當(dāng)前位置： 2023-2024學(xué)年吉林省長春外國語學(xué)校高二（上）期中化學(xué)試卷> 試題詳情

我國力爭2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和。CO₂的綜合利用是實現(xiàn)碳中和的措施之一。
Ⅰ．CO₂和CH₄在催化劑表面可以合成CH₃COOH，該反應(yīng)的歷程和相對能量的變化情況如圖所示（指微粒吸附在催化劑表面，H指H吸附在催化劑載體上的氧原子上，TS表示過渡態(tài)）：

（1）決定該過程的總反應(yīng)速率的基元反應(yīng)方程式為
CH₃+CO₂=CH₃COO或CH₃+H+CO₂=CH₃COO+H
CH₃+CO₂=CH₃COO或CH₃+H+CO₂=CH₃COO+H
。
（2）下列說法正確的有
ad
ad
。
a.增大催化劑表面積可提高CO₂在催化劑表面的吸附速率
b.CH₃COOH*比CH₃COOH（g）能量高
c.使用高活性催化劑可降低反應(yīng)焓變，加快反應(yīng)速率
d.催化效果更好的是催化劑2
Ⅱ．CO₂和H₂在一定條件下也可以合成甲醇，該過程存在副反應(yīng)ii。
反應(yīng)i：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔH₁=-49.3kJ?mol^-1
反應(yīng)ii：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）ΔH₂
（3）有關(guān)物質(zhì)能量變化如圖所示，穩(wěn)定單質(zhì)的焓（H）為0，則ΔH₂=
+41
+41
kJ?mol^-1

（4）CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）ΔH₃該反應(yīng)的自發(fā)條件是
低溫自發(fā)
低溫自發(fā)
（填“高溫自發(fā)”“低溫自發(fā)”或“任何溫度下都自發(fā)”）
（5）恒溫恒容條件下，僅發(fā)生反應(yīng)ii,反應(yīng)達到平衡的標(biāo)志是
ac
ac
。
a.CO的分壓不再發(fā)生變化
b.氣體平均相對分子質(zhì)量不再發(fā)生變化
c.
c
（
C
O
2
）
?
c
（
H
2
）
c
（
CO
）
?
c
（
H
2
O
）
比值不再發(fā)生變化
d.氣體密度不再發(fā)生變化
（6）在5.0MPa,將n（CO₂）：n（H₂）=5：16的混合氣體在催化劑作用下進行反應(yīng)。體系中氣體平衡組成比例（CO和CH₃OH在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量百分數(shù)）及CO₂的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。

①表示平衡時CH₃OH在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量百分數(shù)的曲線是
a
a
（填“a”或“b”）。
②CO₂平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高先減小后增大，增大的原因可能是
溫度升高后，以副反應(yīng)（或反應(yīng)ii）為主，副反應(yīng)（或反應(yīng)ii）是一個吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動
溫度升高后，以副反應(yīng)（或反應(yīng)ii）為主，副反應(yīng)（或反應(yīng)ii）是一個吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動
。
③250℃時反應(yīng)i：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）的K_p=
1
1372
1
1372
（MPa）^-2（用最簡分數(shù)表示）。

【考點】化學(xué)平衡的計算；化學(xué)反應(yīng)的歷程；化學(xué)平衡的影響因素；反應(yīng)熱和焓變．

【答案】CH₃*+CO₂*=CH₃COO*或CH₃*+H*+CO₂*=CH₃COO*+H*；ad；+41；低溫自發(fā)；ac；a；溫度升高后，以副反應(yīng)（或反應(yīng)ii）為主，副反應(yīng)（或反應(yīng)ii）是一個吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動；

1372

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/10/19 18:0:1組卷：21引用：1難度：0.5

相似題

1．環(huán)保是當(dāng)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(chǎn)、生命活動中有重要的作用。回答下列問題：
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(xué)方程式

。
（2）燃煤發(fā)電廠常利用反應(yīng)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(yīng)，在T℃時，借助傳感器測得反應(yīng)在不同時間點上各物質(zhì)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(nèi)，平均反應(yīng)速率v（CO₂）=

mol?L^-1?min^-1；當(dāng)降低溫度，該反應(yīng)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(yīng)重新達到平衡。根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)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(dāng)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(yīng)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(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。由圖可知，1050K后反應(yīng)中NO的轉(zhuǎn)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(yīng)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(yīng)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(guān)）。
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(zhuǎn)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

2．木炭、活性炭、炭黑、焦炭是由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)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(xué)方程式為

。若有15g木炭參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)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(zhì)。
①已知幾個反應(yīng)的熱化學(xué)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(chǎn)炭黑的熱化學(xué)方程式為

。
②如圖1是溫度對天然氣生產(chǎn)炭黑轉(zhuǎn)化率的影響，下列有關(guān)說法正確的是

。
A．甲烷裂解屬于吸熱反應(yīng)
B．增大體系壓強，能提高甲烷的轉(zhuǎn)化率
C．在反應(yīng)體系中加催化劑，反應(yīng)速率增大
D．升高溫度，該反應(yīng)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(yīng)C（s）+2NO（g）═N₂（g）+CO₂（g），測得不同時間內(nèi)各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表：

物質(zhì)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(yīng)的平衡常數(shù)K=

（保留兩位小數(shù)）。10～20min內(nèi)，NO的平均反應(yīng)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(yīng)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(zhì)量相同、鐵的質(zhì)量分數(shù)不同的鐵炭混合物對水中Cu²⁺和Pb²⁺的去除率，結(jié)果如圖2所示。當(dāng)混合物中鐵的質(zhì)量分數(shù)為0時，也能去除水中少量的Cu²⁺和Pb²⁺，其原因是

；當(dāng)混合物中鐵的質(zhì)量分數(shù)大于50%時，隨著鐵的質(zhì)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

3．鉛具有優(yōu)秀的機械加工性能，可以制備各種性能優(yōu)良的合金。廣泛用于電池制造、機械、船舶工業(yè)、以及放射性防護等領(lǐng)域。
（1）鉛的主要礦藏形式是方鉛礦（PbS）利用其冶煉鉛的反應(yīng)過程如下：
2PbS（s）+3O₂（g）═2PbO（s）+2SO₂（g）△H=akJ?mol^-1
PbS（s）+2O₂（g）═PbSO₄（s）△H=bkJ?mol^-1
PbS（s）+2PbO（s）═3Pb（s）+SO₂（g）△H=ckJ?mol^-1
則利用方鉛礦和鉛礬礦（主要成分為 PbSO₄）冶煉鉛并生產(chǎn)一種可能造成酸雨的氣體的熱化學(xué)方程式為

。
（2）鉛也可以采用熱還原法冶煉：PbO（s）+CO（g ）?Pb（s）+CO₂（g）△H=d kJ?mol^-1，已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如表：

溫度/℃ 300 727 1227

K 10^6.2 631 17.4

①d

0（填＞、＜或=）
②已知某溫度下 K=10，向密閉容器中加入足量的 Pb 和一定量的 CO₂ 平衡時，混合氣體中 CO 的體積分數(shù)為

。
（3）新型液流式鉛蓄電池以可溶的甲基磺酸鉛為電解質(zhì)，電池總反應(yīng)：
Pb+PbO₂+4H⁺
放電
充電
2Pb²⁺+2H₂O
下列關(guān)于該電池的說法正確的是

。
a.充放電時，溶液中 Pb²⁺濃度保持不變
b.放電時，溶液中 H⁺向 PbO₂極區(qū)移動
c.放電時的負極反應(yīng)式為：Pb-2e^-═Pb²⁺
d.充電時的陽極反應(yīng)式為：Pb²⁺+4OH^--2e^-═PbO+2H₂O
（4）河流、湖泊中的鉛污染日益被人們重視。已知常溫下 Pb 元素在水中的各種存在形式物質(zhì)的量分數(shù) α 和溶液 pH 的關(guān)系如圖所示：

向醋酸鉛溶液中逐滴滴加氫氧化鈉溶液至 pH=13時的主要離子反應(yīng)方程式是

，其平衡常數(shù)數(shù)值為

。
發(fā)布：2024/11/1 8:0:2組卷：29引用：1難度：0.2
解析

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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

物質(zhì)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

溫度/℃	300	727	1227
K	10^6.2	631	17.4