當前位置： 2022-2023學年天津市扶輪中學高三（上）期末化學試卷> 試題詳情

利用CO或CO₂和H₂反應都可以制取甲醇。
（1）已知：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）  ΔH₁=+41kJ?mol^-1
CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）  ΔH₂=-49kJ?mol^-1
則反應CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g） ΔH=
-90kJ/mol
-90kJ/mol
?？梢栽?
B
B
進行（填序號）。
A．高溫自發(fā)
B．低溫自發(fā)
C．高、低溫均能自發(fā)
D．高、低溫均不自發(fā)
（2）利用反應CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）  ΔH合成甲醇。T°C時向固定容積的密閉容器中充入CO、H₂，反應到t時刻測得各組分的濃度如下：

物質(zhì) H₂ CO CH₃OH

濃度/mol?L^-1 0.20 0.10 0.40

①如果該反應的平衡常數(shù)K=160，比較t時刻正、逆反應速率的大?。簐_正
＞
＞
v_逆（填“＞”、“＜”或“=”）。
②要提高CO的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是
DE
DE
（填序號）。
A．加入催化劑
B．增大CO的濃度
C．通入惰性氣體
D．通入H₂
E．分離出甲醇
（3）T℃時，向恒容密閉容器中充入CO₂和H₂，發(fā)生反應：CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔH
①如果CO₂和H₂的起始濃度分別為amol?L^-1和3amol?L^-1，反應平衡時CO₂的轉(zhuǎn)化率為b,則該溫度下該反應的平衡常數(shù)K=
b
2
27
a
2
×
（
1
-
b
）
4
b
2
27
a
2
×
（
1
-
b
）
4
（用含a、b的表達式表示）。
②在使用不同催化劑時，相同時間內(nèi)測得CO₂的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。則催化效果最佳的是催化劑
Ⅰ
Ⅰ
（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）。如果a點已經(jīng)達到平衡狀態(tài)，則b點的v_正
＞
＞
v_逆（填“＞”、“＜”或“=”），c點轉(zhuǎn)化率比a點低的原因是
放熱反應，升高溫度，平衡逆向進行
放熱反應，升高溫度，平衡逆向進行
。

【考點】化學平衡的計算；化學平衡的影響因素；用蓋斯定律進行有關(guān)反應熱的計算．

【答案】-90kJ/mol；B；＞；DE；

（

）

；Ⅰ；＞；放熱反應，升高溫度，平衡逆向進行

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：54引用：2難度：0.7

相似題

1．苯的結(jié)構(gòu)特點決定了苯容易發(fā)生取代反應，因此研究苯的取代產(chǎn)物及反應機理具有重要意義。
Ⅰ．（1）苯與濃硫酸發(fā)生磺化反應生成苯磺酸，苯與濃硝酸和濃硫酸的混合物發(fā)生硝化反應生成硝基苯，磺化反應與硝化反應不同，是可逆反應。已知：H₂SO₄（濃硫酸）+
室溫
+H₂O，要使反應向某一方向進行，需采用不同的條件，要使苯磺酸重新轉(zhuǎn)變成苯和硫酸，需采用的條件是

、

。（請寫出兩點）
（2）苯的磺化反應的特點是反應中間體轉(zhuǎn)變?yōu)楸交撬崤c恢復為苯所越過的能壘差別不大（如圖1所示）。苯的硝化反應歷程與苯的磺化反應部分相似，但中間體都轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物，反應是不可逆的，在圖2上畫出硝化反應的不可逆過程（表示出中間體的能量）

。
（3）發(fā)煙硫酸與苯反應最快，在常溫下即可與苯發(fā)生磺化反應，生成苯磺酸：H₂SO₄（發(fā)煙硫酸）+
室溫
+H₂O，當發(fā)煙硫酸和苯按1：1反應達到平衡后產(chǎn)生的苯磺酸的物質(zhì)的量分數(shù)為26%，則該反應的平衡常數(shù)K為

。
Ⅱ．苯胺是苯的又一重要的取代產(chǎn)物，一步法合成苯胺的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。相關(guān)反應如下：
①（l）+NH₃?H₂O（l）
催化劑
（l）+H₂↑（g）+H₂O（1），反應①常溫下不自發(fā)。
（1）反應①是放熱反應還是吸熱反應，判斷并說明理由：

。
（2）往反應①中加入H₂O₂（l）后，所得反應（簡稱反應②，下同）在常溫下能自發(fā)進行，原因是

。（已知反應①、②都是一步法合成苯胺的方法）
（3）下列描述正確的是

。
A．升高溫度反應①的平衡常數(shù)增大
B．加壓有利于反應①、②的平衡正向移動
C．反應①中加入H₂O₂（1）后平衡正向移動
D．增大苯和一水合氨的配料比有利于提高苯胺的物質(zhì)的量分數(shù)
發(fā)布：2024/10/26 17:0:2組卷：13引用：1難度：0.6
解析
2．Ⅰ.（1）苯與濃硫酸發(fā)生磺化反應生成苯磺酸，苯與濃硝酸和濃硫酸的混合物發(fā)生硝化反應生成硝基苯，磺化反應與硝化反應不同，是可逆反應。已知：H₂SO₄（濃硫酸）+，要使反應向某一方向進行，需采用不同的條件，要使苯磺酸重新轉(zhuǎn)變成苯和硫酸，需采用的條件是

（請寫出兩點）。
（2）苯的磺化反應的特點是反應中間體轉(zhuǎn)變?yōu)楸交撬崤c恢復為苯所越過的能壘差別不大（如圖1所示）。

苯的硝化反應歷程與苯的磺化反應部分相似，但中間體都轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物，反應是不可逆的，在圖2上畫出硝化反應的不可逆過程（表示出中間體的能量）

。
（3）發(fā)煙硫酸與苯反應最快，在常溫下即可與苯發(fā)生磺化反應，生成苯磺酸：H₂SO₄（發(fā)煙硫酸）+，當發(fā)煙硫酸和苯按1：1反應達到平衡后產(chǎn)生的苯磺酸的物質(zhì)的量分數(shù)為26%，則該反應的平衡常數(shù)K為

。
Ⅱ．苯胺是苯的又一重要的取代產(chǎn)物，一步法合成苯胺的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。
相關(guān)反應如下：
①，反應①常溫下不自發(fā)。
（4）往反應①中加入H₂O₂（l）后，所得反應（簡稱反應②，下同）在常溫下能自發(fā)進行，原因是

（已知反應①、②都是一步法合成苯胺的方法）。
（5）下列描述正確的是

。
A．升高溫度反應①的平衡常數(shù)增大
B．加壓有利于反應①、②的平衡正向移動
C．反應①中加入H₂O₂（l）后平衡正向移動
D．增大苯和一水合氨的配料比有利于提高苯胺的物質(zhì)的量分數(shù)
發(fā)布：2024/10/26 17:0:2組卷：17引用：1難度：0.5
解析

3．煉鐵高爐用焦炭為還原料使Fe₂O₃還原為鐵，已知：
Ⅰ．C（s）+CO₂（g）?2CO（g）△H=+172kJ?mol^-1
Ⅱ．298K時，相關(guān)反應的熱力學數(shù)據(jù)如下表。

熱力學數(shù)據(jù) 反應①2Fe₂O₃（s）+3C（s）═4Fe（s）+3CO₂（g）反應②Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）

△H/kJ?mol^-1 +468 △H₂

△G/kJ?mol^-1 +301 -29

△S/J?mol^-1K^-1 +558 +15

（1）反應②的焓變△H₂的值為

。
（2）反應①和反應②中

（填“①”或“②”）代表高爐煉鐵的主要反應，理由是

。
（3）反應①的△S遠大于反應②的原因是

。
（4）高爐煤氣為煉鐵過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，經(jīng)除塵后，主要成分為CO、CO₂、N₂，其中可燃成分CO體積分數(shù)約占25%，CO₂、N₂分別占15%、60%左右。在100kPa下，F(xiàn)e₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）在高爐內(nèi)反應的平衡常數(shù)K_p=

（K_p為以分壓表示的平衡常數(shù)，保留兩位小數(shù)）。欲進一步提高CO的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施

。
a.適當降低反應體系的溫度
b.及時移出體系中的CO₂
c.加入合適的催化劑
d.增大Fe₂O₃的量
（5）高爐煤氣中N₂、CO₂的含量較高，利用CO前需要對CO進行富集，實現(xiàn)CO與CO₂和N₂的分離。CO吸附劑的開發(fā)大多數(shù)以亞銅為活性組分負載在各種載體上，然后采用變壓吸附（PSA）方式在含N₂體系中脫出CO．如圖是變壓吸附回收高爐煤氣中CO的流程圖。

PSA-Ⅰ吸附CO₂時間對PSA-Ⅱ中CO回收率的影響見圖，由此可見，為了保證載體亞銅吸附劑對CO的吸附和提純要求，應采取的措施是

，“放空氣體”的主要成分為

．若用飽和Na₂CO₃溶液作吸收劑脫除CO₂時，初期無明顯現(xiàn)象，后期有固體析出。

①溶液中離子濃度關(guān)系正確的是

。（選填字母）
a.吸收前：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）
b.吸收初期：2c（CO₃^2-）+2c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃）=c（Na⁺）
c.吸收全進程：c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）
②后期析出固體的成分是

。

發(fā)布：2024/10/26 17:0:2組卷：11引用：1難度：0.4

解析

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熱力學數(shù)據(jù)	反應①2Fe₂O₃（s）+3C（s）═4Fe（s）+3CO₂（g）	反應②Fe₂O₃（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO₂（g）
△H/kJ?mol^-1	+468	△H₂
△G/kJ?mol^-1	+301	-29
△S/J?mol^-1K^-1	+558	+15