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．中科院大连化学物理研究所的一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯。甲烷在催化作用下脱氢，在不同温度下分别形成•CH₃、

等自由基，在气相中经自由基：CH₂偶联反应生成乙烯（该反应过程可逆）。

物质	燃烧热（kJ•mol^-1）
氢气	285.8
甲烷	890.3
乙烯	1411.0

已知相关物质的燃烧热如表所示，写出甲烷制备乙烯的热化学方程式。

现代石油化工采用Ag作催化剂，可实现乙烯与氧气制备X（分子式为C₂H₄O，不含双键）。该反应符合最理想的原子经济，则反应产物是（填结构简式）。

在一定条件下，向2L的恒容密闭反应器中充入1molCH₄ ，发生上述（1）反应，10分钟后达到平衡，测得平衡混合气体中C₂H₄的体积分数为20.0%．则：

①用CH₄表示该反应的平均速率为。

②在该温度下，其平衡常数K=。

③下列说法正确的是。

a．升高温度有利于提高C₂H₄的产率

b．向平衡体系中充入少量He，CH₄的转化率降低

c．当混合气体的密度不再变化时，说明该反应达到平衡状态

d．向上述平衡体系中再充入1molCH₄ ，达到平衡后H₂的体积分数减小

e．若实验测得：v（正）=k（正）c²（CH₄），v（逆）=k（逆）c²（H₂）•c（C₂H₄）。其中k（正）、k（逆）为受温度影响的速率常数，该反应的平衡常数K= $\text{[math]}$

以铅蓄电池为电源，将CO₂转化为乙烯的装置如图所示，电解所用电极材料均为惰性电极。电解过程中，阳极区溶液中c（H⁺）逐渐（填“增大”、“减小”或“不变”），阴极反应式。

难度：中等题型:模拟题来源：辽宁省大连市2020年高考化学模拟试卷

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2．汽车尾气污染是由汽车排放的废气造成的环境污染。主要污染物为一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物等，对人类和动、植物危害甚大。解决汽车尾气问题的主要方法是研究高效催化剂促使尾气中的一氧化碳和氮氧化物反应，转化成无污染的氮气和二氧化碳。

回答下列问题：

在Co⁺的催化作用下，CO(g)还原N₂O(g)的反应历程和能量变化如图所示(逸出后物质认为状态下发生变化，在图中略去)。已知总反应的化学方程式为：CO(g)+N₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+N₂(g)。

该反应分两步进行：

第一步：Co⁺(s)+N₂O(g) $\text{[math]}$ CoO⁺(s)+N₂(g) △H₁=+15.9kJ•mol^-1；

笫二步：；△H₂=；

①填写第二步反应的热化学方程式，并根据反应历程图计算△H₂的数值。

②该反应的最高能垒(活化能)为。

500℃条件下，在容积均为2L的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，发生上述反应，测得相关数据如下表：

容器	反应物投入的量	平衡时 n(N₂/mol)	达到平衡所需时间/min	平衡时能量变化/kJ
甲	1molCO和1molN₂O	n₁	t₁	放热Q₁
乙	2molCO和2molN₂O	n₂	t₂	放热Q₂
丙	2molCO₂和2molN₂	n₃	t₃	吸热Q₃

①Q₁+ $\text{[math]}$ 358.6(填“>”“=”或“<”下同，t₁t₂；

②500℃条件下，乙和丙两容器，气体混合物中N₂O的物质的量分数x(N₂O)与反应时间t的关系如下表：

	t/s	0	20	40	60	80	120
乙	x(N₂O)	0.5	0.32	0.20	0.12	0.088	0.07
丙	x(N₂O)	0	0.030	0.048	0.059	0.065	0.07

根据上述实验结果，计算出乙容器中0~20s时间内的化学反应速率v(CO)=；该反应的平衡常数K数值为：；(保留3位有效数字)

③请推测并在图中画出甲容器中x(N₂O)随时间变化的关系图象，标出恰好达到平衡时刻点的位置。

若将CO(g)还原N₂O(g)的反应设计成如图的原电池装置，则该电池正极的电极反应式为。

难度：困难题型:模拟题来源：河北省张家口市2020年高考化学5月模拟试卷

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3．多种短周期非金属元素的气态氧化物常会造成一些环境污染问题，化学工作者设计出将工业废气中污染物再利用的方案，以消除这些不利影响。

以NH₃、CO₂为原料生产重要的高效氮肥——尿素[CO(NH₂)₂]，两步反应的能量变化示意图如下：

写出以氨气和二氧化碳气体为原料合成尿素的热化学方程式，已知两步反应中第二步反应是生产尿素的决速步骤，可判断E_a1E_a3(填“＞”、“＜”或“＝”)。

向体积为2 L的恒温恒容容器中通入2 mol CO和2 mol SO₂ ，发生反应2CO(g)＋SO₂(g) $\text{[math]}$ 2CO₂(g)＋S(s)。若反应进行到10 min时达平衡，测得CO₂的体积分数为0.5，则前16 min的平均反应速率v(CO)＝，该温度下反应化学平衡常数K＝。

利用“亚硫酸盐法”吸收工业废气中的SO₂。

①室温条件下，将工业废气通入(NH₄)₂SO₃溶液中，测得溶液pH与含硫组分物质的量分数的变化关系如图所示，b点溶液中n( $\text{[math]}$ )∶n( $\text{[math]}$ )＝。

②已知室温条件下，K_a1(H₂SO₃) =1.5×10^-2；K_a2(H₂SO₃) =1.0×10^-7；K_b(NH₃•H₂O) =1.8×10^-5。室温下，0.1mol•L^-1的(NH₄)₂SO₃溶液中离子浓度(不考虑OH^-)由大到小顺序为。

利用电解烧碱和食盐的混合液，使工业废气脱氮，原理如图。

①NO被阳极产生的氧化性物质氧化为 $\text{[math]}$ 反应的离子方程式：。

②为使该电解装置能较长时间正常工作，保持两极电解质溶液导电能力相对稳定，该装置中应使用离子交换膜(填“阴”或“阳”)。

难度：困难题型:模拟题来源：河北省唐山市2020年高考化学二模试卷

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4．近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。请回答：

如图表示在CuO存在下HCl催化氧化的反应过程，则总反应的化学方程为。

研究HCl催化氧化反应中温度、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 等因素对HCl转化率的影响，得到如下实验结果：

①利用Na₂S₂O₃溶液和KI溶液测定反应生成Cl₂的物质的量，若消耗V₁mLc₁mol·L^-1的Na₂S₂O₃溶液，则生成Cl₂mol(已知2S₂O $\text{[math]}$ +I₂=S₄O $\text{[math]}$ +2I^-)。

② $\text{[math]}$ 表示催化剂的质量与HCl(g)流速之比，是衡量反应气体与催化剂接触情况的物理量。当 $\text{[math]}$ =4、 $\text{[math]}$ =50g·min·mol^-1时，每分钟流经1g催化剂的气体体积为L(折算为标准状况下)。

③在420℃、 $\text{[math]}$ =3、 $\text{[math]}$ =200g·min·mol^-1条件下，α(HCl)为33.3%，则O₂的反应速率为mol·g^-1·min^-1。

④比较在下列两种反应条件下O₂的反应速率：v_Ⅰv_Ⅱ(填“＞”“=”或“＜”)。

Ⅰ.410℃、 $\text{[math]}$ =3、 $\text{[math]}$ =350g·min·mol^-1；

Ⅱ.390℃、 $\text{[math]}$ =4、 $\text{[math]}$ =350g·min·mol^-1。

在101.325kPa时，以含N₂的HCl和O₂的混合气体测定不同温度下HCl催化氧化反应中HCl的平衡转化率，得到如图结果

①360℃时反应的平衡常数K₃₆₀与400℃时反应的平衡常数K₄₀₀之间的关系是K₃₆₀K₄₀₀。(填“＞”“=”或“＜”)。

②一定温度下随着 $\text{[math]}$ 的增大，HCl的平衡转化率(填“增大”“减小”或“不变”)，原因为。

难度：中等题型:模拟题来源：河北省石家庄市2020年高考化学二模试卷

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5．为了解决能源的可再生及将CO₂变废为宝等问题，科学家借鉴自然界的光合作用原理，通过“人工” 光合作用合成了甲醇等液态燃料，因此甲醇又被称为液态太阳燃料。液态太阳燃料的合成及应用如下图所示。请回答：

联系自然界的光合作用原理，并结合上述图示，写出“人工”光合作用的化学方程式；；在图示转化过程中，太阳能除了储存在甲醇中，还储存在中(填化学式)。

图中热催化过程的反应原理为CO₂(g) + 3H₂(g) = CH₃OH(g) + H₂O(g)△H。

已知：2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O (g)△H₁= -483.6 kJ•mo1^-¹；

2CH₃OH(g)+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g)△H₂=-1352.86 kJ•mol^-¹

△H =。

实验室对热催化反应进行模拟探究：一定温度下，向容积均为2 L 的恒容密闭容器中分别通入1.0 mol CO₂(g)和3.0 mol H₂(g)，在不同催化剂X、Y 的催化下发生反应。测得5 min时，CO₂转化率与温度的变化关系如图所示。

①该反应适宜选用的催化剂为(填“X'”或 “Y”)。

②T₁K时，a点对应容器在0～5 min内的平均反应速率v(H₂)=；b、c点对应状态下反应物的有效碰撞几率bc(填“＞”“＜”或“=”)，原因为。

③T₂K时，若反应前容器内的压强为p，则该温度下反应的平衡常数K_P=。 (K_P为用分压表示的平衡常数)。

我国化学家结合实验和计算机模拟结果，研究得出热催化反应的一种可能历程如图所示，其中自由基用“•”标出，过渡态用TS表示。

四个过渡态中对反应速率影响最大的是，理由为；该步骤的化学方程式为。

难度：中等题型:模拟题来源：河北省石家庄市2020年高考化学一模试卷

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6． CO和H₂是工业上最常用的合成气，该合成气的制备方法很多，它们也能合成许多重要的有机物。回答下列问题：

制备该合成气的一种方法是以CH₄和H₂O为原料，有关反应的能量变化如图所示。

CH₄ (g)与H₂O(g)反应生成CO(g)和H₂ (g)的热化学方程式为。

工业乙醇也可用CO和H₂合成，常含一定量甲醇，各国严禁使用成本低廉的工业酒精勾兑食用酒，但一般定性的方法很难检测出食用酒中的甲醇。有人就用硫酸酸化的橙色K₂Cr₂O₇溶液定量测定混合物中甲醇的含量，甲醇与酸性K₂Cr₂O₇溶液反应生成CO₂、Cr₂(SO₄)₃等物质，写出其化学方程式。

为了检验由CO和H₂合成气合成的某有机物M的组成，进行了如下测定：将1.84gM在氧气中充分燃烧，将生成的气体混合物通过足量的碱石灰，碱石灰增重4. 08 g，又知生成CO₂和H₂O的物质的量之比为3:4。则M中碳、氢、氧原子个数之比为。

CO₂和H₂合成甲醇涉及以下反应：CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g) ∆H=-49.58kJ/mol。在反应过程中可以在恒压的密闭容器中，充入一定量的CO₂和H₂ ，测得不同温度下，体系中CO₂的平衡转化率与压强的关系曲线如图所示：

①反应过程中，表明反应达到平衡状态的标志是;

A．生成3mol O-H键，同时断裂3mol H-H键 B．容器中气体的压强不再变化

C．容器中气体的平均摩尔质量不变 D．CH₃OH的浓度不再改变

②比较T₁与T₂的大小关系：T₁ T₂ (填“<”、“=”或“>”)。

③在T₁和P₂的条件下，向密闭容器中充入1mol CO₂和3mol H₂ ，该反应在第5 min时达到平衡，此时容器的容积为2.4 L，则该反应在此温度下的平衡常数为，保持T₁和此时容器的容积不变，再充入1mol CO₂和3mol H₂ ，设达到平衡时CO₂的总转化率为a，写出一个能够解出a的方程或式子 (不必化简，可以不带单位)。