万考题-全国中小学题库

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1．甲烷水蒸气重整制取的合成气可用于熔融碳酸盐燃料电池。

甲烷水蒸气重整制取合成气反应为CH₄(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO(g)+3H₂(g) ∆H＝+206 kJ/mol。

向体积为2 L密闭容器中，按n(H₂O) ∶n(CH₄) ＝1投料：

a.保持温度为T₁时，测得CH₄(g)的浓度随时间变化曲线如图1所示。

b.其他条件相同时，在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下，反应相同时间后，CH₄的转化率随反应温度的变化如图2所示。

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图1 图2

结合图1，写出反应达平衡的过程中的能量变化：kJ。

根据图2判断：

ⅰ. a点所处的状态不是化学平衡状态，理由是。

ⅱ. CH₄的转化率：c＞b，原因是。

一定温度下，在容积均为2 L的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，发生反应：CO₂(g) + 3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) + H₂O(g)，10 min后达到平衡。

容器

甲

乙

反应物投入量

1 mol CO₂、3 mol H₂

a mol CO₂、b mol H₂、

c mol CH₃OH(g)、c mol H₂O(g)（a、b、c均不为零）

若甲容器平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，则反应10 min内甲容器中以CH₃OH(g)表示的化学反应速率为；要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则乙容器中c的取值范围为。

氢气可将CO₂还原为甲烷，反应为CO₂(g) + 4H₂(g) $\text{[math]}$ CH₄(g) + 2H₂O(g)。ShyamKattel等结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO₂催化剂表面上CO₂与H₂的反应历程，前三步历程如图所示其中吸附在Pt/SiO₂催化剂表面用“·”标注，Ts表示过渡态。从物质吸附在催化剂表面到形成过渡态的过程会（填“放出热量”或“吸收热量”）；反应历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为。

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难度：困难题型:常考题来源：安徽师范大学附属中学2020-2021学年高二上学期化学期中考试试卷

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2．用CO和H₂在催化剂的作用下合成甲醇，发生的反应如下：CO(g)＋2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)。在体积一定的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H₂ ，测得平衡混合物中CH₃OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。下列说法正确的是（）

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A: 该反应的ΔH＜0，且p₁＜p₂

B: 反应速率：v_逆(状态A)＞v_逆(状态B)

C: 在C点时，CO转化率为75%

D: 其他条件均相同时，该反应恒压下平衡时CH₃OH的体积分数小于恒容时的体积分数

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3．德国化学家哈伯(F.Haber)从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。合成氨为解决世界的粮食问题作出了重要贡献。其原理为N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g) △H＝-92.4kJ·mol^-1。

若已知H—H键的键能为436.0kJ·mol^-1 ， N—H的键能为390.8kJ·mol^-1 ，则N≡N的键能约为kJ·mol^-1。

合成氨反应不加催化剂很难发生，催化剂铁触媒加入后参与了反应降低了活化能。其能量原理如图所示，则加了催化剂后整个反应的速率由决定(填“第一步反应”或者“第二步反应”)，未使用催化剂时逆反应活化能正反应活化能(填“大于”“小于”或者“等于”)。

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一定温度下恒容容器中，以不同的H₂和N₂物质的量之比加入，平衡时NH₃体积分数如图所示，则H₂转化率a点b点(填“大于”“小于”或者“等于”)。若起始压强为20MPa，则b点时体系的总压强约为MPa(保留两位有效数字)。

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常温下，向20mL的0.1mol·L^-1的盐酸中通入一定量氨气反应后溶液呈中性(假设溶液体积变化忽略不计)则所得溶液中c( $\text{[math]}$ )=。

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4．下列民俗、诗句、谚语等包含吸热反应的是（）

A: 民间焰火之最——确山打铁花

B: 千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲

C: 只要功夫深，铁杵磨成针

D: 冰，水为之，而寒于水

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5． 2008年北京奥运会“祥云”奥运火炬所用环保型燃料为丙烷(C₃H₈)，悉尼奥运会所用火炬燃料为65%丁烷(C₄H₁₀)和35%丙烷，已知：

①CO：2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g) △H=-566.0kJ/mol

②丙烷：C₃H₈(g)+5O₂(g)=3CO₂(g)+4H₂O(l) △H=-2221.5kJ/mol

③正丁烷：C₄H₁₀(l)+6.5O₂(g)=4CO₂(g)+5H₂O(l) △H=-2855.4kJ/mol

④异丁烷：C₄H₁₀(g)+6.5O₂(g)=4CO₂(g)+5H₂O(l) △H=-2869.6kJ/mol

下列说法正确的是（）

A: 常温常压下，正丁烷的燃烧热为-2855.4kJ/mol

B: 相同质量的丙烷和正丁烷分别完全燃烧，前者需要的氧气多，产生的热量也多

C: 常温下，CO的燃烧热为566.0kJ/mol

D: 人类利用的能源都是通过化学反应获得的

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6．研究氮及其化合物的性质及转化，对研究自然界中氮的循环有着重大的意义。

科学家研究利用铁触媒合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示。

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由图可知合成氨反应N₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g)的△H=kJ·mol^-1。该历程中速率最慢的一步的化学方程式为。

NH₃(g)的催化氧化是工业制备硝酸的重要反应。已知氨催化氧化时会发生如下两个竞争反应I、II。

4NH₃(g)+5O₂(g) $\text{[math]}$ 4NO(g)+6H₂O(g) I

4NH₃(g)+3O₂(g) $\text{[math]}$ 2N₂(g)+6H₂O(g)△H＜0 II

为分析某催化剂对该反应的选择性，在1L密闭容器中充入1molNH₃和2molO₂ ，测得有关物质的物质的量与温度的关系如图所示。

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①该催化剂在低温时选择反应 (填“I”或“II”)。

②520℃时，4NH₃(g)+3O₂(g) $\text{[math]}$ 2N₂(g)+6H₂O(g)的平衡常数K=(不要求得出计算结果，只需列出数字计算式)。

③C点比B点所产生的NO的物质的量少的主要原因是。

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7．能源与可持续发展密切相关，下列说法正确的是( )

A: 直接开采的化石燃料完全燃烧不会造成大气污染

B: 从海洋中开采的“可燃冰”释放出的气体与天然气成分相同

C: 二氧化碳、水通过人工光合作用生成有机物同时放出能量

D:

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8． CH₄、H₂、C都是优质的能源物质,它们燃烧的热化学方程式为:

①CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l) ΔH= -890.3 kJ·mol^-1

②2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol^-1

③C(s)+O₂(g)=CO₂(g) ΔH=-393.5 kJ·mol^-1

在深海中存在一种甲烷细菌,它们依靠酶使甲烷与O₂作用而产生的能量存活,甲烷细菌使1 mol甲烷生成CO₂气体与液态水,放出的能量(填“>”、“<”或“="”)890.3" kJ。

甲烷与CO₂可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气):CH₄+CO₂= 2CO+2H₂,1 g CH₄完全反应可释放15.46 kJ的热量,则:

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①上图(所有物质均为气态)能表示该反应过程中能量变化的是(填字母)。

②若将物质的量均为1 mol的CH₄与CO₂充入某恒容密闭容器中,体系放出的热量随时间的变化如图所示,则CH₄的转化率为。

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C(s)与H₂(g)不反应,所以C(s)+2H₂(g)=CH₄(g)的反应热无法直接测量,但通过上述反应可求出C(s)+2H₂(g)=CH₄(g)的反应热ΔH=。

目前对于上述三种物质的研究是燃料研究的重点,下列关于上述三种物质的研究方向中可行的是_____________(填字母)。

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9．下列化学方程式中，正确的是（）

A: 甲烷的燃烧热△H=-890.3kJ/mol，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(g)△H=-890.3kJ/mol

B:

C: 在101kPa时，2gH₂完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l)△H=-571.6kJ/mol

D: HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3kJ/mol，则H₂SO₄和Ba(OH)₂发生中和反应生成2molH₂O的反应热△H=-114.6kJ/mol

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10．乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：图片_x0020_1114010904

(g) $\text{[math]}$ 图片_x0020_1696973823

(g)+H₂(g)

已知：

化学键	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
键能 $\text{[math]}$	412	348	612	436

计算上述反应的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ．

维持体系总压强p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应．已知乙苯的平衡转化率为 $\text{[math]}$ ，则在该温度下反应的平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 用 $\text{[math]}$ 等符号表示 $\text{[math]}$ ．

工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气 ( 原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1： 9) ，控制反应温度 $\text{[math]}$ ，并保持体系总压为常压的条件下进行反应．

图1是指：在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性 ( 指除了 H₂ 以外的产物中苯乙烯的物质的量分数 ) 示意图．请回答：

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①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实．

②控制反应温度为 $\text{[math]}$ 的理由是

乙苯催化脱氢制苯乙烯，另一产物氢气可用于工业制 $\text{[math]}$ 而 $\text{[math]}$ 将HCl转化为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 新型 $\text{[math]}$ 催化剂对上述HCl转化为 $\text{[math]}$ 的反应具有更好的催化活性，图2是实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的 $\text{[math]}$ 曲线．

① $\text{[math]}$ 、B两点的平衡常数 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 中较大的是．

②在上述实验中若压缩体积使压强增大，相应 $\text{[math]}$ 曲线在图2曲线的 $\text{[math]}$ 填“上方”“重叠”或者“下方” $\text{[math]}$ ．

③下列措施中有利于提高 $\text{[math]}$ 的有．

A 增大 $\text{[math]}$ B 增大 $\text{[math]}$ C 使用更好的催化剂 D 移去 $\text{[math]}$

难度：困难题型:常考题来源：安徽省黄山市屯溪第一中学2020-2021学年高二上学期化学期中考试试卷

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