万考题-全国中小学题库

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1．乙醇水蒸气重整制氢是制备氢气的常用方法，体系中发生的主要反应有：

I.C₂H₅OH(g)+H₂O(g)=2CO(g)+4H₂(g) △H₁

II.C₂H₅OH(g)+3H₂O(g)=2CO₂(g)+6H₂(g) △H₂=+173kJ·mol^-1

III.CO(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+H₂(g) △H₃=-41.2kJ·mol^-1

IV.C₂H₅OH(g)+2H₂(g)=2CH₄(g)+H₂O(g) △H₄=-156.2kJ·mol^-1

△H₁=kJ·mol^-1。

压强为100kPa的条件下，图1是平衡时体系中各产物的物质的量分数与温度的关系，图2是H₂的平衡产率与温度及起始时 $\text{[math]}$ 的关系。

①图1中c线对应的产物为(填“CO₂”、“H₂”或“CH₄”)。

②图2中B点H₂的产率与A点相等的原因是。

反应温度T℃、0.1MPa的恒压密闭容器中，充入1mol乙醇和xmolH₂O(g)，若只发生反应CH₃CH₂OH(g)+3H₂O(g) $\text{[math]}$ 2CO₂(g)+6H₂(g)，平衡时，乙醇转化率为α，CO₂的压强为MPa，反应平衡常数K_p=(以分压表示，分压=总压×物质的量分数。列出计算式即可)

CH₃CH₂OH(g)在催化剂Rh/CeO₂上反应制取氢气的机理如图：

①出生成CO(g)步骤的化学方程式。

②下列措施可以提高CH₃CH₂OH在催化剂表面吸附率的有(填标号)。

a..减小乙醇蒸气的分压 b.增大催化剂的比表面积

难度：困难题型:模拟题来源：湖南省永州市2022届高三高考第三次适应性考试化学试题

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2．研究NO_x、SO₂和CO等气体的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。

已知①NO₂(g)+CO(g)⇌CO₂(g)+NO(g)△H₁=-234kJ·mol^-1

②N₂(g)+O₂(g)⇌2NO(g)△H₂=+179.5kJ·mol^-1

③2NO(g)+O₂(g)⇌2NO₂(g)△H₃=-112.3kJ·mol^-1

NO₂与CO反应生成无污染气体的热化学方程式为。

氨气可将氮氧化物转化为无毒气体。450℃时，在2L恒容密闭容器中充入1molNO、1molNO₂和2molNH₃ ，起始时体系压强为pMPa，发生反应：NO(g)+NO₂(g)+2NH₃(g)⇌2N₂(g)+3H₂O(g)，5min时反应达到平衡，此时测得N₂的物质的量分数为 $\text{[math]}$ 。

①0~5min内，v(NH₃)=mol·L^-1·min^-1 ， NO的平衡转化率=%。

②450°C时，该反应的压强平衡常数K_p=(填含p的代数式，K_p为以分压表示的平衡常数，分压=总压×气体组分物质的量分数)MPa。

工业上，常温下将含NO_x的尾气与H₂的混合气体通入Ce(SO₄)₂与Ce₂(SO₄)₃的混合溶液中进行无害化处理，原理如图所示。

该吸收过程中，Ce³⁺/Ce⁴⁺的作用是，其中反应II的离子方程式为。

难度：困难题型:模拟题来源：辽宁省辽阳市2022届高三一模化学试题

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3．中国科研团队利用低温等离子体协同催化技术，在常温常压下实现了将甲烷和二氧化碳一步转化为具有高附加值的液体燃料和化工产品。回答下列问题：

已知：甲烷和乙酸的燃烧热 $\text{[math]}$ 分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，试写出甲烷与CO₂合成乙酸的热化学方程式。

甲烷和二氧化碳一步转化为液体产品的选择性如图甲所示，其中选择性最高的产品是，反应中应加入的等离子体催化剂是。

在某一钢性密闭容器中CH₄、CO₂的分压分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，加入 $\text{[math]}$ 催化剂并加热至 $\text{[math]}$ 使其发生反应： $\text{[math]}$ 。

①能够说明上述可逆反应达到平衡状态的选项是(填标号)》

A．密度不再改变 B．平均摩尔质量不再改变 C．CO₂和H₂的分压相等

D．CH₄的分压不再改变 E. $\text{[math]}$

②研究表明CO的生成速率 $\text{[math]}$ ，某时刻测得 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

③达到平衡后测得体系总压是起始时的 $\text{[math]}$ 倍，则该反应用分压表示的平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (计算结果保留三位有效数字)。

④温度对产物流量及平衡转化率的影响如图乙所示，可知反应 $\text{[math]}$ 0(填“>”或“<”)，原因是。

难度：困难题型:模拟题来源：内蒙古包头市2022届高三第二次模拟考试理综试卷化学试题

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4． $\text{[math]}$ 重整技术是实现“碳中和”的一种理想的 $\text{[math]}$ 利用技术，具有广阔的市场前景、经济效应和社会意义。该过程中涉及的反应如下。

主反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

副反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

回答下列问题：

已知 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的燃烧热 $\text{[math]}$ 分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，该催化重整主反应的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。有利于提高 $\text{[math]}$ 平衡转化率的条件是(填标号)。

A．高温高压 B．高温低压 C．低温高压 D．低温低压

在刚性密闭容器中，进料比 $\text{[math]}$ 分别等于1.0、1.5、2.0，且反应达到平衡状态。

①甲烷的质量分数随温度变化的关系如图甲所示，曲线 $\text{[math]}$ 对应的 $\text{[math]}$ ；

②反应体系中， $\text{[math]}$ 随温度变化的关系如图乙所示，随着进料比 $\text{[math]}$ 的增加， $\text{[math]}$ 的值(填“增大”、“不变”或“减小”)，其原因是。

在 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 时，按投料比 $\text{[math]}$ 加入刚性密闭容器中，达平衡时甲烷的转化率为 $\text{[math]}$ ，二氧化碳的转化率为 $\text{[math]}$ ，则副反应的压强平衡常数 $\text{[math]}$ (计算结果保留3位有效数字)。

我国科学家设计了一种电解装置如图丙所示，能将二氧化碳转化成合成气 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，同时获得甘油醛。则催化电极 $\text{[math]}$ 为极，催化电极 $\text{[math]}$ 产生 $\text{[math]}$ 的电极反应式为。

难度：困难题型:模拟题来源：辽宁省葫芦岛市2022届高三一模化学试题

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5．近年来CO₂变废为宝，改善环境是科学研究的重要课题，对于实现废气资源的再利用及碳循环经济技术的发展都具有重要意义。

I.已知CO₂、C₂H₆为原料合成C₂H₄涉及的主要反应如下：

①C₂H₆(g) $\text{[math]}$ CH₄(g)+H₂(g)+C(s) △H₁=+9kJ·mol^-1

②C₂H₄(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ C₂H₆(g) △H₂=-136 kJ·mol^-1

③H₂(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ H₂O(g)+CO(g) △H₃=+41 kJ·mol^-1

④CO₂(g)+C₂H₆(g) $\text{[math]}$ C₂H₄(g)+H₂O(g)+CO(g) △H₄

△H₄=，0.1MPa 时向密闭容器中充入CO₂和C₂H₆ ，发生反应④，温度对催化剂K- Fe-Mn/Si 性能的影响如图：

工业生产综合各方面的因素，根据图中的信息判断反应的最佳温度是 °C。

在800°C时，n(CO₂)：n(C₂H₆)=1： 3，充入一定体积的密闭容器中，在有催化剂存在的条件下，发生反应④，初始压强为p₀ ，一段时间后达到平衡，产物的总物质的量与剩余反应物的总物质的量相等，则该温度下反应的平衡常数K_p=(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，用最简分式表示)。

II．CO₂和H₂制备CH₃OH，可实现CO₂的资源化利用，涉及的反应如下：

主反应： CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g) △H ＜0

副反应： CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g) △H＞0

将反应物混合气体按进料比n(CO₂)： n(H₂)=1： 3通入反应装置中，选择合适的催化剂，发生上述反应。

不同温度下，CO₂的平衡转化率如图①所示，温度高于503K时，CO₂的平衡转化率随温度的升高而增大的原因是。实际生产中，保持压强不变，相同反应时间内不同温度下CH₃OH的产率如图②所示，由图可知，523K时CH₃OH的产率最大，可能的原因是。

III．捕碳技术(主要指捕获CO₂在降低温室气体排放中具有重要的作用。

已知： NH₃·H₂O的K_b=1.7 ×10^-5 ， H₂CO₃的K_a1=4.3 ×10^-7 ， K_a2 =5.6 ×10^-11。工业生产尾气中的CO₂捕获技术之一是氨水溶液吸收技术，工艺流程是将烟气冷却至20°C后用氨水吸收过量的CO₂。吸收反应的化学反应方程式为，所得溶液离子浓度由大到小的顺序是(不考虑二氧化碳的溶解)。

难度：中等题型:模拟题来源：浙江省舟山市2021-2022学年高三下学期第二次模拟考试化学试题

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6．已知在C和 $\text{[math]}$ 的反应体系中存在如下反应：

反应1： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应2： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应3： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ____。

设 $\text{[math]}$ ，反应1、2和3的y随温度的变化关系如图所示。下列有关说法错误的是（）

A:

B:

C: 图中对应反应3的线条是a

D:

难度：中等题型:常考题来源：浙江省温州十校联合体2021-2022学年高二下学期期中联考化学试题

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7．相同温度和压强下，关于反应的△H，下列判断错误的是（）

①CH₄(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ 2CO(g)+2H₂(g) △H₁

②CH₄(g) $\text{[math]}$ C(s)+2H₂(g) △H₂

③CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g) △H₃

④2CO(g) $\text{[math]}$ C(s)+CO₂(g) △H₄

⑤CO(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ C(s)+H₂O(g) △H₅

A: △H₄=△H₂-△H₁

B: △H₂＞0，△H₄＞0

C: △H₅=△H₂+△H₃-△H₁

D: △H₃＞H₅

难度：中等题型:常考题来源：浙江省衢温“5 1”联盟2021-2022学年高二下学期期中考试化学试题

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8． CO₂资源化是实现碳达峰、碳中和目标的重要途径。

方法1：化学还原CO₂制备CH₃CH₂OH。

已知：①2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g) ∆H=-484.0kJ∙mol^-1；

②CH₃CH₂OH(g)完全燃烧的能量变化如图所示。

图中反应的活化能是kJ/mol。

乙醇蒸气完全燃烧生成CO₂气体和水蒸气的热化学方程式为

2CO₂(g)+6H₂(g)=C₂H₅OH(g)+3H₂O(g) ∆H= kJ/mol。

方法2：电还原CO₂制备CH₃OH。装置如图所示(电极材料都是石墨)。

a极的名称是(填“阳极”“阴极”“正极”或“负极”)。

b极的电极反应式为。

难度：中等题型:常考题来源：河南省豫北名校大联考2021-2022学年高二下学期期中考试化学试题

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9．磷石膏是湿法生产磷酸的固体废弃物，主要成分是CaSO₄·2H₂O。用磷石膏生产硫酸或硫，既可减少对环境的污染又可使资源循环利用。回答下列问题：

用硫磺还原磷石膏。已知下列反应：

3CaSO₄(s)+CaS(s)=4CaO(s)+4SO₂(g) ΔH₁

3CaS(s)+CaSO₄(s)=4CaO(s)+4S(s) ΔH₂

则反应：2CaSO₄(s)+S(s)=2CaO(s)+3SO₂(g) ，ΔH=(用ΔH₁和ΔH₂表示)。

以高硫煤为还原剂焙烧2.5小时，温度对CaSO₄转化率的影响如下图所示，CaCl₂的作用是；当温度高于1200℃时，无论有无CaCl₂ ， CaSO₄的转化率都趋于相同，可能的原因是。

用CO作还原剂与磷石膏反应，不同反应温度下可得到不同的产物。

①温度低于800℃时，主要的还原产物是一种硫的最低价盐，该物质的化学式是。

②1150℃下，向盛有足量CaSO₄的真空恒容密闭容器中充入一定量CO，反应体系起始压强为0.1a MPa，主要发生反应：CaSO₄(s)+CO(g)=CaO(s)+CO₂(g)+SO₂(g)。该反应达到平衡时，c(SO₂)=8.0×10^-5mol·L^-1 ， CO的转化率为80%，则初始时c(CO)=mol·L^-1 ，该反应的分压平衡常数K_P=MPa(用含a的代数式表示；分压=总压×物质的量分数；忽略副反应)。

以C作还原剂。向密闭容器中加入相同质量的几组不同C/S值(炭粉与CaSO₄的物质的量之比)的混合物，1100℃煅烧至无气体产生，结果如下图所示。当C/S值为0.5时，反应产物主要为CaO、SO₂和CO₂；当C/S值大于0.7时，反应所得气体中SO₂的体积分数不升反降，可能的原因是。

难度：困难题型:模拟题来源：安徽省合肥市2022届高三第二次教学质量检测理综化学试题

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10．中国首次实现利用二氧化碳合成淀粉，合成过程的关键步骤是利用二氧化碳制备甲醇。CO₂催化加氢制CH₃OH的主要反应为CO₂+3H₂→CH₃OH+H₂O。

已知H₂(g)和CH₃OH(g)的燃烧热分别是285.8kJ·mol^-1和763.9kJ·mol^-1 ， H₂O(1)的汽化热是40.8kJ·mol^-1 ，则反应CO₂(g)+3H₂(g)→CH₃OH(g)+H₂O(g)的ΔH=。该反应在(填“高温”“低温”或“任何温度”)下可自发进行。

CO₂催化加氢制CH₃OH的一种反应机理历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，如CO₂*表示CO₂吸附在催化剂表面)

该反应历程中决速步反应的化学方程式为。

已知化学反应速率方程k_正、k_逆是正逆反应v_正=k_正·c(CO₂)·c³(H₂)，v_逆=k_逆·c(CH₃OH)·c(H₂O)的速率常数，只受温度影响。如图表示速率常数的对数lgk与温度的倒数 $\text{[math]}$ 之间的关系，k_正、k_逆对应的曲线分别是、。

CO₂和H₂起始物质的量之比为1：3时，该反应在有、无分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示(分子筛膜能选择性分离出H₂O)。有分子筛膜时，温度为210℃时甲醇平衡产率最高的原因是。

一定条件下，向2L恒容密闭容器中充入2 molCO₂和6molH₂ ，发生反应CO₂(g)+3H₂(g) → CH₃OH(g)+H₂O(g)。已知容器内起始压强为320kPa，反应达平衡时容器内压强为200kPa，平衡时CH₃OH(g)的分压为kPa，该温度下反应的标准平衡常数K^θ=。(该反应标准平衡常数的表达式为K^θ= $\text{[math]}$ ，其中p为分压，分压=总压×物质的量分数，p^θ=100kPa)

难度：困难题型:模拟题来源：安徽省蚌埠市2022届高三第三次教学质量检查（三模）理综化学试题

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