當(dāng)前位置： 2022-2023學(xué)年吉林省長(zhǎng)春市東北師大附中高三（上）期中化學(xué)試卷（第三次摸底）> 試題詳情

載人航天器是航天員賴(lài)以生存的空間，必須給航天員提供基本的生存條件，涉及氧氣再生，二氧化碳清除，水處理等。
（1）國(guó)際空間站處理CO₂的一個(gè)重要方法是將CO₂還原，發(fā)生薩巴蒂爾反應(yīng)，方程式如下：
CO₂（g）+4H₂（g）
催化劑
2H₂O（g）+CH₄（g）
薩巴蒂爾反應(yīng)生成的水可電解產(chǎn)生氧氣，實(shí)現(xiàn)氧再生。
①已知H₂O（g）=H₂O（l）ΔH=-44kJ/mol,H₂的燃燒熱ΔH為286kJ/mol,CH₄的燃燒熱ΔH為-890.6kJ/mol,則薩巴蒂爾反應(yīng)的ΔH
-165.4kJ/mol
-165.4kJ/mol
。有利于薩巴蒂爾反應(yīng)的條件是
D
D
。
A.高溫高壓
B.低溫低壓
C.高溫低壓
D.低溫高壓
②在恒容密閉容器中加入CO₂和H₂，其分壓分別20kPa和40kPa,一定條件下發(fā)生薩巴蒂爾反應(yīng)。某時(shí)刻測(cè)得H₂O（g）的分壓15kPa,CH₄的反應(yīng)速率v（CH₄）=1.2×10^-6p（CO₂）p⁴（H₂）（kPa?s^-1），則該時(shí)刻v（H₂）=
0.6kPa?s^-1
0.6kPa?s^-1
。
（2）已知薩巴蒂爾反應(yīng)Ⅰ發(fā)生的同時(shí)也會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Ⅱ：
反應(yīng)ⅠCO₂（g）+4H₂（g）
催化劑
2H₂O（g）+CH₄（g）ΔH₁
反應(yīng)ⅡCO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）ΔH₂=+41.2kJ/mol
將CO₂和H₂按體積比1：4混合（n_總=5 mol），勻速通入裝有Ru/TiO₂催化劑的反應(yīng)容器中發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ反應(yīng)相同時(shí)間，CO₂轉(zhuǎn)化率、CH₄和CO選擇性（選擇性：轉(zhuǎn)化的CO₂中生成CH₄或CO的百分比）隨溫度變化曲線分別如圖所示。

①a點(diǎn)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系為v正（a）
＞
＞
v逆（a）（填“＞*“-”或“＜“）。
②Ru/TiO₂催化劑在較低溫度主要選擇
反應(yīng)Ⅰ
反應(yīng)Ⅰ
（填“反應(yīng)Ⅰ”或“反應(yīng)Ⅱ”），試從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)角度分析其原因
催化劑降低反應(yīng)Ⅰ的活化能，對(duì)于反應(yīng)Ⅱ的活化能影響較小或無(wú)影響
催化劑降低反應(yīng)Ⅰ的活化能，對(duì)于反應(yīng)Ⅱ的活化能影響較小或無(wú)影響
。
③350℃～400℃溫度區(qū)間，CO₂轉(zhuǎn)化率呈現(xiàn)減小的變化趨勢(shì)，其可能原因是
AB
AB
。
A.催化劑活性降低
B.平衡常數(shù)變小
C.副反應(yīng)增多
D.反應(yīng)活化能增大
④350℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器體積為5L，求該溫度下反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K=
625L²/mol²
625L²/mol²
。

【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算；化學(xué)平衡的影響因素；反應(yīng)熱和焓變．

【答案】-165.4kJ/mol；D；0.6kPa?s^-1；＞；反應(yīng)Ⅰ；催化劑降低反應(yīng)Ⅰ的活化能，對(duì)于反應(yīng)Ⅱ的活化能影響較小或無(wú)影響；AB；625L²/mol²

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/9/22 5:0:8組卷：4引用：1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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