當(dāng)前位置： 2022年寧夏石嘴山三中高考化學(xué)四模試卷> 試題詳情

研究減少CO₂排放是一項(xiàng)重要課題。CO₂經(jīng)催化加氫可以生成多種低碳有機(jī)物，如反應(yīng)類(lèi)型①：
Ⅰ.CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₁=-49.5kJ?mol^-1
Ⅱ.CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H₂=+40.9kJ?mol^-1
Ⅲ.CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₃
回答下列問(wèn)題：
（1）反應(yīng)Ⅲ的△H₃為
-90.4kJ?mol^-1
-90.4kJ?mol^-1
。
（2）在絕熱恒容的密閉容器中，將CO₂和H₂按物質(zhì)的量之比1：3投料發(fā)生反應(yīng)Ⅰ，下列不能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡的是
BC
BC
（填序號(hào)）。
A.體系的溫度保持不變
B.CO₂和H₂的轉(zhuǎn)化率相等
C.單位時(shí)間內(nèi)體系中減少3mol H₂的同時(shí)有1mol H₂O增加
D.合成CH₃OH的反應(yīng)限度達(dá)到最大
（3）如圖1為一定比例的CO₂+H₂、CO+H₂、CO/CO₂+H₂條件下甲醇生成速率與溫度的關(guān)系。490K時(shí)，根據(jù)曲線a、c可判斷合成甲醇的反應(yīng)機(jī)理是
A
A
。（填“A”或“B”）

A.CO
H
2
O
H
2
CO₂
3
H
2
CH₃OH+H₂O
B.CO₂
H
2
O
H
2
CO
2
H
2
CH₃OH
反應(yīng)類(lèi)型②：
Ⅰ.2CO₂（g）+2H₂O（l）?CH₂=CH₂（g）+3O₂（g）
Ⅱ.CH₂=CH₂（g）+H₂O（l）=C₂H₅OH（l）
Ⅲ.2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₂=CH₂（g）+4H₂O（g）
（4）CO₂和水反應(yīng)乙烯的反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，若減小壓強(qiáng)，則CO₂的轉(zhuǎn)化率
增大
增大
（填“增大”“減小”或“不變”）。
（5）反應(yīng)Ⅲ，在某鐵系催化劑催化下，溫度、氫碳比[
n
（
H
2
）
n
（
C
O
2
）
=x]對(duì)CO₂平衡轉(zhuǎn)化率的影響以及溫度對(duì)催化效率影響如圖2所示。
①下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
AD
AD
。（填字母）
A.反應(yīng)Ⅲ是一個(gè)放熱反應(yīng)
B.增大氫碳比，可以提高H₂的平衡轉(zhuǎn)化率
C.溫度低于300℃時(shí)，隨溫度升高乙烯的平衡產(chǎn)率增大
D.平衡常數(shù)：K（N）＜K（M）
②在總壓為2.1MPa的恒壓條件下，M點(diǎn)時(shí)，CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為
2
3
，則該條件下用平衡體系中各氣體分壓表示的平衡常數(shù)（K_p）的計(jì)算式（只需列式）為K_p=
（
1
9
）
×
（
4
9
）
4
2
.
1
3
×
（
1
9
）
2
×
（
1
3
）
6
MPa^-3
（
1
9
）
×
（
4
9
）
4
2
.
1
3
×
（
1
9
）
2
×
（
1
3
）
6
MPa^-3
。（各氣體分壓=平衡體系中各氣體的體積分?jǐn)?shù)×總壓）
（6）二氧化碳催化加氫合成乙烯反應(yīng)往往伴隨副反應(yīng)，生成C₃H₆、C₃H₈、C₄H₈等低碳烴。一定溫度和壓強(qiáng)條件下，為了提高反應(yīng)速率和乙烯的選擇性，應(yīng)當(dāng)
選擇合適的催化劑
選擇合適的催化劑
。

【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算；化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷；化學(xué)平衡的影響因素；用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算．

【答案】-90.4kJ?mol^-1；BC；A；增大；AD；

（

）

（

）

（

）

（

）

MPa^-3；選擇合適的催化劑

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書(shū)面同意，不得復(fù)制發(fā)布。

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：38引用：5難度：0.5

相似題

1．甲醇CH₃OH是一種重要的化工原料，在生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。
（1）已知
甲醉脫水反應(yīng)Ⅰ2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₁=-23.9kJ?mol^-1
甲醇制烯烴反應(yīng)Ⅱ2CH₃OH（g）═C₂H₄（g）+2H₂O（g）△H₂=-29.1kJ?mol^-1
乙醇異構(gòu)化反應(yīng)ⅢC₂H₅OH（g）═CH₃OCH₃（g）△H₃=+50.7kJ?mol^-1
①屬于吸熱反應(yīng)的是

（填羅馬數(shù)字）。
②反應(yīng)Ⅰ中，反應(yīng)物具有的總能量

（填“大于”“等于”或“小于”）生成物具有的總能量。
③反應(yīng)Ⅱ的△S

0（填“＞”或“=”或者“＜”），該反應(yīng)

在任意溫度下自發(fā)（填“能或“不能”）。
④則乙烯氣相直接水合反應(yīng)
C₂H₄（g）+H₂O（g）═C₂H₅OH（g）的△H=

kJ?mol^-1。
（2）合成CH₃OH的一種反應(yīng)為：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）。一定條件下，將1molCO和2molH₂在1L容器中發(fā)生上述反應(yīng)。經(jīng)過(guò)2 min反應(yīng)生成了amolCH₃OH（反應(yīng)前后體積不變）
①此時(shí)CO的濃度為

mol/L。
②2min內(nèi)用H₂表示該反應(yīng)的速率為v（H₂）=

mol（L?min）。
③升高溫度，反應(yīng)的平衡常數(shù)K減小，則該反應(yīng)為

（填“吸熱反應(yīng)”或“放熱反應(yīng)”）。
一定能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是

。
A.CO、C₂H₅OH的濃度相等
B.2v（CO）=v（H₂）
C.混合氣體的密度保持不變
D.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變
發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：7引用：1難度：0.5
解析
2．（1）已知：
甲醇脫水反應(yīng)   2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₁=-23.9kJ?mol^-1
甲醇制烯烴反應(yīng)  2CH₃OH（g）═C₂H₄ （g）+2H₂O（g）△H₂=-29.1kJ?mol^-1
乙醇異構(gòu)化反應(yīng)  C₂H₅OH （g）═CH₃OCH₃（g）△H₃=+50.7kJ?mol^-1
則乙烯氣相直接水合反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：

。
（2）如圖為乙烯氣相直接水合法制備乙醇中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系（其中n（H₂O）：n（C₂H₄）=1：1）。

若p₂=8.0MPa,列式計(jì)算A點(diǎn)的平衡常數(shù)K_p=

（用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算；分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)；結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位）；
（3）以乙烯為燃料，氧氣為氧化劑，KOH溶液為電解質(zhì)溶液，可制成燃料電池（電極材料為惰性電極）。
①若KOH溶液足量，則負(fù)極的電極反應(yīng)式

。
②若電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量為0.75mol,當(dāng)有0.25mol乙烯參與反應(yīng)時(shí)（假設(shè)電解質(zhì)溶液體積變化忽略不計(jì)），則反應(yīng)后電解質(zhì)溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是

。
發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：21引用：1難度：0.6
解析
3．（1）煤氣化制合成氣（CO 和 H₂）
已知：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₁=131.3 kJ?mol^-1
C（s）+2H₂ O（g）═CO₂（g）+2H₂（g）△H₂=90 kJ?mol^-1
則一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是

（1）由合成氣制甲醇
合成氣 CO 和H₂ 在一定條件下能發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H＜0。

①在容積均為 V L 的甲、乙、丙、丁四個(gè)密閉容器中分別充入 a mol CO 和 2a mol H₂，四個(gè)容器的反應(yīng)溫度分別為 T₁、T₂、T₃、T₄ 且恒定不變。在其他條件相同的情況下，實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)進(jìn)行到 t min 時(shí)H₂ 的體積分?jǐn)?shù)如圖1所示，則T₃ 溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)為

（用 a、V 表示）
②如圖2反映的是在T₃ 溫度下，反應(yīng)進(jìn)行 t min 后甲醇的體積分?jǐn)?shù)與反應(yīng)物初始投料比
c
（
CO
）
c
（
H
2
）
的關(guān)系，請(qǐng)畫(huà)出T₄ 溫度下的變化趨勢(shì)曲線。
③在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，為測(cè)定恒溫恒壓條件下反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，可作
為判斷依據(jù)的是

A．管道內(nèi)氣體密度保持不變B．CO 的體積分?jǐn)?shù)保持不變
C．氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變D．c（H₂）=2c（CH₃OH）
（3）由甲醇制烯烴
主反應(yīng)：2CH₃OH?C₂H₄+2H₂Oi；3CH₃OH?C₃H₆+3H₂Oii
副反應(yīng)：2CH₃OH?CH₃OCH₃+H₂Oiii
某實(shí)驗(yàn)室控制反應(yīng)溫度為 400℃，在相同的反應(yīng)體系中分別填裝等量的兩種催化劑（Cat.1 和 Cat.2），以恒定的流速通入 CH₃OH，在相同的壓強(qiáng)下進(jìn)行甲醇制烯烴的對(duì)比研究，得到如圖3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（選擇性：轉(zhuǎn)化的甲醇中生成乙烯和丙烯的百分比）

由圖象可知，使用 Cat.2 反應(yīng) 2 h 后甲醇的轉(zhuǎn)化率與乙烯和丙烯的選擇性均明顯下降，可能的原因是（結(jié)合碰撞理論解釋?zhuān)?

發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：43引用：2難度：0.3
解析

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