万考题-全国中小学题库

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难度	全部简单中等困难
年份	全部 2022 2021 2020 2019 2018 更早

1．氢气选择性催化还原(H₂-SCR)是目前消除NO的理想方法，备受研究者关注。

H₂-SCR法的主反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

副反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

回答下列问题：

已知： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$

① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

②提高主反应选择性的最佳措施是。

A．降低温度 B．增大压强 C．增大c(H₂) D．使用合适的催化剂

H₂-SCR在Pt-HY催化剂表面的反应机理如下图

①下列有关说法错误的是

A．Pt原子表面上发生反应有N+NO=N₂O、N+N=N₂等

B．H₂解离为H原子，溢流至HY载体上，将吸附于载体的NO₂还原

C．从Pt原子表面解吸的NH₃ ，在HY载体上转化为 $\text{[math]}$

D．HY载体酸性越强，其吸附NO₂能力越强，Pt催化活性越大

②已知在HY载体表面发生反应的NO、O₂物质的量之比为4：1，补充并配平下列化学方程式： $\text{[math]}$ +NO+O₂=N₂+H₂O+。

T℃， $\text{[math]}$ 时，恒容容器中发生上述反应，平衡体系中N₂物质的量分数为10%，平衡压强与起始压强之比为3.6：4，则NO的有效去除率(转化为N₂)为。

一定条件下，恒温恒容容器中充入c(NO)=2.0×10^-3mol·L^-1、c(H₂)=4.0×10^-3mol·L^-1 ，只发生反应 $\text{[math]}$ ，体系的总压强p随时间t的变化如下表所示：[已知该反应速率方程为υ=k·c(H₂)·c²(NO)]

t/min	0	10	20	30	40
p/kPa	24	22.6	21.6	21	21

①t=20min时，υ=mol·L^-1·s^-1(速率常数k=1.0×10⁵mol^-2·L²·s^-1)

②用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数K_p ，则该条件下反应的平衡常数K_p=。

难度：困难题型:模拟题来源：福建省泉州市2021年高考化学5月模拟试卷

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2．工业上制备纯硅的热化学方程式如下：SiCl₄(g)＋2H₂(g)

Si(s)＋4HCl(g) ΔH＝＋QkJ·mol^－1(Q>0)；某温度、压强下，将一定量反应物通入密闭容器进行反应，下列叙述正确的是 ( )

A: 反应过程中，若增大压强能提高SiCl₄的转化率

B: 若反应开始时SiCl₄为1mol，则在平衡时，吸收热量为QkJ

C: 将反应的温度由T₁升高至T₂ ，则对应温度下的平衡常数K₁>K₂

D: 当反应吸收热量为0.25QkJ时，生成的HCl恰好与1 mol NaOH反应

难度：中等题型:常考题来源：云南省玉溪市江川区二高2020-2021学年高二下学期化学期中考试试卷

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3．我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH₄与CO₂重整是CO₂利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：

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

b)CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g) ∆H₂

c)CH₄(g) $\text{[math]}$ C(s)+2H₂(g) ∆H₃

d)2CO(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+C(s) ∆H₄

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

根据盖斯定律，反应a的∆H₁=(写出一个代数式即可)。

上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有_______。

一定条件下，CH₄分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分步进行，其中，第步的正反应活化能最大。

设K $\text{[math]}$ 为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压（单位为kPa）除以p₀（p₀=100kPa）。反应a、c、e的ln K $\text{[math]}$ 随 $\text{[math]}$ （温度的倒数）的变化如图所示。

①反应a、c、e中，属于吸热反应的有(填字母)。

②反应c的相对压力平衡常数表达式为K $\text{[math]}$ =。

③在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO₂):n(CH₄)=1:1、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H₂的分压为40kPa。计算CH₄的平衡转化率，写出计算过程。

CO₂用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：。

难度：困难题型:真题来源：2021年高考化学真题试卷（广东卷）

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4．图为工业合成氨的流程图，请回答下列有关问题。

N₂的电子式为；氨除可以作化肥外，还可用作。

“再循环物质”中的物质为。（填化学式）

已知断裂1mol下列化学键需要的能量如下表。

化学键	H﹣H	N﹣H	N≡N
能量	436kJ	391kJ	946kJ

生成1molNH₃时，合成氨反应（填“吸收”或“放出”）的能量是kJ。

在一定条件下，将一定量的H₂和N₂置于一容积为2L的恒容密闭容器中发生反应，反应过程中H₂、N₂和NH₃的物质的量变化如图所示。

①反应开始10min内，N₂的平均反应速率为。

②下列判断正确的是。（填序号）

A.tmin时正、逆反应速率相等

B.Z曲线表示NH₃的物质的量随时间变化的情况

C.0～10min内v（H₂）＝ $\text{[math]}$ v（NH₃）

D.10～20min内的反应速率比0～10min内的反应速率大

③25min时，改变的一种条件是。

难度：中等题型:常考题来源：河南省焦作市2020-2021学年高一下学期化学期中考试试卷

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5．综合利用CO₂、CO对构建低碳社会有重要意义。

I.CO₂(g)+3H₂(g)=CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH₁=-53.7kJ·mol^-1

II.CO₂(g)+H₂(g)=CO(g)+H₂O(g) ΔH₂=+41.2kJ·mol^-1

III.CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH(g) ΔH₃=kJ·mol^-1

某温度下，向密闭容器中通入1molCO和2molH₂发生反应III。

①平衡时CO的转化率为50%，反应体系总压为pPa，该温度下反应III的平衡常数Kp=Pa^-2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压x物质的量分数)。

②其它条件不变，只改变起始H₂的物质的量，平衡时CH₃OH(g)的体积分数变化如图所示。

图中，n=mol；a、b、c三点所处的平衡状态中，CO转化率最大的是(填字母)。

一定条件，某恒容密闭容器中投入1molCO₂和3molH₂发生上述反应I和II.升高反应体系温度，合成甲醇的反应速率(填“增大”、“减小”或“不变”)；增大反应体系的压强，反应II的平衡(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)移动。

若将CO₂和H₂按1：2.2投料发生上述反应I和II，相同反应时间后测得数据如下：

T(K)	催化剂	CO₂转化率(%)	甲醇选择性(%)
543	Cat.1	12.3	42.3
543	Cat.2	10.9	72.7

(甲醇选择性指生成甲醇的CO₂在CO₂消耗量中占比)

543K时，催化剂对反应II的催化效果比对反应I的好，试用碰撞理论解释其原因。

难度：中等题型:模拟题来源：安徽省马鞍山市2021年高考化学三模试卷

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6．在恒温条件下，向盛有足量NaCl(s)的2L恒容密闭容器中加入0.2molNO₂、0.2molNO和0.1molCl₂ ，发生如下两个反应：

①2NO₂(g)+NaCl(s) $\text{[math]}$ NaNO₃(s)+ClNO(g) △H₁<0 K₁

②2NO(g)+Cl₂(g) $\text{[math]}$ 2ClNO(g) △H₂<0 K₂

10分钟时反应达到平衡，测得体系的压强减少20%，10分钟内用ClNO(g)表示的平均反应速率v(ClNO)=7.5×10^-3mol·L^-1·min^-1。下列说法正确的是（）

A: 平衡后c(NO)=2.5×10^-2mol·L^-1

B: 平衡时NO₂的转化率为50%

C: 其它条件保持不变，反应在绝热条件下进行，则平衡常数K₂增大

D:

难度：中等题型:模拟题来源：山东省德州市2021年高考化学二模试卷

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7．甲醇的合成是现代化工领域研究的重点。合成甲醇时，合成气成分主要包括CO、CO₂、H₂、H₂O等净化气体和CH₄、N₂、Ar等惰性气体以及H₂S等有害气体。这些气体成分将对甲醇产品质量以及产量造成不同程度的影响。合成过程中的部分反应如下：

(i)CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH(g) ∆H₁=-90.1 kJ·mol^-1

(ii)CO(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+H₂(g) ∆H₂=-41.1 kJ·mol^-1

(iii)CO(g)+3H₂(g)=CH₄(g)+H₂O(g) ∆H₃=-206 kJ·mol^-1

(iv)2CH₃OH(g)=CH₃OCH₃(g)+H₂O(g) ∆H₄=-24.5 kJ·mol^-1

反应CO₂(g)+3H₂(g)=CH₃OH(g)+H₂O(g)的∆H₅=。该反应的化学平衡常数表达式为。

下列关于CO₂在合成甲醇反应中的主要作用描述，错误的是。

A．可以抑制反应(iv)的发生 B．可以提高碳元素的利用率

C．可以提高甲醇蒸气的纯度 D．有利于合成塔冷却降温过程的进行

寻找合适的催化剂，一直是甲醇合成研究领域的重点。Saussey和Lavalley认为ZnO催化CO、H₂合成CH₃OH的机理如图所示。这种理论解释了合成气中少量的水提高了甲醇生成活性的事实，其理由为。Cu作催化剂合成甲醇时，杂质气体会发生反应H₂S+Cu=CuS+H₂ ，因为该反应是(填“可逆”或“不可逆”)的，所以会导致催化剂永久性中毒。

2020年我国科学家在甲醇合成方面，进行了大量有价值的研究。

①某研究报告中指出，由于甲烷的生成，导致合成塔内温度极难控制，使合成成本增加，其原因为。

②提高合成塔内反应温度，合成反应速率虽然会增大，但其平衡常数会(填“增大”或“减小”)，故不同阶段会有不同的最佳温度。从理论上讲，反应初期和随着塔内甲醇浓度上升(中后期)，合成塔内的最佳温度应有何不同：。实际生产中，在气压值为5.0 MPa，用铜催化剂进行催化时，随着反应进行合成塔内的最佳温度范围控制如图所示，这主要是为了保证催化剂有较高的。该合成粗甲醇的实际情况下，CO、CO₂、H₂三种气体的氢碳比值(气体的体积比)f应控制在5左右。已知f=(H₂-CO₂)/(CO+CO₂)，CO的体积分数应在12%以下，CO₂的体积分数应在3%左右，则H₂的体积分数应控制在左右。

难度：中等题型:模拟题来源：河南省许昌市济源平顶山2021年高考化学一模试卷

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8．天然气通过重整反应可生产合成气，进而生产H₂ ，该工艺减少甲烷和CO₂的排放，对于节约能源和保护环境具有双重意义。以甲烷为原料制氢主要有水蒸气重整、CO₂重整等方法。甲烷水蒸气重整制氢工艺流程如图：

涉及的甲烷水蒸气重整反应方程式为：

CH₄(g)+H₂O(g)=CO(g)+3H₂(g) ΔH₁

CH₄(g)+2H₂O(g)=CO₂(g)+4H₂(g) ΔH₂=+165kJ·mol^-1

已知CH₄、CO、H₂的燃烧热分别为ΔH=-891kJ·mol^-1、ΔH=-283kJ·mol^-1、ΔH=-286kJ·mol^-1、水的汽化热ΔH=+44kJ·mol^-1 ，则ΔH₁=。

天然气脱硫工艺中常用热分解法处理H₂S，硫化氢分解的反应方程式为：2H₂S(g)=2H₂(g)+S₂(g)，在101kPa时各气体的平衡体积分数与温度的关系如图所示：

该反应的ΔH0(填“＞”、“＜”)。图中A点时反应的平衡常数Kp=(用平衡分压代替平衡浓度，平衡分压=总压X物质的量分数)。

利用甲烷水蒸气重整制得的氢气，工业上可用于合成氨生产。

①“哈伯法”是制氨气的常用方法，反应方程式为：N₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g)向密闭容器中按1：3体积比通入N₂和H₂ ，反应达平衡时NH₃的体积分数为25.0%，则N₂的平衡转化率α(N₂)=

②“球磨法”是一种在温和的条件下(45℃和1bar，1bar≈100kPa)合成氨气的新方法，氨的最终体积分数可高达82.5%。该法分为两个步骤(如图)：第一步，铁粉在球磨过程中被反复剧烈碰撞而活化，产生高密度的缺陷，氮分子被吸附在这些缺陷上［Fe(N*)］，有助于氮分子的解离。第二步，N*发生加氢反应得到NH_x*(x=1~3)，剧烈碰撞中，NH_x*从催化剂表面脱附得到产物氨。“球磨法”与“哈伯法”相比较，下列说法中错误的是(选填标号)。

A．催化剂(Fe)缺陷密度越高，N₂的吸附率越高

B．“哈伯法”采用高温主要用于解离氮氮三键，而“球磨法”不用解离氮氮三键

C．“球磨法”转速不能过快，否则体系升温太快，温度升高不利于N₂吸附

D．“球磨法”不采用高压，是因为低压产率已经较高，加压会增大成本

用催化剂Fe₃(CO)₁₂/ZSM-5催化CO₂加氢合成乙烯的反应，所得产物含CH₄、C₃H₆、C₄H₈等副产物，反应过程如图。

催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性，在其他条件相同时，添加不同助剂，经过相同时间后测得CO₂转化率和各产物的物质的量分数如表。

助剂	CO₂转化率(%)	各产物在有机产物中的占比(%)
助剂	CO₂转化率(%)	C₂H₄	C₃H₆	其他有机物
Na	42.5	35.9	39.6	24.5
K	27.2	75.6	22.8	1.6
Cu	9.8	80.7	12.5	6.8

欲提高单位时间内乙烯的产量，在Fe₃(CO)₁₂/ZSM-5中添加助剂效果最好，加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是。

难度：中等题型:模拟题来源：河南省洛阳市2021年高考化学5月模拟试卷

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9． CO、NH₃、NO₂、SO₂处理不当易造成环境污染，如果对这些气体加以利用就可以变废为宝。回答下列问题：

硝酸厂常用催化还原法处理尾气。CH₄在催化条件下可以将NO₂还原为N₂_。

已知：I.CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l)ΔH₁=-890.3kJ·mol^-1；

II.N₂(g)+2O₂(g)=2NO₂(g)ΔH₂=+67.7kJ·mol^-1

则CH₄(g)+2NO₂(g)=CO₂(g)+N₂(g)+2H₂O(l)ΔH=。

工业上利用NH₃生产氢氰酸(HCN)的反应为CH₄(g)+NH₃(g)⇌HCN(g)+3H₂(g) ΔH>0。

①该反应在(填“较高”或“较低”)温度下能自发进行。

②一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入2molCH₄(g)和2molNH₃(g)，发生上述反应，10min末达到平衡状态，测得NH₃的体积分数为30%。则0~10min内，用HCN的浓度变化表示的平均反应速率为；CH₄的平衡转化率为；该温度下，该反应的平衡常数K=(mol/L)²

在催化剂作用下，CO还原NO₂进行汽车尾气处理：2NO₂(g)+4CO(g)⇌4CO₂(g)+N₂(g)ΔH<0。

①相同条件下，选用A、B、C三种催化剂进行反应，生成N₂的物质的量随时间的变化如图1所示。活化能最小的是[填“E(A)”“E(B)”或“E(C)”]。

②在催化剂B作用下，测得相同时间内，处理NO₂的量与温度的关系如图2所示。温度高于300℃，处理NO₂的量随温度升高而减小的原因为(假设该温度范围内催化效率相同)。

煤燃烧产生的SO₂可用足量NaOH溶液吸收生成Na₂SO₃ ， Na₂SO₃溶液中各离子浓度由大到小的顺序为。

难度：困难题型:模拟题来源：西藏拉萨市2021年高考化学二模试卷

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10．在氮及其化合物的化工生产中，对有关反应的反应原理进行研究有着重要意义。

t℃时，关于N₂、NH₃的两个反应的信息如下表所示：

化学反应	正反应活化能	逆反应活化能	t℃时平衡常数
N₂(g)+O₂(g)=2NO(g) ∆H＞0	akJ∙mol^-1	bJ∙mol^-1	K₁
4NH₃(g)+5O₂(g)=4NO(g)+6H₂O(g) ∆H＜0	eJ∙mol^-1	dJ∙mol^-1	K₂

请写出t℃时NH₃被NO氧化生成无毒气体的热化学方程式(反应热用a、b、e、d代数式表示)。t℃该反应的平衡常数为(用K₁和K₂表示)。请解释该反应能否自发进行。

一定温度下，将2molN₂和6molH₂置于1L的恒容密闭容器中发生如下反应：

N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g) △H＜0。测得不同条件、不同时间段内合成氨反应中N₂的转化率，数据如下：

	1小时	2小时	3小时	4小时
T₁	30%	50%	80%	80%
T₂	35%	60%	a	b

①上表中T₁T₂(“＞”“ ＜”或“=”表示)，其中a、b、80%三者的大小关系是(用含“＞”“＜”或“=”的关系式表示)。

②研究表明，合成氨的速率与相关物质的浓度关系为v= $\text{[math]}$ ，k为速率常数。以下说法正确的是(填字母)

A．升高温度，k值增大

B．T₂℃时若容器内混合气体平均相对分子质量为17且保持不变，则反应达到平衡状态

C．将原容器中的NH₃及时分离出来可使v增大

D．合成氨达到平衡后，增大c(N₂)可使正反应速率在达到新平衡的过程中始终增大。

③已知某温度下该反应达平衡时各物质均为1mol，容器容积为1L，保持温度和压强不变，又充入3molN₂后，平衡(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。

难度：中等题型:模拟题来源：四川省雅安市2021年高考化学三模试卷

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