當前位置： 2023年四川省成都七中高考化學(xué)模擬試卷> 試題詳情

甲烷催化裂解制備乙烯、乙炔時涉及以下反應(yīng)：
反應(yīng)Ⅰ：2CH₄（g）?C₂H₂（g）+3H₂（g）ΔH₁=+376.4kJ?mol^-1
反應(yīng)Ⅱ：C₂H₂（g）+H₂（g）?C₂H₄（g）ΔH₂=-174.4kJ?mol^-1
反應(yīng)Ⅲ：CH₄（g）?C（s）+2H₂（g）ΔH₃=+74.8kJ?mol^-1
反應(yīng)Ⅳ：2CH₄（g）?C₂H₄（g）+2H₂（g）ΔH₄
（1）ΔH₄=
+202.0kJ?mol^-1
+202.0kJ?mol^-1
。
（2）甲烷在固體催化劑表面發(fā)生反應(yīng)Ⅰ的過程如圖所示。

①A、B、C狀態(tài)中，能量最高的是
B
B
。
②某溫度下，反應(yīng)Ⅰ的v_E=k_??p²（CH₄）v_g=k_??p（C₂H₂）p³（H₂），（k為速率常數(shù)），部分數(shù)據(jù)如表所示。

p（C₂H₂）/MPa p（H₂）/MPa v_逆/（MPa?min^-1）

0.05 P₁ 4.8

P₂ P₁ 19.2

P₂ 0.15 8.1

表中p₂=
0.2
0.2
，該溫度下k_逆=
12000
12000
MPa³?min^-1；溫度升高，速率常數(shù)增大的倍數(shù)：k_正
＞
＞
k_逆（填“＞”“＜”或“=”）。
（3）某溫度下，向恒容密閉容器中充入一定量CH₄（此時壓強為P₀），僅發(fā)生反應(yīng)Ⅳ。
①測得平衡時p（H₂）：p（CH₄）=2：1，則反應(yīng)Ⅳ的K_p=
4
p
0
3
4
p
0
3
。
②若升高反應(yīng)體系溫度，在相同時間內(nèi)測得甲烷的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示。T₀℃之后甲烷轉(zhuǎn)化率減小的原因是
催化劑失去活性
催化劑失去活性
。

（4）一定條件下，甲烷裂解體系中幾種氣體的平衡分壓的對數(shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。

①725℃時，反應(yīng)Ⅰ、Ⅲ中，反應(yīng)傾向較大的是
反應(yīng)Ⅲ
反應(yīng)Ⅲ
。
②工業(yè)上催化裂解甲烷常通入一定量的H₂，原因是
抑制反應(yīng)Ⅲ正向進行，防止產(chǎn)生積碳覆蓋在催化劑表面，導(dǎo)致催化劑活性降低
抑制反應(yīng)Ⅲ正向進行，防止產(chǎn)生積碳覆蓋在催化劑表面，導(dǎo)致催化劑活性降低
。

【考點】化學(xué)平衡的計算；化學(xué)平衡的影響因素．

【答案】+202.0kJ?mol^-1；B；0.2；12000；＞；

；催化劑失去活性；反應(yīng)Ⅲ；抑制反應(yīng)Ⅲ正向進行，防止產(chǎn)生積碳覆蓋在催化劑表面，導(dǎo)致催化劑活性降低

【解答】

【點評】

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

當前模式為游客模式，立即登錄查看試卷全部內(nèi)容及下載

發(fā)布：2024/8/16 0:0:1組卷：49引用：1難度：0.7

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2 min反應(yīng)生成了amolCH₃OH（反應(yīng)前后體積不變）
①此時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)”）。
一定能說明該反應(yīng)達到平衡的標志是

。
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、壓強的關(guān)系（其中n（H₂O）：n（C₂H₄）=1：1）。

若p₂=8.0MPa,列式計算A點的平衡常數(shù)K_p=

（用平衡分壓代替平衡濃度計算；分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)；結(jié)果保留到小數(shù)點后兩位）；
（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,當有0.25mol乙烯參與反應(yīng)時（假設(shè)電解質(zhì)溶液體積變化忽略不計），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、丁四個密閉容器中分別充入 a mol CO 和 2a mol H₂，四個容器的反應(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，實驗測得反應(yīng)進行到 t min 時H₂ 的體積分數(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)進行 t min 后甲醇的體積分數(shù)與反應(yīng)物初始投料比
c
（
CO
）
c
（
H
2
）
的關(guān)系，請畫出T₄ 溫度下的變化趨勢曲線。
③在實際工業(yè)生產(chǎn)中，為測定恒溫恒壓條件下反應(yīng)是否達到平衡狀態(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 的體積分數(shù)保持不變
C．氣體的平均相對分子質(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
某實驗室控制反應(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，在相同的壓強下進行甲醇制烯烴的對比研究，得到如圖3實驗數(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）

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

把好題分享給你的好友吧~~

p（C₂H₂）/MPa	p（H₂）/MPa	v_逆/（MPa?min^-1）
0.05	P₁	4.8
P₂	P₁	19.2
P₂	0.15	8.1