當前位置： 2022-2023學年廣東省大聯(lián)考高三（上）開學化學試卷（8月份）> 試題詳情

工業(yè)生產可利用水煤氣還原氧化鈷得金屬鈷．發(fā)生的主要反應有：
Ⅰ．CoO（s）+CO（g）?Co（s）+CO₂（g）
Ⅱ．CoO（s）+H₂（g）?Co（s）+H₂O（g）
同時存在副反應Ⅲ．CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）ΔH=+41kJ?mol^-1
回答下列問題：
（1）幾種化學鍵的鍵能如下表所示：

化學鍵 C≡O H-H H-O C=O

鍵能/kJ?mol^-1 a 436 463 750

則a=
969
969
kJ?mol^-1。
（2）823K時，將0.1molH₂和0.2molCO₂充入1L密閉容器中，發(fā)生反應Ⅲ，平衡后容器內總壓強為50.66kPa,此時H₂O（g）的體積分數(shù)為0.2，向容器中加入足量CoO（s）和Co（s），繼續(xù)反應達平衡后容器中H₂O（g）的體積分數(shù)為0.3．此時容器中H₂的物質的量n（H₂）=
0.01mol
0.01mol
，反應Ⅱ的壓強平衡常數(shù)K_p₂=
9
9
，判斷823K時還原CoO（s）為Co（s）的傾向是CO
大于
大于
H₂（填“大于”或“小于”）。
（3）研究表明，CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂反應速率方程為v=k[c（CO）?c（H₂O）-
c
（
C
O
2
）
?
c
（
H
2
）
K
p
]，其中，K_p為壓強平衡常數(shù)，k為反應速率常數(shù)且隨溫度升高而增大．在氣體組成和催化劑一定的情況下，反應速率隨溫度變化的曲線如圖所示，溫度升高時，K_p
減小
減小
（填“增大”或“減小”或“不變”），T＞T_m時v逐漸減小的原因是
K_p減小對v的降低大于k增大對v的提高
K_p減小對v的降低大于k增大對v的提高
。

【考點】化學平衡的計算．

【答案】969；0.01mol；9；大于；減?。籏_p減小對v的降低大于k增大對v的提高

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/8/26 1:0:9組卷：1引用：1難度：0.4

相似題

1．氫能是一種公認的高熱值清潔能源，目前世界各國正致力于將高污染高排放的碳能源，過渡成清潔高效低排放的氫能源。
（1）我國氫氣的主要來源是焦爐氣制氫，所制得的氫氣含有較多的CO和H₂S，干法脫硫是用氧化鐵將硫元素轉化為硫化鐵。干法脫硫的反應方程式為

。
（2）我國科研人員用木屑水蒸氣氣化制取氫燃料，在一定條件下，反應器中存在的主要反應如下：
Ⅰ.C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）ΔH₁
Ⅱ.C（s）+2H₂（g）?CH₄（g）ΔH₂
Ⅲ.CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）ΔH₃
Ⅳ.CH₄（g）+2H₂O（g）?CO₂（g）+4H₂（g）ΔH₄
①為研究反應Ⅱ的熱效應，以0.1molC（s）、0.2molH₂（g）或0.1molCH₄（g）為初始原料，在1023K、100kPa條件下，分別在恒壓容器中進行反應。達平衡時，以C（s）、H₂（g）為原料，體系向環(huán)境放熱akJ；以CH₄（g）為原料，體系從環(huán)境吸熱bkJ。忽略副反應熱效應，則反應Ⅱ焓變ΔH₂（1023K、100kPa）═

。
研究表明CaO的添加量按照CaO中所含的Ca和木屑所含C的物質的量比
n
（
C
a
）
n
（
C
）
確定，在750℃，控制水蒸氣流量為定值，探究催化劑的催化效果，結果如下表所示。

n
（
C
a
）
n
（
C
）
氣體體積分數(shù)/% 轉化率/%

H₂ CO CO₂ CH₄

0 45.58 22.70 22.37 7.54 61.22

0.5 52.95 21.74 19.11 5.14 56.59

1.0 58.62 22.37 12.60 5.31 61.42

②
n
（
C
a
）
n
（
C
）
由0到0.5時，H₂的體積分數(shù)顯著增加的原因

。
③隨著反應的進行，發(fā)現(xiàn)CaO的吸收能力逐漸降低，原因是

。
④750℃，
n
（
C
a
）
n
（
C
）
═1.0，假設各反應達平衡后氣體組成如上表，平衡總壓為PMPa,則反應Ⅰ的壓強平衡常數(shù)K_P═

MPa（保留1位小數(shù)）。
（3）將氫氣儲存于液體燃料中，可以解決氫氣的安全高效存儲和運輸。由于甲醇具有單位體積儲氫量高、活化溫度低等優(yōu)點，是理想的液體儲氫分子。我國學者構建一種雙功能結構的催化劑，反應過程中，在催化劑的表面同時活化水和甲醇。如圖是甲醇脫氫轉化的反應歷程（TS表示過渡態(tài)）。

根據(jù)圖判斷甲醇脫氫反應中斷裂的化學鍵是

。

發(fā)布：2024/11/10 8:0:1組卷：7引用：2難度：0.5

解析

2．（1）已知：
甲醇脫水反應   2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₁=-23.9kJ?mol^-1
甲醇制烯烴反應  2CH₃OH（g）═C₂H₄ （g）+2H₂O（g）△H₂=-29.1kJ?mol^-1
乙醇異構化反應  C₂H₅OH （g）═CH₃OCH₃（g）△H₃=+50.7kJ?mol^-1
則乙烯氣相直接水合反應的熱化學方程式為：

。
（2）如圖為乙烯氣相直接水合法制備乙醇中乙烯的平衡轉化率與溫度、壓強的關系（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×物質的量分數(shù)；結果保留到小數(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，則負極的電極反應式

。
②若電解質溶液中KOH的物質的量為0.75mol,當有0.25mol乙烯參與反應時（假設電解質溶液體積變化忽略不計），則反應后電解質溶液中各種離子的物質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．肼（N₂H₄）作為一種重要的氮氫化合物，氫質量分數(shù)高達12.5%，完全分解產物為H₂和N₂，是一種理想的液體氫源。N₂H₄分解過程中發(fā)生完全分解和不完全分解。
完全分解：N₂H₄（g）?N₂（g）+2H₂（g）△H₁=-50.6kJ?mol^-1 I
不完全分解：3N₂H₄（g）?4NH₃（g）+N₂（g）△H₂ II
反應II的焓變不易測量，現(xiàn)查表得如下數(shù)據(jù)：
2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）△H₃=+92kJ?mol^-1 （該反應實際未發(fā)生）
（1）反應II在

（填高溫、低溫或任意溫度）條件下可以自發(fā)進行。
（2）在體積固定的密閉容器中，以Ir/Al₂O₃為催化劑，在不同溫度下（催化劑均未失活）分解等量N₂H₄（一開始體系中無其他氣體），測得反應相同時間后的N₂H₄、NH₃和H₂體積分數(shù)如圖1所示：

①下列說法正確的是

A．據(jù)圖可知200℃時，反應 I的活化能低于反應II的活化能
B.300℃后N₂H₄的體積分數(shù)略有提高，可能由于反應II逆向移動導致
C．換用選擇更高的Ni/Ir復合催化劑可提高N₂H₄的平衡轉化率
D.400℃是該制氫工藝比較合適的生產溫度
②若某溫度下在1L體積固定的密閉容器中加入1molN₂H₄，反應一段時間后達到平衡狀態(tài)，此時H₂與NH₃的物質的量均為0.4mol。請計算該溫度下反應 I的平衡常數(shù)K_C=

（K_c為用氣體的濃度表示的平衡常數(shù)）
③若在600～1000℃下進行上述實驗，請預測并在上圖中補充H₂體積分數(shù)的變化趨勢。
（3）近期，來自四位非洲的女孩打造了一臺靠尿液驅動的發(fā)電機，其原理是把尿液以電解的方式分離出提供設備發(fā)電使用的氫氣的技術，同時將尿液脫氮（轉化為大氣循環(huán)的無污染氣體）減輕生活污水處理。以純尿液為電解液（以NH₄⁺表示尿液中氮元素的存在形式），寫出該電解過程的總反應方程式：

發(fā)布：2024/11/10 8:0:1組卷：4引用：1難度：0.6
解析

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n （ C a ） n （ C ）	氣體體積分數(shù)/%				轉化率/%
n （ C a ） n （ C ）	H₂	CO	CO₂	CH₄	轉化率/%
0	45.58	22.70	22.37	7.54	61.22
0.5	52.95	21.74	19.11	5.14	56.59
1.0	58.62	22.37	12.60	5.31	61.42