高中化学转化率随温度、压强的变化曲线试题

丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：

（1）正丁烷（ $C_{4} H_{10}$ ）脱氢制1-丁烯（ $C_{4} H_{8}$ ）的热化学方程式如下：

① $C_{4} H_{10} (g) = C_{4} H_{8} (g) + H_{2} (g)$ Δ H ₁

已知：② $C_{4} H_{10} (g) + O_{2} (g) = C_{4} H_{8} (g) + H_{2} O (g) Δ H_{2} = - 119 k J \cdot m o l^{- 1}$

③ $H_{2} (g) + O_{2} (g) = H_{2} O (g) Δ H_{3} = - 242 k J \cdot m o l^{- 1}$

反应①的Δ H ₁为________kJ·mol ⁻¹。图（a）是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图， x_________0.1（填"大于"或"小于"）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是__________（填标号）。

A．

升高温度

B．

降低温度

C．

增大压强

D．

降低压强

（2）丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b）为丁烯产率与进料气中 n（氢气）/ n（丁烷）的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是___________。

（3）图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_____________。

来源：2017年全国统一高考理综试卷（全国Ⅱ卷）化学部分

更新：2021-09-30
题型：未知
难度：未知

收藏答案/解析

近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：

（1）Deacon发明的直接氧化法为： $4 H C l (g) + O_{2} (g) = 2 C l_{2} (g) + 2 H_{2} O (g)$ 。下图为刚性容器中，进料浓度比 c(HCl) ∶ $c (O_{2})$ 分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：

可知反应平衡常数 K（300℃）________ K（400℃）（填"大于"或"小于"）。设HCl初始浓度为 $c_{0}$ ，根据进料浓度比 c(HCl)∶ c(O ₂)=1∶1的数据计算 K（400℃）=________（列出计算式）。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比 c(HCl)∶ $c (O_{2})$ 过低、过高的不利影响分别是________。

（2）Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：

$C u C l_{2} (s) = C u C l (s) + \frac{1}{2} C l_{2} (g)$ Δ $H_{1} = 83 k J \cdot m o l^{- 1}$

$C u C l (s) + \frac{1}{2} O_{2} (g) = C u O (s) + \frac{1}{2} C l_{2} (g)$ Δ $H_{2} = - 20 k J \cdot m o l^{- 1}$

$C u O (s) + 2 H C l (g) = C u C l_{2} (s) + H_{2} O (g)$ Δ $H_{3} = - 121 k J \cdot m o l^{- 1}$

则 $4 H C l (g) + O_{2} (g) = 2 C l_{2} (g) + 2 H_{2} O (g)$ 的 Δ H=________ $k J \cdot m o l^{- 1}$ 。

（3）在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是________。（写出2种）

（4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：

负极区发生的反应有________（写反应方程式）。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气________L（标准状况）

来源：2019年全国统一高考理综试卷（全国Ⅲ卷）化学部分

更新：2021-09-29
题型：未知
难度：未知

收藏答案/解析

三氯氢硅（ $S i H C l_{3}$ ）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：

（1） $S i H C l_{3}$ 在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气时发烟生成 $(H S i O)_{2} O$ 等，写出该反应的化学方程式________。

（2） $S i H C l_{3}$ 在催化剂作用下发生反应：

$2 S i H C l_{3} (g) = S i H_{2} C l_{2} (g) + S i C l_{4} (g)$ $Δ H_{1} = 48 k J \cdot m o l^{- 1}$

$3 S i H_{2} C l_{2} (g) = S i H_{4} (g) + 2 S i H C l_{3} (g)$ $Δ H_{2} = - 30 k J \cdot m o l^{- 1}$

则反应 $4 S i H C l_{3} (g) = S i H |4| (g) + 3 S i C l_{4} (g)$ 的 $Δ H =$ ________ $k J \cdot m o l^{- 1}$ 。

（3）对于反应 $2 S i H C l_{3} (g) = S i H_{2} C l_{2} (g) + S i C l_{4} (g)$ ，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在 $323 K$ 和 $343 K$ 时 $S i H C l_{3}$ 的转化率随时间变化的结果如图所示。

① $343 K$ 时反应的平衡转化率 α=________%。平衡常数 $K_{343 K} =$ ________（保留2位小数）。

②在 $343 K$ 下：要提高 $S i H C l_{3}$ 转化率，可采取的措施是________；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有________、________。

③比较a、b处反应速率大小： $v_{a}$ ________ $v_{b}$ （填"大于""小于"或"等于"）。反应速率 $v = v_{正} - v_{逆} = k_{正} {x^{2}}_{{SiHCl}_{3}}$ − $k_{逆} x_{{SiH}_{2} {Cl}_{2}} x_{{SiCl}_{4}}$ ， $k_{正}$ 、 $k_{逆}$ 分别为正、逆向反应速率常数， x为物质的量分数，计算a处 $\frac{v_{正}}{v_{逆}}$ =________（保留1位小数）。

来源：2018年全国统一高考理综试卷（全国Ⅲ卷）化学部分

更新：2021-09-28
题型：未知
难度：未知

收藏答案/解析

探究CH₃OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH₃OH的产率。以CO₂、H₂为原料合成CH₃OH涉及的主要反应如下：

Ⅰ．CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₁＝﹣49.5 kJ•mol^﹣¹

Ⅱ．CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）△H₂＝﹣90.4 kJ•mol^﹣¹

Ⅲ．CO₂（g）+H₂（g）⇌CO（g）+H₂O（g）△H₃

回答下列问题：

（1）△H₃＝　　kJ•mol^﹣¹。

（2）一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1mol CO₂和3mol H₂发生上述反应，达到平衡时，容器中CH₃OH（g）为amol，CO为bmol，此时H₂O（g）的浓度为　 $\frac{a + b}{V}$ 　mol•L^﹣¹（用含a、b、V的代数式表示，下同），反应Ⅲ的平衡常数为　　。

（3）不同压强下，按照n（CO₂）：n（H₂）＝1：3投料，实验测定CO₂的平衡转化率和CH₃OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。

已知：CO₂的平衡转化率 $= \frac{n {(CO}_{2})_{初始} - n {(CO}_{2})_{平衡}}{n {(CO}_{2})_{初始}} \times$ 100%

CH₃OH的平衡产率 $= \frac{n {(CH}_{3} OH)_{平衡}}{n {(CO}_{2})_{初始}} \times$ 100%

其中纵坐标表示CO₂平衡转化率的是图　　（填“甲”或“乙”）；压强p₁、p₂、p₃由大到小的顺序为　　；图乙中T₁温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是　　。

（4 ）为同时提高CO₂的平衡转化率和CH₃OH的平衡产率，应选择的反应条件为　　（填标号）。

A．低温、高压 B．高温、低压 C．低温、低压 D．高温、高压

来源：2020年山东省新高考化学试卷

更新：2021-07-22
题型：未知
难度：未知

收藏答案/解析

CH₄与CO₂重整生成H₂和CO的过程中主要发生下列反应

CH₄（g）+CO₂（g）═2H₂（g）+2CO（g）△H＝247.1kJ•mol^﹣¹

H₂（g）+CO₂（g）═H₂O（g）+CO（g）△H＝41.2kJ•mol^﹣¹

在恒压、反应物起始物质的量比n（CH₄）：n（CO₂）＝1：1 条件下，CH₄和CO₂的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是（　　）

A．升高温度、增大压强均有利于提高CH₄的平衡转化率

B．曲线B表示CH₄的平衡转化率随温度的变化

C．相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠

D．恒压、800K、n（CH₄）：n（CO₂）＝1：1 条件下，反应至CH₄转化率达到X点的值，改变除温度外的特定条件继续反应，CH₄转化率能达到Y点的值

来源：2020年江苏省高考化学试卷

更新：2021-07-26
题型：未知
难度：未知

收藏答案/解析