當(dāng)前位置： 2023年湖南省株洲市醴陵一中高考化學(xué)模擬試卷（六）> 試題詳情

我國(guó)政府承諾二氧化碳排放在2030年前達(dá)到峰值，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，彰顯作為大國(guó)的擔(dān)當(dāng)和責(zé)任。CH₄-CO₂催化重整對(duì)溫室氣體的減排具有重要意義，其反應(yīng)為CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g）ΔH?；卮鹣铝袉?wèn)題：
（1）已知：①CH₄（g）+2O₂（g）?CO₂（g）+2H₂O（g）ΔH₁=-890.3kJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）?2CO₂（g）ΔH₂=-566kJ?mol^-1
③2H₂（g）+O₂（g）?2H₂O（g）ΔH₃=-483.6kJ?mol^-1
則CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g）ΔH=
+159.3
+159.3
kJ?mol^-1。
（2）恒容密閉容器中可逆反應(yīng)CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g）達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是
D
D
（填序號(hào)）。
A．單位時(shí)間內(nèi)生成1molCH₄的同時(shí)消耗2molCO
B．混合氣體的密度不再改變
C．反應(yīng)速率v（CH₄）：v（CO₂）：v（CO）：v（H₂）=1：1：2：2
D．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變
（3）容器容積為1L，控制CH₄和CO₂初始投料量分別為2mol和3mol,發(fā)生反應(yīng)：CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g），甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖甲所示。

則X代表
溫度
溫度
（填“溫度”或“壓強(qiáng)”）；L₁
小于
小于
L₂（填“大于”或“小于”），并請(qǐng)說(shuō)出理由：
該反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，溫度相同時(shí)，壓強(qiáng)越大，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率越小
該反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，溫度相同時(shí)，壓強(qiáng)越大，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率越小
；b點(diǎn)反應(yīng)的平衡常數(shù)為
8
8
。
（4）500℃下，將CH₄和CO₂的混合氣體（投料比為1：1）按一定流速通過(guò)盛有炭催化劑的反應(yīng)器，測(cè)得CH₄的轉(zhuǎn)化率受炭催化劑顆粒大小的影響如圖乙所示（注：目數(shù)越大，表示炭催化劑顆粒越?。?。

由圖乙可知，75min后CH₄轉(zhuǎn)化率與炭催化劑目數(shù)的關(guān)系為
目數(shù)越大，甲烷轉(zhuǎn)化率越大
目數(shù)越大，甲烷轉(zhuǎn)化率越大
，原因是
催化劑目數(shù)越大，催化劑的顆粒越小，原料氣與催化劑的接觸越充分
催化劑目數(shù)越大，催化劑的顆粒越小，原料氣與催化劑的接觸越充分
。
（5）①溫度為T(mén)₁℃時(shí)，CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g）K=100。
實(shí)驗(yàn)測(cè)得：v_正=k_正c（CH₄）?c（CO₂），v_逆=k_逆c²（CO）?c²（H₂），k_正、k_逆為速率常數(shù)。T₁℃時(shí)，k_正=
100k_逆
100k_逆
（以k_逆表示）。
②當(dāng)溫度改變?yōu)門(mén)₂℃時(shí)，k_正=105k_逆，則T₂℃時(shí)平衡壓強(qiáng)
＞
＞
T₁℃時(shí)平衡壓強(qiáng)（填“＞”“＜”或“=”），理由是
該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度越大，平衡常數(shù)越大，K（T₂）＞K（T₁），則T₂＞T₁，溫度升高，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，氣體分子數(shù)增多，壓強(qiáng)增大
該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度越大，平衡常數(shù)越大，K（T₂）＞K（T₁），則T₂＞T₁，溫度升高，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，氣體分子數(shù)增多，壓強(qiáng)增大
。

【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算；化學(xué)平衡的影響因素．

【答案】+159.3；D；溫度；小于；該反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，溫度相同時(shí)，壓強(qiáng)越大，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率越?。?；目數(shù)越大，甲烷轉(zhuǎn)化率越大；催化劑目數(shù)越大，催化劑的顆粒越小，原料氣與催化劑的接觸越充分；100k_逆；＞；該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度越大，平衡常數(shù)越大，K（T₂）＞K（T₁），則T₂＞T₁，溫度升高，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，氣體分子數(shù)增多，壓強(qiáng)增大

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：15引用：2難度：0.5

相似題

1．氫能是極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗詺淙剂蠟榇淼木G色燃料有良好的應(yīng)用前景?；卮鹣铝袉?wèn)題：
?
（1）在載人航天器中，可以利用CO₂與H₂反應(yīng)生成H₂O，通過(guò)電解水，從而實(shí)現(xiàn)O₂的再生。
①CO₂（g）+4H₂（g）═CH₄（g）+2H₂O（l） ΔH₁=-252.9kJ?mol^-1
②2H₂O（l）═2H₂（g）+O₂（g） ΔH₂=+534kJ?mol^-1
甲烷與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為

。
（2）工業(yè)上常用甲烷水蒸氣重整制備氫氣，體系中發(fā)生如下反應(yīng)。
Ⅰ.CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）
Ⅱ.CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g） ΔH=-41.2kJ?mol^-1
①下列操作中，能提高反應(yīng)Ⅰ中CH₄（g）平衡轉(zhuǎn)化率的是

（填標(biāo)號(hào)）。
A.增加CH₄（g）用量
B.恒溫恒壓下通入惰性氣體
C.移除CO（g）
D.加入催化劑
②在恒溫恒壓下，按水碳比[
n
（
H
2
O
）
n
（
CO
）
]=
12
5
投料，總壓強(qiáng)為1.70MPa,達(dá)到平衡時(shí)CO₂、H₂和CH₄的分壓（某成分分壓=總壓×該成分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）如表：

p（CO₂）/MPa 0.30 p（H₂）/MPa 0.30 p（CH₄）/MPa 0

則反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)K_c=

。
（3）水煤氣反應(yīng)Ⅱ需在多個(gè)催化劑反應(yīng)層間進(jìn)行降溫操作以“去除”反應(yīng)過(guò)程中的余熱（如圖1所示），保證反應(yīng)在最適宜溫度附近進(jìn)行。
①在催化劑活性溫度范圍內(nèi)，圖2中b～c段對(duì)應(yīng)降溫操作的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)該過(guò)程的操作方法是

。
A.噴入冷水（蒸氣）
B.通過(guò)熱交換器換熱
C.按原水碳比通入冷的原料氣
②若采用噴入冷水（蒸氣）的方式降溫，在圖3中作出CO平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線(xiàn)

。
發(fā)布：2024/10/27 17:0:2組卷：19引用：1難度：0.5
解析
2．SO₂和NO₂是形成酸雨的主要成分，也是大氣的污染物，不能隨意排放到空氣中。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）已知，常溫下BaSO₃的K_sp為5.48×10^-7，飽和亞硫酸溶液中c（
SO
2
-
3
）=6.3×10^-8mol?L^-1．有同學(xué)認(rèn)為直接用0.1mol?L^-1BaCl₂溶液來(lái)吸收SO₂即可產(chǎn)生沉淀，請(qǐng)用以上數(shù)據(jù)分析這樣做是否可行

（填“可行”或“不可行”）
（2）已知：
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H₁=-196.6kJ?mol^-1；
2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）△H₂=-113.0kJ?mol^-1。
則反應(yīng)NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）的△H=

kJ?mol^-1
（3）在一定條件下，NO₂和SO₂在一體積為2L的密閉容器中反應(yīng)，開(kāi)始充入2molNO₂和3molSO₂，2min后達(dá)到平衡，此時(shí)生成SO₃的質(zhì)量為96g,則此時(shí)SO₂的轉(zhuǎn)化率為

，該溫度下的平衡常數(shù)K=

。
（4）能說(shuō)明反應(yīng)NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）達(dá)到平衡的是

。
A．混合氣體的總質(zhì)量不再變化
B．混合氣體的密度不再變化
C．混合氣體的顏色不再變化
D．各物質(zhì)的濃度不再變化
（5）采用電化學(xué)方法運(yùn)用火力發(fā)電排放出的SO₂制取硫酸已成現(xiàn)實(shí)。
①原電池法：某化學(xué)小組利用原電池原理，用SO₂和O₂來(lái)制備硫酸，裝置如圖1，電極為多孔材料，能吸附氣體，同時(shí)也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。溶液中H⁺的移動(dòng)方向由

（用A、B表示），B電極的電極反應(yīng)式為

。
②電解法：該小組用Na₂SO₃溶液充分吸收SO₂得到NaHSO₃溶液，然后電解NaHSO₃溶液制得了硫酸，原理如圖2所示。寫(xiě)出開(kāi)始電解時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式

。
發(fā)布：2024/10/27 17:0:2組卷：4引用：1難度：0.5
解析
3．低碳經(jīng)濟(jì)是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)模式，低碳經(jīng)濟(jì)的概念在中國(guó)正迅速?gòu)母叨烁拍钛葑兂扇鐣?huì)的行為，在新能源汽車(chē)、工業(yè)節(jié)能等多個(gè)領(lǐng)域都大有作為。請(qǐng)運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理的相關(guān)知識(shí)研究碳及其化合物的性質(zhì)
（1）實(shí)驗(yàn)室里常用NaOH溶液吸收CO₂，若用100mL 3mol?L^-1的NaOH溶液吸收4.48L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）CO₂，完全吸收反應(yīng)后，所得溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?!--BA-->

（2）工業(yè)上可利用CO或CO₂來(lái)制備清潔液體燃料甲醇。已知：800℃時(shí)，化學(xué)反應(yīng)①、反應(yīng)②對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)分別為2.5、1.0
反應(yīng)①：2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）△H=-90.8kJ?mol^-1
反應(yīng)②：H₂（g）+CO₂（g）?H₂O（g）+CO（g）△H=+41.2kJ?mol^-1
寫(xiě)出用CO₂與H₂反應(yīng)制備甲醇的熱化學(xué)方程式

，800℃時(shí)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K的數(shù)值為

（3）利用光能和光催化劑，可將CO₂和H₂O（g）轉(zhuǎn)化為CH₄和O₂，紫外線(xiàn)照射時(shí)，在不同催化劑（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下，CH₄產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化如圖1所示，在0-15h內(nèi)，對(duì)反應(yīng)催化效果最好的催化劑是

（填序號(hào)）
（4）一定溫度下，在3L容積可變的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)②，已知c（CO）隨反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線(xiàn)a如圖2所示，在t₁時(shí)刻改變一個(gè)條件，曲線(xiàn)a變?yōu)閎,則改變的條件是

，若在t₁時(shí)刻，將容器體積3L快速壓縮至2L，在圖上畫(huà)出變化曲線(xiàn)
（5）鋇及其化合物在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用，在地殼中常以硫酸鹽的形式存在，BaSO₄是難溶性鹽。工業(yè)上提取鋇時(shí)首先用Na₂CO₃溶液將BaSO₄轉(zhuǎn)化成難溶弱酸鹽（BaCO₃）．請(qǐng)寫(xiě)出將BaSO₄轉(zhuǎn)化成BaCO₃的離子方程式

該反應(yīng)的平衡常數(shù)為

（填具體數(shù)字），已知K_sp（BaSO₄）=1.1×10^-10mol²?L^-2，K_sp（BaCO₃）=2.5×10^-9mol²?L^-2
發(fā)布：2024/10/27 17:0:2組卷：9引用：1難度：0.5
解析

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