CH4CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2）。还对温

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更新 2022-09-04
科目化学
题型综合题
难度中等
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挑错有奖

$C H_{4} - C O_{2}$ 催化重整不仅可以得到合成气（CO和 $H_{2}$ ）。还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：

（1） $C H_{4} - C O_{2}$ 催化重整反应为： $C H_{4} (g) + C O_{2} (g) = 2 CO (g) + 2 H_{2} (g)$ 。

已知：

$C (s) + 2 H_{2} (g) = C H_{4} (g)$ $△ H = - 75 kJ \cdot mo l^{- 1}$

$C (s) + O_{2} (g) = C O_{2} (g)$ $△ H = - 394 kJ \cdot mo l^{- 1}$

$C (s) + \frac{1}{2} O_{2} (g) = CO (g)$ $△ H = - 111 kJ \cdot mo l^{- 1}$

该催化重整反应的 $△ H =$ ________ $kJ \cdot mo l^{- 1}$ 。有利于提高 $C H_{4}$ 平衡转化率的条件是________（填标号）。

A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压

某温度下，在体积为2L的容器中加入 $2 molC H_{4} \cdot 1 molC O_{2}$ 以及催化剂进行重整反应。达到平衡时 $C O_{2}$ 的转化率是50%，其平衡常数为________ $mo l^{2} \cdot L^{- 2}$ 。

（2）反中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：

		积碳反应 $C H_{4} (g) = C (s) + 2 H_{2} (g)$	消碳反应 $C O_{2} (g) + C (s) = 2 CO (g)$
$ΔHJ (KJ \cdot mo l^{- 1})$		75	172
活化能/ $(KJ \cdot mo l^{- 1})$	催化剂X	33	91
活化能/ $(KJ \cdot mo l^{- 1})$	催化剂Y	43	72

①由上表判断,催化剂X________Y(填"优于或劣于"),理由是________.在反应进料气组成,压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如右图所示,升高温度时,下列关于积碳反应,消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是________(填标号)

A．	$K_{积}$ 、 $K_{消}$ 均增加
B．	$V_{积}$ 减小、 $V_{消}$ 增加
C．	$K_{积}$ 减小、 $K_{消}$ 增加
D．	$v_{消}$ 增加的倍数比 $V_{积}$ 增加的倍数大

②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为 $v = k \cdot p (C H_{4}) \cdot {[p (C O_{2})]}^{- 0.5}$ (k为速率常数)。在 $p (C H_{4})$ 一定时,不同 $P (C O_{2})$ 下积碳量随时间的变化趋势如右图所示,则 $P_{a} (C O_{2})$ 、 $P_{b} (C O_{2})$ 、 $P_{c} (C O_{2})$ 从大到小的顺序为________

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[化学--选修5：有机化学基础]

化合物G是治疗高血压的药物"比索洛尔"的中间体，一种合成G的路线如下：

已知以下信息：

①A的核磁共振氢谱为单峰；B的核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为6∶1∶1。

②D的苯环上仅有两种不同化学环境的氢； $1 m o l D$ 可与 $1 m o l N a O H$ 或 $2 m o l N a$ 反应。

回答下列问题：

（1）A的结构简式为____________。

（2）B的化学名称为____________。

（3）C与D反应生成E的化学方程式为____________。

（4）由E生成F的反应类型为____________。

（5）G的分子式为____________。

（6）L是D的同分异构体，可与FeCl ₃溶液发生显色反应， $1 m o l$ 的L可与 $2 m o l$ 的 $N a_{2} C O_{3}$ 反应，L共有______种；其中核磁共振氢谱为四组峰，峰面积比为3∶2∶2∶1的结构简式为___________、____________。

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我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐 $(N_{5})_{6} (H_{3} O)_{3} (N H_{4})_{4} C l$ （用R代表）。回答下列问题：

（1）氮原子价层电子的轨道表达式（电子排布图）为_____________。

（2）元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能（ E ₁）。第二周期部分元素的 E ₁变化趋势如下图所示，其中除氮元素外，其他元素的 E ₁自左而右依次增大的原因是___________；氮元素的 E ₁呈现异常的原因是__________。

（3）经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如下图所示。

①从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为_________，不同之处为__________。（填标号）

A．中心原子的杂化轨道类型B．中心原子的价层电子对数

C．立体结构D．共价键类型

②R中阴离子 $N_{5}^{-}$ 中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号 $Π_{m}^{n}$ 表示，其中 m代表参与形成大π键的原子数， n代表参与形成大π键的电子数（如苯分子中的大π键可表示为 $Π_{6}^{6}$ ），则 $N_{5}^{-}$ 中的大π键应表示为____________。

③图（b）中虚线代表氢键，其表示式为( $N H_{4}^{+}$ )N−H…Cl、____________、____________。

（4）R的晶体密度为 $d g \cdot c m^{- 3}$ ，其立方晶胞参数为 anm，晶胞中含有 y个[ $(N_{5})_{6} (H_{3} O)_{3} (N H_{4})_{4} C l$ ]单元，该单元的相对质量为 M，则 y的计算表达式为______________。

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研究发现，在 $C O_{2}$ 低压合成甲醇反应 $({CO}_{2} + 3 H_{2} = {CH}_{3} OH + H_{2} O)$ 中， $Co$ 氧化物负载的 $Mn$ 氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：

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（3）在 $C O_{2}$ 低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为________，原因是________。

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砷（As）是第四周期VA族元素，可以形成 ${{As}_{2} S}_{3}$ 、 ${As}_{2} O_{5}$ 、 $H_{3} {AsO}_{3}$ 、 $H_{3} {AsO}_{4}$ 等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：

（1）画出砷的原子结构示意图__________。

（2）工业上常将含砷废渣（主要成分为 ${As}_{2} S_{3}$ ）制成浆状，通入 $O_{2}$ 氧化，生成 $H_{3} {AsO}_{4}$ 和单质硫。写出发生反应的化学方程式__________。该反应需要在加压下进行，原因是__________。

（3）已知：

$As (s) + \frac{3}{2} H_{2} (g) + 2 O_{2} (g) = H_{3} {AsO}_{4} (s)$ $Δ H_{1}$

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$2 As (s) + \frac{5}{2} O_{2} (g) = {As}_{2} O_{5} (s)$ $Δ H_{3}$

则反应 ${As}_{2} O_{3} (s) + 3 H_{2} O (l) = 2 H_{3} {AsO}_{4} (s)$ 的 $ΔH =$ __________。

（4）298K时，将 $20 m L 3 x m o l \cdot L^{- 1}$ ${Na}_{3} {AsO}_{3}$ 、 $20 mL 3 xmol \cdot L^{- 1} I_{2}$ 和 $20 m L N a O H$ 溶液混合，发生反应： ${AsO}_{3}^{3 -} (aq) + I_{2} (aq) + 2 {OH}^{-} (aq) \overset{}{⇇} {AsO}_{4}^{3 -} (aq) + 2 I^{-} (aq) + H_{2} O (l)$ 。溶液中 $c ({AsO}_{4}^{3 -})$ 与反应时间(t)的关系如图所示。

①下列可判断反应达到平衡的是__________（填标号）。

a．溶液的pH不再变化

b． $v (I^{-}) = 2 v ({AsO}_{3}^{3 -})$

c． $c ({AsO}_{4}^{3 -}) / c ({AsO}_{3}^{3 -})$ 不再变化

d． $c (I^{-}) = y mol \cdot L^{- 1}$

② $t_{m}$ 时， $v_{正}$ __________ $v_{逆}$ （填"大于"、"小于"或"等于"）。

③ $t_{m}$ 时 $v_{逆}$ __________ $t_{n}$ 时 $v_{逆}$ （填"大于"、"小于"或"等于"），理由是__________。

④若平衡时溶液的 $pH = 14$ ，则该反应的平衡常数K为__________。

题型：未知
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【选修五：有机化学基础】氧化白藜芦醇W具有抗病毒等作用。下面是利用Heck反应合成W的一种方法：

回答下列问题：

（1）A的化学名称为________。

（2）中的官能团名称是________。

（3）反应③的类型为________，W的分子式为________。

（4）不同条件对反应④产率的影响见下表：

实验	碱	溶剂	催化剂	产率/%
①	KOH	DMF	$P d (O A c)_{2}$	22.3
②	$K_{2} C O_{3}$	DMF	$P d (O A c)_{2}$	10.5
③	$E t_{3} N$	DMF	$P d (O A c)_{2}$	12.4
④	六氢吡啶	DMF	$P d (O A c)_{2}$	31.2
⑤	六氢吡啶	DMA	$P d (O A c)_{2}$	38.6
⑥	六氢吡啶	NMP	$P d (O A c)_{2}$	24.5

上述实验探究了________和________对反应产率的影响。此外，还可以进一步探究________等对反应产率的影响。

（5）X为D的同分异构体，写出满足如下条件的X的结构简式________。

①含有苯环；②有三种不同化学环境的氢，个数比为6∶2∶1；③ $1 m o l$ 的X与足量金属Na反应可生成 $2 g H_{2}$ 。

（6）利用Heck反应，由苯和溴乙烷为原料制备，写出合成路线________。（无机试剂任选）

题型：未知
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