當前位置： 2021-2022學年湖北省部分重點中學高三（上）第二次聯(lián)考化學試卷> 試題詳情

當今，世界多國相繼規(guī)劃了碳達峰、碳中和的時間節(jié)點。因此，研發(fā)二氧化碳利用技術，降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點。
Ⅰ．二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體二氧化碳。
反應①CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔH₁=-49kJ?mol^-1
反應②CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）ΔH₂=+36kJ?mol^-1
反應③CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g）ΔH₃
（1）ΔH₃=
+85kJ/mol
+85kJ/mol
；反應③在
高溫
高溫
（填“高溫”“低溫”或“任意溫度”）下能自發(fā)進行。
（2）反應①CO₂（g）+3H₂（g）?H₂O（g）+CH₃OH（g）在兩種不同催化劑作用下建立平衡過程中，CO₂的轉化率[α（CO₂）]隨時間（t）的變化曲線如圖1：

活化能大小關系過程Ⅱ
大于
大于
過程Ⅰ（填“大于”“小于”或“等于”）
（3）CO₂和H₂按物質的量1：3投料，總物質的量為amol,在有催化劑的密閉容器中進行反應，測得CO₂平衡轉化率、CH₃OH和CO選擇性（轉化的CO₂中生成CH₃OH或CO的百分比）隨溫度、壓強變化情況分別如圖2、圖3所示：

①下列說法正確的是
AC
AC
（填標號）。
A．升溫，反應②的平衡正向移動
B．加壓，反應①的平衡正向移動，平衡常數(shù)增大
C．及時分離出甲醇和水，循環(huán)使用H₂和CO₂，可提高原料利用率
D．升溫，使反應①的CH₃OH選擇性降低；加壓，對反應②的CO選擇性無影響
②250℃時，在體積為VL的容器中，反應①和②達到化學平衡，CO₂轉化率為25%，CH₃OH和CO選擇性均為50%，則該溫度下反應②的平衡常數(shù)為
0.0167
0.0167
。
③如圖2：240℃以上，隨著溫度升高，CO的平衡轉化率升高，而CH₃OH的選擇性降低，分析其原因。
反應①是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，二氧化碳的平衡轉化率減小，反應②為吸熱反應，升高溫度，平衡向正反應方向移動，二氧化碳平衡轉化率增大，
反應①是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，二氧化碳的平衡轉化率減小，反應②為吸熱反應，升高溫度，平衡向正反應方向移動，二氧化碳平衡轉化率增大，

Ⅱ．我國科學家研究出在S-In催化劑上實現(xiàn)高選擇性、高活性電催化還原CO₂制甲酸。圖4表示不同催化劑及活性位上生成H^的能量變化，圖5表示反應歷程，其中吸附在催化劑表面的物質用標注。下列說法正確的是
BC
BC
（填標號）。

A．CO₂經兩步轉化生成HCOO^-
B．S^2-與K⁺（H₂O）_n微粒間的靜電作用促進了H₂O的活化
C．S-In/S表面更容易生成H^*
D．H^+OH^-→
1
2
H₂+^+OH^-相對能量變化越大，越有利于抑制H^*復合成H₂

【考點】化學平衡的計算；反應熱和焓變；轉化率隨溫度、壓強的變化曲線；化學平衡的影響因素．

【答案】+85kJ/mol；高溫；大于；AC；0.0167；反應①是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，二氧化碳的平衡轉化率減小，反應②為吸熱反應，升高溫度，平衡向正反應方向移動，二氧化碳平衡轉化率增大，；BC

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/9/21 3:0:11組卷：18引用：1難度：0.5

相似題

1．木炭、活性炭、炭黑、焦炭是由石墨的微小晶體和少量雜質構成的，均屬混合物。沒有固定的幾何外形，所以稱為無定形碳，在工業(yè)上有著重要用途?；卮鹣铝袉栴}：

（1）木炭與硫黃、火硝（硝酸鉀）按一定比例混合即為黑火藥。黑火藥爆炸時生成硫化鉀、氮氣和二氧化碳。黑火藥爆炸的化學方程式為

。若有15g木炭參加反應，轉移電子數(shù)為

。
（2）工業(yè)上的炭黑是由烴類裂解而制得的高度分散性的黑色粉末狀物質。
①已知幾個反應的熱化學方程式：
C（s）+O₂ （g）═CO₂（g）△H₁=-393.5kJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂ （g）═2H₂O（1）△H₂=-571.6kJ?mol^-1
CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（1）△H₃=-890.3kJ?mol^-1
則由天然氣生產炭黑的熱化學方程式為

。
②如圖1是溫度對天然氣生產炭黑轉化率的影響，下列有關說法正確的是

。
A．甲烷裂解屬于吸熱反應
B．增大體系壓強，能提高甲烷的轉化率
C．在反應體系中加催化劑，反應速率增大
D．升高溫度，該反應的平衡常數(shù)減小
（3）活性炭可以用來凈化氣體和液體。
①用活性炭還原氮氧化物，可防止空氣污染。向1L密閉容器加入一定量的活性炭和NO，某溫度下發(fā)生反應C（s）+2NO（g）═N₂（g）+CO₂（g），測得不同時間內各物質的物質的量如下表：

物質的量/mol
時間/min NO N₂ CO₂

0 0.200 0 0

10 0.116 0.042 0.042

20 0.080 0.060 0.060

30 0.080 0.060 0.060

此溫度下，該反應的平衡常數(shù)K=

（保留兩位小數(shù)）。10～20min內，NO的平均反應速率為

；若30min后升高溫度，達到新平衡時，容器中c（NO）：c（N₂）：c（CO₂）=2：1：1，則該反應的△H

0（填“＞”、“＜”或“=”）。
②活性炭和鐵屑混合可用于處理水中污染物。在相同條件下，測量總質量相同、鐵的質量分數(shù)不同的鐵炭混合物對水中Cu²⁺和Pb²⁺的去除率，結果如圖2所示。當混合物中鐵的質量分數(shù)為0時，也能去除水中少量的Cu²⁺和Pb²⁺，其原因是

；當混合物中鐵的質量分數(shù)大于50%時，隨著鐵的質量分數(shù)的增加，Cu²⁺和Pb²⁺的去除率不升反降，其主要原因是

。

發(fā)布：2024/10/31 8:0:1組卷：2引用：1難度：0.6

解析

2．環(huán)保是當今社會最重要的課題，故研究NO_x、SO₂等大氣污染物的妥善處理具有重要意義。
（1）含氮化合物在生產、生命活動中有重要的作用?；卮鹣铝袉栴}：
已知4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H₁=-akJ/mol
4NH₃（g）+6NO（g）═5N₂（g）+6H₂O（g）△H₂=-bkJ/mol
H₂O（1）═H₂O（g）△H₃=+ckJ/mol
寫出在298K時，氨氣燃燒生成N₂的熱化學方程式

。
（2）燃煤發(fā)電廠常利用反應2CaCO₃（s）+2SO₂（g）+O₂（g）═2CaSO₄（s）+2CO₂（g）△H=-681.8kJ?mol^-1對煤進行脫硫處理來減少SO₂的排放。對于該反應，在T℃時，借助傳感器測得反應在不同時間點上各物質的濃度如下表：

時間/min
濃度/（mol?L^-1） 0 10 20 30 40 50

O₂ 1.00 0.79 0.60 0.60 0.64 0.64

CO₂ 0 0.42 0.80 0.80 0.88 0.88

①10～20min內，平均反應速率v（CO₂）=

mol?L^-1?min^-1；當降低溫度，該反應的平衡常數(shù)K

。（填“增大”、“減小”或“不變”）
②30min后，只改變某一條件，反應重新達到平衡。根據上表中的數(shù)據判斷，改變的條件可能是

。（填字母）
A．通入一定量的CO₂
B．加入一定量的粉狀碳酸鈣
C．適當縮小容器的體積
D．加入合適的催化劑
（3）NO_x的排放主要來自于汽車尾氣，有人利用反應C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂（g）△H=-34.0kJ?mol^-1，用活性炭對NO進行吸附。已知在密閉容器中加入足量的C和一定量的NO氣體，保持恒壓測得NO的轉化率隨溫度的變化如圖所示。由圖可知，1050K后反應中NO的轉化率隨溫度升高而減小，其原因為

；在1100K時，N₂的體積分數(shù)為

。
（4）用碘水可吸收SO₂，其中I₂可進行反應H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）△H＜0達平衡后，降低溫度，平衡可能逆向移動，可能的原因是

。
（5）為避免汽車尾氣中的有害氣體對大氣的污染，需給汽車安裝尾氣凈化裝置。在凈化裝置中CO和NO發(fā)生反應2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.8kJ?mol^-1，生成無毒的N₂和CO₂。實驗測得，v_正=k_正?c²（NO）?c²（CO），v_逆=k_逆?c（N₂）?c²（CO₂）（k_正、k_逆為速率常數(shù)，只與溫度有關）。
①達到平衡后，僅升高溫度，k_正增大的倍數(shù)

（填“＞”、“＜”或“=”）k_逆增大的倍數(shù)。
②若在1L的密閉容器中充入1mol CO和1mol NO，在一定溫度下達到平衡時，CO的轉化率為40%，則
k
正
k
逆
=

。（算出具體數(shù)值，保留2位有效數(shù)字）

發(fā)布：2024/10/31 8:0:1組卷：16引用：1難度：0.5

解析

3．元素鉻（Cr）有多種存在形式。回答下列問題：
（1）Cr³⁺與Al³⁺的化學性質相似，在Cr₂（SO₄）₃溶液中加入過量NaOH溶液，反應的離子方程式為_

。
（2）K₂Cr₂O₇其中元素鉻的化合價為

，通常用其檢測汽車司機是否酒后駕車，利用了其具有

性（“氧化”或者“還原”）
（3）已知：2Cr₂O₃（s）+3C（s）═3CO₂（g）+4Cr（s）△H=a kJ?mol^-1
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=bkJ?mol^-1
則2Cr（s）+
3
2
O₂（g）═Cr₂O₃（s）的△H=

kJ?mol^-1（用a、b表示）
（4）CrO₄^2-和Cr₂O₇^2-在溶液中可相互轉化。室溫下，初始濃度為1.0mol?L^-1的Na₂CrO₄溶液中c（Cr₂O₇^2-）隨c（H⁺）的變化如圖所示
①用離子方程式表示Na₂CrO₄溶液中的轉化反應

②由圖可知，溶液酸性增大，CrO₄^2-的平衡轉化率

（填“增大“減小”或“不變”）。根據A點數(shù)據，計算出該轉化反應的平衡常數(shù)為

。
③升高溫度，溶液中CrO₄^2-的平衡轉化率減小，則該反應的△H

0（填“大于”“小于”或“等于”）。
（5）Ag⁺與CrO₄^2-生成磚紅色沉淀，當溶液中c（Ag⁺）為2.0×10^-5mol?L^-1，此時溶液中c（CrO₄^2-）等于

mol?L^-1．（已知Ag₂ CrO₄的K_sp為2.0×10^-12）。
發(fā)布：2024/10/31 8:0:1組卷：3引用：1難度：0.5
解析

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物質的量/mol 時間/min	NO	N₂	CO₂
0	0.200	0	0
10	0.116	0.042	0.042
20	0.080	0.060	0.060
30	0.080	0.060	0.060

時間/min 濃度/（mol?L^-1）	0	10	20	30	40	50
O₂	1.00	0.79	0.60	0.60	0.64	0.64
CO₂	0	0.42	0.80	0.80	0.88	0.88