万考题-全国中小学题库

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1．运用化学反应原理知识研究如何利用CO、SO₂等污染物有重要意义。

用CO可以合成甲醇。已知：

CH₃OH(g)＋3/2O₂(g)=CO₂(g)＋2H₂O(l) ΔH ₁ kJ·mol^-1

CO(g)＋1/2O₂(g)=CO₂(g) ΔH₂ kJ·mol^-1

H₂(g)＋1/2O₂(g)=H₂O(l) ΔH₃ kJ·mol^-1

则CO(g)＋2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)　 ΔH =kJ·mol^-1^。

一定压强下，在容积为2L的密闭容器中充入1mol CO与2 mol H₂ ，在催化剂作用下发生反应：CO(g)＋2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)　ΔH ，平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

① 下列说法正确的是

A．若容器内气体的密度恒定，反应达到平衡状态

B．若容器内各气体浓度恒定，反应达到平衡状态

C．若容器内各气体压强恒定，反应达到平衡状态

D．反应中，催化剂能使平衡向正反应方向移动

② 上述反应中，ΔH 0 (填“>”、“<”或“=”)

③ p₂p₁ (填“大于”、“小于”或“等于”)；

④ 100 ℃时，该反应的化学平衡常数K=；

某科研小组用SO₂为原料制取硫酸。

用Na₂SO₃溶液充分吸收SO₂得NaHSO₃溶液，然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如下。请写出阳极反应的电极反应式。

难度：中等题型:模拟题来源：广东省惠州市2021年高考化学一模试卷

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2．苯乙烯是重要的有机合成单体，常用乙苯为原料合成。

以CO₂和乙苯为原料合成的苯乙烯，其过程如图1，有“一步”途径1和“二步”途径2的两种推测：

则CO₂(g)+ (g) $\text{[math]}$ (g)+CO(g)+H₂O(g)的K₃(用含K₁、K₂的代数式表达)。

向刚性容器中充入10 mol CO₂和10 mol乙苯，发生反应CO₂(g)+

(g) $\text{[math]}$

(g)+CO(g)+H₂O(g)，在不同温度下测得平衡时各物质的体积分数如图2。可知∆H₃0。相同温度下CO₂转化率低于乙苯，推知发生了副反应CO(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+H₂(g)，由图像知该反应∆H0。

某研究团队找到乙苯直接脱氢的高效催化剂，反应原理如图：

(g) $\text{[math]}$ H₂(g)+ (g) ∆H₁

①已知部分化学键键能数据如表所示：

共价键	C-C	C-H	C=C	H-H
键能(kJ/mol)	347.7	413.4	615	436

则∆H₁=。

②实际过程中，通常向乙苯中掺入水蒸气，保持体系总压为100 kPa的条件下进行。乙苯平衡转化率与温度、投料比m[m= $\text{[math]}$ ]的关系如图3。则投料比m₁、m₂、m₃由大到小的关系为。

③若m₂=5：1，则A点温度下，该反应的平衡常数K_p=。若其他条件不变，将恒压调整为恒容状态，则A点对应的乙苯的平衡转化率(填“增大”、“不变”或“减小”)。

实验测得，乙苯脱氢的速率方程为 $\text{[math]}$ _正=k_正p_乙苯， $\text{[math]}$ _逆=k_逆p_苯乙烯p_氢气(k_正、k_逆为速率常数，只与温度有关)，图4中③代表lgk_逆随 $\text{[math]}$ 的变化关系，则能代表lgk_正随 $\text{[math]}$ 的变化关系的是。

难度：中等题型:模拟题来源：安徽省2021年高考化学5月模拟试卷

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3． CO₂甲烷化在解决环境和能源问题等方面具有重要意义。已知CO₂甲烷化包含如下反应：

主反应： $\text{[math]}$ △H

副反应： $\text{[math]}$ △H₁ =+41 kJ·mol^-1

$\text{[math]}$ △H₂=-172kJ·mol^-1

$\text{[math]}$ △H₃=-75kJ·mol^-1

主反应的△H=，该反应可在(填“较低温度”、“较高温度”或“任何温度”)下自发进行。

在某高效催化剂的作用下，副反应的影响可忽略不计。将1 mol CO₂、4mol H₂通入容积为2L的恒容密闭容器中，200℃时容器内CO₂的物质的量随时间的变化如下表所示：

时间/min^-1	10	20	30	40	50	60
n(CO₂)mol	0.31	0.53	0.40	0.30	0.25	0.25

①能说明反应已达平衡状态的是(填标号)

a.c(CO₂)：c(H₂O)=1：6 b.混合气体的密度不变 c.v_正(H₂)=4v_逆(CH₄) d.密闭容器内压强不变

②40min内，消耗H₂的平均反应速率为。

③反应达到平衡时CO₂的转化率为。

我国科学家研究了在两种不同催化剂Ni(lll)、Ni—La表面上CO₂甲烷化的反应历程，如图所示(截取部分图)，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。

由图中反应历程与能量变化可知：使用催化剂更有利于CO₂的吸附。反应能垒(活化能)最(填“高”或“低”)的步骤为整个反应的速控步骤，写出以Ni(lll)为催化剂的速控步骤的化学方程式。两种催化剂催化反应的速控步骤(填“相同”或“不相同”)。

难度：中等题型:常考题来源：2021年高考化学押题卷A【新课标III卷】

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4．氢气是一种清洁能源。“分步法电解制氢气”的装置如图。该方法制氢气分两步，第一步在惰性电极产生H₂ ， NiOOH/Ni(OH)₂电极发生氧化反应；第二步在另一个惰性电极产生O₂.下列说法中错误的是（）

A: 第一步反应时，开关K应该连接K₁ ，

B: 第二步反应时，NiOOH/Ni(OH)₂发生的电极反应方程式：Ni(OH)₂+OH^--e^-=NiOOH+H₂O

C: 当电路中转移6.25 mol电子时，产生67.2LH₂(标准状况)，则电能的利用率为96.0%

D:

难度：中等题型:模拟题来源：湖北省八市2021年高考化学3月模拟试卷

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5．甲烷和CO₂是主要的温室气体，高效利用甲烷和CO₂对缓解大气变暖有重要意义。

图是利用太阳能将CO₂分解制取炭黑的示意图：

已知① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

则过程2的热化学方程式为。

在两个体积均为2L的恒容密闭容器中，按表中相应的量加入物质，在相同温度下进行反应 $\text{[math]}$ 的平衡转化率如表所示：

容器	起始物质的量 $\text{[math]}$				$\text{[math]}$ 的平衡转化率
容器	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$ 的平衡转化率
Ⅰ	0.2	0.2	0	0	50%
Ⅱ	0.2	0.1	0.2	0.3	/

容器Ⅰ在10min时反应达到平衡，该段时间内 $\text{[math]}$ 的平均反应速率为 $\text{[math]}$ ；容器Ⅱ起始时反应向(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不移动”)进行。

将一定量的甲烷和氧气混合发生反应 $\text{[math]}$ ，其他条件相同，在甲、乙两种不同催化剂作用下，相同时间内测得 $\text{[math]}$ 转化率与温度变化关系如图所示。某同学判断c点一定没有达到平衡状态，他的理由是。

$\text{[math]}$ 通过催化加氢可以合成乙醇，其反应原理为： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。 $\text{[math]}$ ，通过实验得到如图图像：

①图1中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 最高的是。

②图2表示在总压为P的恒压条件下，且 $\text{[math]}$ 时，平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系。 $\text{[math]}$ 温度时，列式表示该反应的压强平衡常数 $\text{[math]}$ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

难度：中等题型:模拟题来源：河南省郑州市2021年高考化学一模试卷

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6． “减少碳排放，实现碳中和”是当今世界的热门话题。某课题组利用CO₂和H₂在催化剂的作用下合成甲醇，主要发生如下三个反应：

I.CO₂(g)+3H₂(g)→CH3OH(g)+H₂O(g)ΔH₁=-49.5kJ·mol^-1

II.CO₂(g)+H₂(g)→CO(g)+H₂O(g)ΔH₂=+40.9kJ·mol^-1

III.……

请写出反应IIICO和H₂合成CH₃OH的热化学方程式。

下列措施中，能提高CO₂转化率的是______。

一定条件下，在某密闭容器中投人amolCO₂和3amolH₂_，发生上述合成反应。达平衡容器中CH₃OH的物质的量为cmol，CO的物质的量为dmol.则此条件下CO₂的转化率为(列式表示，下同)；甲醇的选择性(指转化为甲醇的CO₂占发生反应的CO₂的百分比)为；此条件下反应II的平衡常数为。

图1是反应温度对二氧化碳转化率以及甲醇选择性的影响。甲醇选择性随温度升高而降低的原因可能是。

图2是一定条件下原料气的进料速度对二氧化碳转化率、甲醇选择性以及出口甲醇浓度的影响。试分析工业上实际进料速度采用2.1mol·s^-1 ，而不是1.8mol·s^-1 ，可能的原因是。

甲醇燃料电池可用于测定阿伏加德罗常数。当甲醇燃料电池平稳工作10min后测得电池正极端消耗标准状况下氧气VL，电流稳定为XA，假设能量转化率80%，计算测得阿伏加德罗常数N_A为 mol^-1。(用X、V表示，已知一个电子电量为1.60×10^-19C)

难度：中等题型:模拟题来源：河南省郑州市2021年高考化学三模试卷

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7．目前，汽车尾气系统中均安装了催化转化器，大大减少了 CO和 NOx汽车尾气的排放。

在催化剂作用下 CO还原 NO、NO₂。

标准摩尔生成焓是指由稳态单质生成1mol该化合物的焓变，25℃下几种物质的标准生成焓如下：

	NO₂	CO	CO₂	NO
标准生成焓/kJ•mol^-1	33.1	-110.5	-183.6	90.3

ⅰ.CO(g)+NO₂(g) $\text{[math]}$ CO₂(g(+NO(g) ΔH₁

ⅱ.2CO(g)+2NO(g) $\text{[math]}$ 2CO₂(g)+N₂(g) ΔH₂=-623KJ• mol^-1

①ΔH₁=；写出用 CO还原NO₂生成两种无污染的气态物质总反应的热化学方程式：

②相同时间内，CO还原NO₂的总反应中NO₂的转化率随温度的变化趋势如下图所示，运用化学反应原理分析，NO₂的转化率随温度先增大后减小的原因；其中汽车尾气中NO₂和 CO物质的量比 $\text{[math]}$ 为(填选项字母)时尾气中NO₂的转化率最高。

A．0.3 B．0.5 C．0.7

③某温度下，起始压强为 P₀ ，在恒容密闭容器中充入等物质的量 CO和 NO在催化剂下进行反应ⅱ，NO的平衡转化率为α ，则反应ⅱ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)。

在催化剂作用下 H₂还原 NO，2H₂(g)+2NO(g) $\text{[math]}$ 2H₂O(g)+N₂(g)ΔH＜0，反应的速率方程为v_正 =k_正• c(H₂)• c²(NO)(k_正为速率常数，只与温度、催化剂有关系)，其中 v_正为正反应速率。

①相同条件下，对速率影响程度c(NO)c(H₂)(填“ 大于” 、“ 小于” 或“ 等于” )。

②设反应开始时 H₂和 NO的浓度相同，反应开始时 v_正 =v₀ ， NO的转化率为α时的反应速率为 v_α ，则v_α =v₀。

一种以 CO为燃料，以空气为氧化剂，以熔融态 K₂CO₃为电解质的燃料电池，工作原理如下图所示：

①电极 a为(填“ 正极” 或“ 负极” )，Y物质为；

②正极上的电极反应式为。

难度：中等题型:模拟题来源：河南省洛阳市2021年高考化学3月试卷

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8．甲醇是多种有机产品的基本原料和重要的化工产品，广泛用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业。回答下列问题：

一定条件下1molCH₃OH与O₂发生反应时，生成CO、CO₂或HCHO的能量变化如图1所示。其中，反应物O₂(g)和生成物H₂O(g)略去。则HCHO(g)与O₂(g)反应生成CO(g)的热化学方程式为。

在恒容密闭容器中利用合成气(主要成分为CO₂和含有少量CO的H₂)合成甲醇，发生的主反应为CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g)。在 $\text{[math]}$ 分别为1：a和1：1.5a两种投料比时，CO₂的平衡转化率随温度变化的曲线如图2所示，则投料比为1：1.5a时，对应的曲线是(填①或②)；图中m、n、z三点平衡常数K_m、K_n、K_z的大小关系是； $\text{[math]}$ 的数值，m点比n点(填“大”或“小”)。

在催化剂Cu/ZnO存在下，CO₂和H₂可发生如下反应：

ICO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g)△H₁<0；

IICO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g)△H₂>0。

控制CO₂和H₂初始投料比为5：11，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：

T(K)	催化剂	CO₂转化率(%)	甲醇选择性(%)
543	Cu/ZnO纳米棒	12.3	42.3
543	Cu/ZnO纳米片	10.9	72.7
553	Cu/ZnO纳米棒	15.3	39.1
553	Cu/ZnO纳米片	12.0	71.6

[备注]甲醇选择性为转化的CO₂中生成甲醇的百分比。

表中实验数据表明，在相同温度下，不同的催化剂对CO₂转化成CH₃OH的选择性有显著的影响，其原因是。

铜系催化剂对反应2CH₃OH(g) $\text{[math]}$ HCOOCH₃(g)+2H₂(g)具有较高的活性。在583K下，将amol甲醇置于bL恒容密闭容器中，经过tmin到达平衡，气体压强为P₀Pa，且P_氢气=P_甲醇，此过程中的平均反应速率v(HCOOCH₃)=，用气体分压表示的平衡常数K_p=；相同温度下，将amol甲醇置于bL恒压密闭容器中，反应到达平衡时P_氢气P_甲醇(填“>”，“=”或“<”)。

难度：中等题型:模拟题来源：河南省开封市2021年高考化学一模试卷

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