高三化学解答题中等难度题
高三化学解答题中等难度题查看答案及解析
（12分）随着石油资源的日趋紧张，天然气资源的转化利用越来越受到人们的关注。下图是最近研发出的天然气利用新途径：首先甲烷在催化剂作用下发生“氧氯化反应”生成一氯甲烷；然后一氯甲烷在400°C的条件下通过分子筛催化转化为低碳烯烃。
请根据以上信息回答下列问题：
（1）第一轮次反应投料时甲烷和氯化氢的最佳体积比（相同条件）为________。
（2）由一氯甲烷生成丙烯的化学方程式为________。
（3）按最佳反应投料比，若该途径中的第一步“甲烷氧氯化反应”的转化率为80%，经除水、分离出混合物中的一氯甲烷后，剩余CH4、O2和HCl全部留用并投入第二轮次生产；第二步一氯甲烷反应生成含有乙烯、丙烯、丁烯和氯化氢的混合气体，碳原子的利用率为90%，分离出其中的烯烃气体后，剩余HCl也全部留用并投入第二轮次生产，则：
①标准状况下，1m3甲烷经过一轮反应可得到________kg乙烯、丙烯、丁烯的混
合气体。
②为了与第一轮次得到的等量的低碳烯烃，第二轮次反应投料时，需补充的CH4、
O2和HCl的体积比为（相同条件）________。（请写出①和②的计算过程）
高三化学计算题困难题查看答案及解析
随着石油资源的日益枯竭，天然气的廾发利用越来越受到重视。CH4/CO2催化重整制备合成气(CO和H2)是温室气体CO2和CH4资源化利用的重要途径之一，并受了国内外研究人员的高度重视。回答下列问题：
（1）已知：①CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) △H1=+205.9 kJ·mol－1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2=－41.2 kJ·mol－1
CH4/CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H
该催化重整反应的△H=______kJ·mol－1。要缩短该反应达到平衡的时间并提高H2的产率可采取的措施为_____。
（2）向2L刚性密闭容器中充入2molCH4和2mol CO2进行催化重整反应，不同温度下平衡体系中CH4和CO的体积分数(
)随温度变化如下表所示。
已知b>a>c，则T1______T2(填“>”“<”或“=”)。T1下该反应的平衡常数K=_______(mol2·L－2)
（3）实验硏究表明，载体对催化剂性能起着极为重要的作用，在压强0.03MPa，温度750℃条件下，载体对镍基催化剂性能的影响相关数据如下表：
由上表判断，应选择载体为_______(填化学式)，理由是________。
（4）现有温度相同的I、Ⅱ、Ⅲ三个恒压密闭容器，均充入2mol CH4(g)和2 molCO2(g)进行反应，三个容器的反应压强分别为p1atm、p2atm、p3atm，在其他条件相同的情况下，反应均进行到tmin时，CO2的体积分数如图所示，此时I、Ⅱ、Ⅲ个容器中一定处于化学平衡状态的是_______。
（5）利用合成气为原料合成甲醇，其反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，在一定温度下查得该反应的相关数据如下表所示：
该反应速率的通式为ν正=k正cm(CO)·cn(H2)(k正是与温度有关的速率常数)。由表中数据可确定反应速率的通式中n=____(取正整数)。若该温度下平衡时组别1的产率为25%，则组别1平衡时的v正=______(保留1位小数)。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
随着石油资源的日益枯竭，天然气的廾发利用越来越受到重视。CH4/CO2催化重整制备合成气(CO和H2)是温室气体CO2和CH4资源化利用的重要途径之一，并受了国内外研究人员的高度重视。回答下列问题：
（1）已知：①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=+205.9 kJ·mol－1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2=－41.2 kJ·mol－1
CH4/CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H
该催化重整反应的△H=______kJ·mol－1。要缩短该反应达到平衡的时间并提高H2的产率可采取的措施为_____。
（2）向2L刚性密闭容器中充入2molCH4和2mol CO2进行催化重整反应，不同温度下平衡体系中CH4和CO的体积分数()随温度变化如下表所示。
已知b>a>c，则T1______T2(填“>”“<”或“=”)。T1下该反应的平衡常数K=_______(mol2·L－2)
（3）实验硏究表明，载体对催化剂性能起着极为重要的作用，在压强0.03MPa，温度750℃条件下，载体对镍基催化剂性能的影响相关数据如下表：
由上表判断，应选择载体为_______(填化学式)，理由是________。
（4）现有温度相同的I、Ⅱ、Ⅲ三个恒压密闭容器，均充入2mol CH4(g)和2 molCO2(g)进行反应，三个容器的反应压强分别为p1atm、p2atm、p3atm，在其他条件相同的情况下，反应均进行到tmin时，CO2的体积分数如图所示，此时I、Ⅱ、Ⅲ个容器中一定处于化学平衡状态的是_______。
（5）利用合成气为原料合成甲醇，其反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，在一定温度下查得该反应的相关数据如下表所示：
该反应速率的通式为ν正=k正cm(CO)·cn(H2)(k正是与温度有关的速率常数)。由表中数据可确定反应速率的通式中n=____(取正整数)。若该温度下平衡时组别1的产率为25%，则组别1平衡时的v正=______(保留1位小数)。
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（9分）随着环保意识增强，清洁能源越来越受到人们关注。
（1）甲烷是一种理想的洁净燃料。已知：
CH4（g）+2O2（g）= CO2（g）+2H2O（g）；△H= —802．3kJ·mol-1
H2O（1） =H2O（g），△H =+44．0kJ·mol-l
则4．8g甲烷气体完全按燃烧生成液态水，放出热量为________。
（2）利用甲烷与水反应制备氢气，因原料廉价，具有推广价值。
该反应为CH4（g）+H2O（g）
CO（g）+3H2（g）;△H=+206．lkJ·mol-l。
①若800℃时，反应的化学平衡常数K=l．0，某时刻测得该温度下密闭容器中各物质的物质的量浓度如下表。
则此时正、逆反应速率的关系是________。（填标号）
A．v（正）>v（逆） B．v（正）<v（逆）
C．v（正）=v（逆） D．无法判断
②为了探究温度、压强对上述化学反应速率的影响，某同学设计了以下三组对比实验（温度为360℃或480℃、压强为101 kPa或303 kPa，其余实验条件见下表）。
表中t=________ ，P=________ ；
设计实验2、3的目的是________
实验l、2、3中反应的化学平衡常数的大小关系是________ （用K1、K2、K3表示）。
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| CH4 | H2O | CO | H2 |
| 3.0mol•L-1 | 8.5mol•L-1 | 2.0mol•L-1 | 2.0mol•L-1 |
| 实验序号 | 温度/℃ | 压强/kPa | CH4初始浓度/mol•L-1 | H2O初始浓度/mol•L-1 | K |
| 1 | 360 | P | 2.00 | 6.80 | K1 |
| 2 | t | 101 | 2.00 | 6.80 | K2 |
| 3 | 360 | 101 | 2.00 | 6.80 | K3 |
MnFe2O4-x+
□↑，则框内物质为______；高三化学解答题中等难度题查看答案及解析
随着环保意识增强，清洁能源越来越受到人们关注。
（1）甲烷是一种理想的洁净燃料。已知：CH4（g）+2O2（g）= CO2（g）+ 2H2O（g）；△H= -802.3kJ·mol-1 H2O（1）=H2O（g），△H =+44.0kJ·mol-l
写出常温常压下甲烷完全燃烧的热化学方程式____，计算4.8g甲烷气体完全燃烧生成液态水，放出热量为____kJ。
（2）利用甲烷与水反应制备氢气，因原料廉价，具有推广价值。该反应为CH4（g）+H2O（g）
CO（g）+3H2（g）△H=+206.lkJ·mol-l。
①800℃时，反应的化学平衡常数K=l.0，某时刻测得该温度下密闭容器中各物质的物质的量浓度如下表。
| CH4 | H2O | CO | H2 |
| 3.0 mol•L‾1 | 8.5 mol•L‾1 | 2.0 mol•L‾1 | 2.0 mol•L‾1 |
则此时正、逆反应速率的关系是正反应速率____逆反应速率。（填“＞”、“＜”、“＝”）
②为了探究温度、压强对上述化学反应速率的影响，某同学设计了以下三组对比实验（温度为360℃或480℃、压强为101 kPa或303 kPa，其余实验条件见下表）。
| 实验序号 | 温度/℃ | 压强/kPa | CH4初始浓度/ mol•L‾1 | H2O初始浓度/ mol•L‾1 |
| 1 | 360 | p | 2.00 | 6.80 |
| 2 | t | 101 | 2.00 | 6.80 |
| 3 | 360 | 101 | 2.00 | 6.80 |
表中t=___，P=____；设计实验2、3的目的是____；实验l、2、3中反应的化学平衡常数的大小关系是____（用K1、K2、K3表示）。
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（12分）为《京都议定书》2012年第一承诺期到期后的温室气体减排问题，世界各国都做出了不同的努力。随着新能源的开发和利用，CH3OH这个物质逐渐进入人们的视野，越来越受到人们的关注。
（1）下图是由CO（g）+2H2（g）→CH3OH（g）进行过程中的能量变化曲线。曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化，曲线b表示。下列相关说法正确的是（ ）
A．该反应是吸热反应
B．使用催化剂后反应热减小
C．热化学方程式为CO（g）+2H2（g） CH3OH（g） △H=-510kJ／mol
（2）由（1）推断，CO（g）+2H2（g）CH3OH(g)在密闭容器中进行，图中曲线a代表一定条件下该反应的过程。若使a曲线变为b曲线，可采取的措施是（ ）
A．增大CO的浓度 B．缩小容器的容积
C．加入催化剂 D．升高温度
（3）由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型燃料电池，正在逐步推广使用，假定放电过程中，甲醇完全氧化产生二氧化碳被充分吸收生成CO32-。该电池的负极反应的离子方程式为________，放电过程中电池里溶液的pH将________（填“下降”、“上升”或“不变”）；若有16克甲醇被完全氧化产生电能，并利用该过程中释放的电能电解足量的硫酸铜溶液，假设能量的利用率为80％。则得到氧气的物质的量是________。
（4）某同学将甲醇完全燃烧生成CO2气体通入200mL 0．1 mol/L的石灰水后，得到lg沉淀，那么通入的CO2的体积可能为（标态）________。
高三化学选择、填空题中等难度题查看答案及解析
乙烯是重要的化工原料，目前主要通过石油炼化制备。随着化石燃料资源日益减少，科研工作者正在探索和研发制备乙烯的新方法。
Ⅰ．甲烷在一定条件下脱氢可生成乙烯：2CH4(g)
C2H4(g)＋2H2(g)△H＞0
（1）活化能Ea正____Ea逆（填“＞”、“＝”或“＜”，下同）；k正、k逆表示速率常数，当升高温度时，k正增大的倍数____k逆增大的倍数。
Ⅱ．利用生物无水乙醇催化脱水制备乙烯
主反应 i：C2H5OH(g)C2H4(g)＋H2O(g)△H1＝+45.5 kJ/mol
副反应 ii：2C2H5OH(g)C2H5OC2H5(g)＋H2O(g)△H2＝﹣19.0 kJ/mol
副反应 iii：C2H5OC2H5(g)2C2H4(g)＋H2O(g)△H3
（2）求△H3＝____。
（3）在 2L 恒容密闭容器中充入2mol C2H5OH(g)和一定量的催化剂进行反应，平衡体系中含碳组分的物质的量分数随温度的变化如图所示：
①图中 Y 代表____（填“C2H4”或“C2H5OC2H5”），请解释原因____。
②主反应 i 在 A 点达到平衡状态的标志为____。
a.乙烯浓度不再变化 b.容器内压强不随时间变化
c.混合气体的密度不随时间变化 d.△H 不再变化
③380℃时，假设乙醇完全反应，则反应 iii 的平衡常数 K＝____。
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甲烷和甲醇可以做燃料电池，具有广阔的开发和应用前景，回答下列问题
（1）甲醇燃料电池（简称DMFC）由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注．DMFC工作原理如图1所示：通入a气体的电极是原电池的 极（填“正”“负”），其电极反应式为 ．
（2）某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图2所示U形管中氯化钠溶液的体积为800ml．闭合K后，若每个电池甲烷用量均为0.224L（标况），且反应完全，则理论上通过电解池的电量为 （法拉第常数F=9.65×104C/mol），若产生的气体全部逸出，电解后溶液混合均匀，电解后U形管中溶液的pH为 ．
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