當(dāng)前位置： 2020-2021學(xué)年河南省開(kāi)封市五縣高二（下）期末化學(xué)試卷> 試題詳情

甲醇是重要的化工原料，又可作為燃料。以CO₂和H₂為原料生產(chǎn)甲醇時(shí)，同時(shí)發(fā)生下列兩個(gè)反應(yīng)，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：
Ⅰ．CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-58.0kJ?mol^-1
Ⅱ．CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H₂=+41.0kJ?mol^-1
（1）上述兩個(gè)反應(yīng)中，在熱力學(xué)上趨勢(shì)較大的是
Ⅰ
Ⅰ
（填反應(yīng)代號(hào)）。
（2）如圖1中表示反應(yīng)II平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為
b
b
（填曲線標(biāo)記字母），其判斷依據(jù)是
反應(yīng)II為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向右移動(dòng)，平衡常數(shù)增大
反應(yīng)II為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向右移動(dòng)，平衡常數(shù)增大
。

（3）CO和H₂反應(yīng)也可生成氣態(tài)甲醇。相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：

化學(xué)鍵 H-H C-O C≡O(shè) H-O C-H

E/（kJ?mol^-1） 436 343 1076 465 x

①則x=
413
413
。
②CO和H₂生成甲醇的反應(yīng)，體系總壓強(qiáng)為P MPa恒定，在溫度T時(shí)，起始
n
（
CO
）
n
（
H
2
）
=
1
2
，若到達(dá)平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為50%，則平衡常數(shù)K_p=
4
p
2
（MPa）^-2
4
p
2
（MPa）^-2
（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)）。
（4）某實(shí)驗(yàn)室控制CO₂和H₂初始投料比為1：2.2。在相同壓強(qiáng)下，發(fā)生I、II兩個(gè)反應(yīng)，經(jīng)過(guò)相同反應(yīng)時(shí)間測(cè)得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖2、圖3所示：
①有利于提高CO₂轉(zhuǎn)化為CH₃OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有
D
D
。
A．使用催化劑1
B．增大CO₂和H₂的初始投料比
C．使用催化劑2
D．投料比不變，增加反應(yīng)物的濃度
②在催化劑2的作用下，543 K時(shí)，CO的選擇性（CO₂轉(zhuǎn)化為CO的體積百分比）為
26%
26%
，H₂的轉(zhuǎn)化率為
11%
11%
（保留兩位有效數(shù)字）。

【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算；化學(xué)平衡的影響因素．

【答案】Ⅰ；b；反應(yīng)II為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向右移動(dòng)，平衡常數(shù)增大；413；

（MPa）^-2；D；26%；11%

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：6引用：1難度：0.4

相似題

1．環(huán)保是當(dāng)今社會(huì)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(dòng)中有重要的作用?；卮鹣铝袉?wèn)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(xiě)出在298K時(shí)，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(duì)煤進(jìn)行脫硫處理來(lái)減少SO₂的排放。對(duì)于該反應(yīng)，在T℃時(shí)，借助傳感器測(cè)得反應(yīng)在不同時(shí)間點(diǎn)上各物質(zhì)的濃度如下表：

時(shí)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(dá)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(lái)自于汽車(chē)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(duì)NO進(jìn)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(cè)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?yàn)?!--BA-->

；在1100K時(shí)，N₂的體積分?jǐn)?shù)為

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

。
（5）為避免汽車(chē)尾氣中的有害氣體對(duì)大氣的污染，需給汽車(chē)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(wú)毒的N₂和CO₂。實(shí)驗(yàn)測(cè)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(dá)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(dá)到平衡時(shí)，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(méi)有固定的幾何外形，所以稱(chēng)為無(wú)定形碳，在工業(yè)上有著重要用途?；卮鹣铝袉?wèn)題：

（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(shí)生成硫化鉀、氮?dú)夂投趸?。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(lèi)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(gè)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(duì)天然氣生產(chǎn)炭黑轉(zhuǎn)化率的影響，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是

。
A．甲烷裂解屬于吸熱反應(yīng)
B．增大體系壓強(qiáng)，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(lái)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(cè)得不同時(shí)間內(nèi)各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表：

物質(zhì)的量/mol
時(shí)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(dá)到新平衡時(shí)，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(cè)量總質(zhì)量相同、鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的鐵炭混合物對(duì)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?jǐn)?shù)為0時(shí)，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?jǐn)?shù)大于50%時(shí)，隨著鐵的質(zhì)量分?jǐn)?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(jī)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(jī)械、船舶工業(yè)、以及放射性防護(hù)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(guò)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(shí)，混合氣體中 CO 的體積分?jǐn)?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(shuō)法正確的是

。
a.充放電時(shí)，溶液中 Pb²⁺濃度保持不變
b.放電時(shí)，溶液中 H⁺向 PbO₂極區(qū)移動(dòng)
c.放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)式為：Pb-2e^-═Pb²⁺
d.充電時(shí)的陽(yáng)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?jǐn)?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(shí)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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化學(xué)鍵	H-H	C-O	C≡O(shè)	H-O	C-H
E/（kJ?mol^-1）	436	343	1076	465	x

時(shí)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(shí)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