當(dāng)前位置： 2021年甘肅省白銀市高考化學(xué)模擬試卷（二）> 試題詳情

甲醇是重要的化工原料，可用于制備甲醛、醋酸等產(chǎn)品。利用CH₄與O₂在催化劑的作用下合成甲醇。
主反應(yīng)：CH₄（g）+
1
2
O₂（g）═CH₃OH（g）ΔH副反應(yīng)：CH₄（g）+2O₂（g）?CO₂（g）+2H₂O（g）
回答下列問題：
（1）已知：CH₃OH（l）═CH₃OH（g）ΔH=+138kJ/mol,CH₄和CH₃OH的燃燒熱分別為-890kJ/mol、-726kJ/mol,則主反應(yīng)的ΔH=
-26
-26
kJ/mol。
（2）科技工作者結(jié)合實驗與計算機模擬結(jié)果，研究了CH₄、O₂和H₂O（g）（H₂O的作用是活化催化劑）按照一定體積比在催化劑表面合成甲醇的反應(yīng)，部分歷程如圖所示（吸附在催化劑表面的物種用標(biāo)注，TS代表過渡態(tài)）。

①在催化劑表面上更容易被吸附的是
H₂O
H₂O
。（填“H₂O”或“O₂”）
②該歷程中正反應(yīng)最大的活化能為
22.37
22.37
kJ/mol,寫出該步驟的化學(xué)方程式
CH₄+OH=CH₃OH+H
CH₄+OH=CH₃OH+*H
。
（3）在恒溫的剛性密閉容器中，分別按照CH₄、O₂的體積比為2：1以及CH₄、O₂、H₂O（g）的體積比為2：1：8反應(yīng)相同的時間，所得產(chǎn)物的選擇性（如甲醇的選擇性=
n
（
C
H
3
OH
）
n
（
C
H
3
OH
）
+
n
（
C
O
2
）
））如圖所示。

①向反應(yīng)體系中加入H₂O（g）能夠顯著提高甲醇選擇性的原因：
加入H₂O（g），可使副反應(yīng)逆向進行，二氧化碳的量減小，同時催化劑更容易吸附水，可提高甲醇選擇性
加入H₂O（g），可使副反應(yīng)逆向進行，二氧化碳的量減小，同時催化劑更容易吸附水，可提高甲醇選擇性
。
②向上述剛性密閉容器中按照體積比2：1：8充入CH₄、O₂和H₂O（g），在450K下達平衡時，CH₄的轉(zhuǎn)化率為50%，CH₃OH的選擇性為90%，則副反應(yīng)的壓強平衡常數(shù)K_p=
54.9
54.9
。（計算結(jié)果保留1位小數(shù)）

【考點】燃燒熱的計算；有關(guān)反應(yīng)熱的計算；化學(xué)平衡的計算．

【答案】-26；H₂O；22.37；*CH₄+*OH=*CH₃OH+*H；加入H₂O（g），可使副反應(yīng)逆向進行，二氧化碳的量減小，同時催化劑更容易吸附水，可提高甲醇選擇性；54.9

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：91引用：3難度：0.9

相似題

1．（1）已知H-H鍵鍵能（化學(xué)鍵斷裂時吸收或形成時釋放的能量）為436kJ/mol,N-H鍵鍵能為391kJ/mol,根據(jù)熱化學(xué)方程式：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol,可知N≡N鍵的鍵能是

kJ/mol。
（2）碳（s）在氧氣供應(yīng)不充足時，生成CO同時還部分生成CO₂，因此無法通過實驗直接測得反應(yīng)：C（s）+
1
2
O₂（g）═CO（g）的△H。但可設(shè)計實驗、利用蓋斯定律計算出該反應(yīng)的△H，計算時需要測得的實驗數(shù)據(jù)有

。
（3）運動會中的火炬一般采用丙烷（C₃H₈）為燃料。丙烷熱值較高，污染較小，是一種優(yōu)良的燃料。試回答下列問題：
①如圖是一定量丙烷完全燃燒生成CO₂和1mol H₂O（l）過程中的能量變化圖，圖中的括號內(nèi)應(yīng)填入

（“+”或“-”）。
②寫出表示丙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式：

。
（4）高氯酸、硫酸、硝酸和鹽酸都是強酸，其酸性在水溶液中差別不大。以下是某溫度下這四種酸在冰醋酸中的電離常數(shù)：

酸 HClO₄ H₂SO₄ HCl HNO₃

K_a 1.6×10^-5 6.3×10^-9 1.6×10^-9 4.2×10^-10

由以上表格中數(shù)據(jù)判斷以下說法不正確的是

。
A．在冰醋酸中這四種酸都沒有完全電離
B．在冰醋酸中高氯酸是這四種酸中酸性最強的酸
C．在冰醋酸中硫酸的電離方程式為：H₂SO₄═2H⁺+SO₄^2-
D．水對這四種酸的強弱沒有區(qū)分能力，但冰醋酸可以區(qū)分這四種酸的強弱
（5）常溫下，0.1mol?L^-1的CH₃COOH溶液加水稀釋過程中，下列表達式的數(shù)值變大的是

。
A．c（H⁺）
B．
c
（
H
+
）
c
（
C
H
3
COOH
）

C．c（CH₃COO^-）
D．c（CH₃COOH）
發(fā)布：2024/11/7 8:0:2組卷：9引用：2難度：0.5
解析
2．恒溫恒容條件下，硫可以發(fā)生如下轉(zhuǎn)化，其反應(yīng)過程和能量關(guān)系如圖1所示．（已知：2SO₂ （g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196.6kJ?mol^-1）（圖中△H₁和△H₂表示反應(yīng)過程中實際釋放的能量）
請回答下列問題：
（1）寫出能表示硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式

．
（2）△H₂=

kJ?mol^-1．
（3）恒溫恒容時，1molSO₂和2molO₂充分反應(yīng)，放出熱量的數(shù)值比|△H₂|

（填“大”“小”或“相等”）．
（4）恒容條件下，下列措施中能使n（SO₃）/n（SO₂ ）增大的有

．
a.升高溫度 b.充入He氣
c.再充入1molSO₂ （g）和1molO ₂ （g） d.使用催化劑
（5）某SO₂（g）和O₂（g）體系，時間t₁達到平衡后，改變某一外界條件，反應(yīng)速率v與時間t的關(guān)系如圖2所示，若不改變SO₂（g）和O₂（g）的量，則圖中t₄時引起平衡移動的條件可能是

；t₁-t₂對應(yīng)的平衡常數(shù)為K₁，t₃-t₄對應(yīng)的平衡常數(shù)為K₂，t₅-t₆對應(yīng)的平衡常數(shù)為K₃，t₆-t₇對應(yīng)的平衡常數(shù)為K₄，則K₁、K₂、K₃、K₄的大小關(guān)系為

．
（6）利用催化氧化反應(yīng)將SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃是工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的關(guān)鍵步驟．某溫度下，
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；△H=mkJ?mol^-1
K的大小與溫度（T）的關(guān)系如圖3中曲線所示，
b點時v（正）

v（逆）（填“＜”、“＞”或“=”）．
反應(yīng)熱（△H）將

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
發(fā)布：2024/8/17 6:0:3組卷：22引用：2難度：0.1
解析
3．乙醇汽油的推廣使用，帶動了糧食深加工相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益，促進了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與消費的良性循環(huán)．
（1）下列說法中正確的是

．
①推廣乙醇汽油可以減輕環(huán)境污染，可降低尾氣中一氧化碳的含量．
②乙醇汽油作為一種新型清潔燃料，是目前世界上可再生能源的發(fā)展重點之一．
③乙醇屬于可再生資源，使用乙醇汽油可以緩解目前石油緊缺的矛盾．
④太陽能、風(fēng)能、水能、生物能、地?zé)崮?、潮汐能等都屬于可再生能源?br />A．①②④B．①②③C．③④D．①②③④
（2）通過分析反應(yīng)過程中化學(xué)鍵的斷開和形成，應(yīng)用有關(guān)數(shù)據(jù)，可以估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱．已知有關(guān)數(shù)據(jù)見下表：
化學(xué)鍵 C=C C-C C-H C-O O-H

斷開鍵要吸收的能量（單位：kJ?mol^-1）
602
345.6
411
357.7
458.8
工業(yè)制乙醇目前主要方法是乙烯水化法
（CH₂=CH₂+H₂O　
催化劑
加熱
、
加壓
CH₃CH₂OH），估算制取1mol 乙醇的反應(yīng)熱△H=

kJ?mol^-1．
（3）在相同溫度和壓強下，將46g乙醇分別在純氧中和空氣中完全燃燒，在純氧中燃燒熱為△H₁，在空氣中燃燒熱為△H₂，則△H₁

△H₂（填“＞”、“＜”、“=”或“無法判斷”）．
發(fā)布：2024/11/7 8:0:2組卷：36引用：2難度：0.5
解析

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酸	HClO₄	H₂SO₄	HCl	HNO₃
K_a	1.6×10^-5	6.3×10^-9	1.6×10^-9	4.2×10^-10

化學(xué)鍵	C=C	C-C	C-H	C-O	O-H
斷開鍵要吸收的能量（單位：kJ?mol^-1）	602	345.6	411	357.7	458.8