3mol SO2、4mol O2和4mol SO3,则反应开始时正反应速率________逆反应速率(填“<”、“>”或“=”)。
②在①中的反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2(g)平衡浓度比原来减小的是________。
a.保持温度和容器体积不变,充入1.0mol SO3(g)
b.保持温度和容器内压强不变,充入2.0mol He
c.降低温度
d.在其他条件不变时,减小容器的容积
③由硫酸可制得硫酸盐.在一定温度下,向K2SO4溶液中滴加Na2CO3溶液和BaCl2溶液,当两种 沉淀共存时,=_________。
[已知该温度时,Ksp(BaSO4)=1.3×10-10,Ksp(BaCO3)=5.2×10-9]

  • 题型:未知
  • 难度:未知

在3个2 L的密闭容器中,在相同的温度下、使用相同的催化剂分别进行反应:3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)。按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时有关数据如下:
下列说法不正确的是(  )

A.容器乙中反应从开始到达平衡的反应速率为v(H2)=0.3mol·L-1·min-1
B.2c1<1.5
C.在该温度下甲容器中反应的平衡常数K=
D.2ρ12
  • 题型:未知
  • 难度:未知

运用化学反应原理研究氮、硫等单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)硫酸生产过程中2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),平衡混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图所示,根据下图回答下列问题:

①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H______0(填“>”或“<”)。
②一定条件下,将SO2与O2以体积比2:1置于一体积不变的密闭容器中发生以上反应,能说明该反应已达到平衡的是___________(填字母编号)。
a.体系的密度不发生变化
b.SO2与SO3的体积比保持不变
c.体系中硫元素的质量百分含量不再变化
d.单位时间内转移4 mol 电子,同时消耗2 mol SO3
e.容器内的气体分子总数不再变化
(2)一定的条件下,合成氨反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。图1表示在此反应过程中的能量的变化,图2表示在2L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响。

①该反应的平衡常数表达式为        ,升高温度,平衡常数        (填“增大”或“减小”或“不变”)。
②由图2信息,计算0~10min内该反应的平均速率v(H2)=       ,从11min起其它条件不变,压缩容器的体积为1L,则n(N2)的变化曲线为        (填“a”或“b”或“c”或“d”)。
③图3 a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是     点,温度T1     T2(填“>”或“=”或“<”)
(3)若将等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应,所得溶液呈        性,所得溶液中c(H+)- c(OH)=       (填写表达式)(已知:H2SO3:Ka1=1.7×10-2,Ka2=6.0×10-8,NH3·H2O:Kb=1.8×10-5)。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响试题