當(dāng)前位置： 2021-2022學(xué)年江蘇省鎮(zhèn)江市丹陽高級中學(xué)高二（上）期末化學(xué)試卷> 試題詳情

可燃冰是天然氣水合物，可用CH₄?xH₂O表示．可燃冰的開采和利用有助于解決人類面臨的能源危機(jī)．
（1）可燃冰在一定條件下能夠釋放出CH₄氣體，該條件是
高溫
高溫
（填“低溫”或“高溫”）、
低壓
低壓
（填“低壓”或“高壓”）．
（2）熔融碳酸鹽型燃料電池通常被稱為第二代燃料電池，以CH₄為燃料時(shí)，電池的工作原理如圖所示．
①CH₄和H₂O可在電池內(nèi)部經(jīng)催化重整反應(yīng)轉(zhuǎn)化為H₂和CO，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
CH₄+2H₂O═4H₂+CO₂
CH₄+2H₂O═4H₂+CO₂
．
②圖中電極
A
A
（填“A”或“B”）為燃料電池的負(fù)極，正極上的電極反應(yīng)式為
O₂+4e^-+2CO₂=2
CO
2
-
3
O₂+4e^-+2CO₂=2
CO
2
-
3
．

（3）在壓強(qiáng)為p的恒壓密閉容器中，CH₄在電弧爐的作用下制取乙炔，化學(xué)方程式為2CH₄?C₂H₂+3H₂．表為反應(yīng)體系的物料衡算表．

成分進(jìn)料出料

純CH₄ CH₄ C₂H₂ H₂

體積/m³ 44.8 19.13 8.96 39.5

①C₂H₂的產(chǎn)率α=
40%
40%
．
②出料中C₂H₂和H₂的物質(zhì)的量之比并不等于1：3，可能的原因是
該反應(yīng)存在較多副反應(yīng)（或C₂H₂發(fā)生加成反應(yīng)或C₂H₂發(fā)生分解）等
該反應(yīng)存在較多副反應(yīng)（或C₂H₂發(fā)生加成反應(yīng)或C₂H₂發(fā)生分解）等
．
③其他條件不變，若通過壓縮體積增大容器的壓強(qiáng)，反應(yīng)的平衡常數(shù)K
不變
不變
（填“增大”“減小”或“不變”）．

【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算．

【答案】高溫；低壓；CH₄+2H₂O═4H₂+CO₂；A；O₂+4e^-+2CO₂=2

；40%；該反應(yīng)存在較多副反應(yīng)（或C₂H₂發(fā)生加成反應(yīng)或C₂H₂發(fā)生分解）等；不變

【解答】

【點(diǎn)評】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：9引用：2難度：0.6

相似題

1．Ⅰ.（1）苯與濃硫酸發(fā)生磺化反應(yīng)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(yīng)生成硝基苯，磺化反應(yīng)與硝化反應(yīng)不同，是可逆反應(yīng)。已知：H₂SO₄（濃硫酸）+，要使反應(yīng)向某一方向進(jìn)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(diǎn)）。
（2）苯的磺化反應(yīng)的特點(diǎn)是反應(yīng)中間體轉(zhuǎn)變?yōu)楸交撬崤c恢復(fù)為苯所越過的能壘差別不大（如圖1所示）。

苯的硝化反應(yīng)歷程與苯的磺化反應(yīng)部分相似，但中間體都轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物，反應(yīng)是不可逆的，在圖2上畫出硝化反應(yīng)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(yīng)最快，在常溫下即可與苯發(fā)生磺化反應(yīng)，生成苯磺酸：H₂SO₄（發(fā)煙硫酸）+，當(dāng)發(fā)煙硫酸和苯按1：1反應(yīng)達(dá)到平衡后產(chǎn)生的苯磺酸的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為26%，則該反應(yīng)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(shí)意義。
相關(guān)反應(yīng)如下：
①，反應(yīng)①常溫下不自發(fā)。
（4）往反應(yīng)①中加入H₂O₂（l）后，所得反應(yīng)（簡稱反應(yīng)②，下同）在常溫下能自發(fā)進(jìn)行，原因是

（已知反應(yīng)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(yīng)①的平衡常數(shù)增大
B．加壓有利于反應(yīng)①、②的平衡正向移動(dòng)
C．反應(yīng)①中加入H₂O₂（l）后平衡正向移動(dòng)
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?jǐn)?shù)
發(fā)布：2024/10/26 17:0:2組卷：17引用：1難度：0.5
解析
2．苯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了苯容易發(fā)生取代反應(yīng)，因此研究苯的取代產(chǎn)物及反應(yīng)機(jī)理具有重要意義。
Ⅰ．（1）苯與濃硫酸發(fā)生磺化反應(yīng)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(yīng)生成硝基苯，磺化反應(yīng)與硝化反應(yīng)不同，是可逆反應(yīng)。已知：H₂SO₄（濃硫酸）+
室溫
+H₂O，要使反應(yīng)向某一方向進(jìn)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(diǎn)）
（2）苯的磺化反應(yīng)的特點(diǎn)是反應(yīng)中間體轉(zhuǎn)變?yōu)楸交撬崤c恢復(fù)為苯所越過的能壘差別不大（如圖1所示）。苯的硝化反應(yīng)歷程與苯的磺化反應(yīng)部分相似，但中間體都轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物，反應(yīng)是不可逆的，在圖2上畫出硝化反應(yīng)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(yīng)最快，在常溫下即可與苯發(fā)生磺化反應(yīng)，生成苯磺酸：H₂SO₄（發(fā)煙硫酸）+
室溫
+H₂O，當(dāng)發(fā)煙硫酸和苯按1：1反應(yīng)達(dá)到平衡后產(chǎn)生的苯磺酸的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為26%，則該反應(yīng)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(shí)意義。相關(guān)反應(yīng)如下：
①（l）+NH₃?H₂O（l）
催化劑
（l）+H₂↑（g）+H₂O（1），反應(yīng)①常溫下不自發(fā)。
（1）反應(yīng)①是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，判斷并說明理由：

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

。（已知反應(yīng)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(yīng)①的平衡常數(shù)增大
B．加壓有利于反應(yīng)①、②的平衡正向移動(dòng)
C．反應(yīng)①中加入H₂O₂（1）后平衡正向移動(dòng)
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?jǐn)?shù)
發(fā)布：2024/10/26 17:0:2組卷：13引用：1難度：0.6
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(shí)，相關(guān)反應(yīng)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)如下表。

熱力學(xué)數(shù)據(jù) 反應(yīng)①2Fe₂O₃（s）+3C（s）═4Fe（s）+3CO₂（g）反應(yīng)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(yīng)②的焓變△H₂的值為

。
（2）反應(yīng)①和反應(yīng)②中

（填“①”或“②”）代表高爐煉鐵的主要反應(yīng)，理由是

。
（3）反應(yīng)①的△S遠(yuǎn)大于反應(yīng)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?jǐn)?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(yīng)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(jìn)一步提高CO的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施

。
a.適當(dāng)降低反應(yīng)體系的溫度
b.及時(shí)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(jìn)行富集，實(shí)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(fù)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(shí)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(yīng)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(shí)，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(jìn)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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成分	進(jìn)料	出料
成分	純CH₄	CH₄	C₂H₂	H₂
體積/m³	44.8	19.13	8.96	39.5

熱力學(xué)數(shù)據(jù)	反應(yīng)①2Fe₂O₃（s）+3C（s）═4Fe（s）+3CO₂（g）	反應(yīng)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