课题1 化工生产过程中的基本问题 知识点题库

（1） 晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式为Si（s）+O₂（g）═SiO₂（s）△H=﹣989.2kJ•mol^﹣1 ， 有关键能数据如下表：

化学键	Si﹣O	O=O	Si﹣Si
键能kJ•mol﹣1	x	498.8	176

已知1molSi中含2molSi﹣Si键，1molSiO₂中含4molSi﹣O键，则x的值为．

（2） 假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不妥当的是        ．

（3） 工业制备纯硅的反应为2H₂（g）+SiCl₄（g）═Si（s）+4HCl（g）△H=+240.4kJ•mol^﹣1 ， 生成的HCl通入100mL 1mol•L^﹣1的NaOH溶液恰好完全被吸收，则上述制备纯硅的反应过程中（填“吸收”或“释放”）的热量为 kJ．

（1） Ⅰ→Ⅱ的反应是（填“吸热”，“放热”）反应．

（2） c为KJ．

（3） 图示中b的大小对Ⅲ→Ⅱ反应的△H的影响是       ．

（4） 图中的d+e﹣b=KJ．

（1） Ⅰ.2NO(g)+O₂(g) 2NO₂(g) △H₁=-113.0 kJ·mol^-1

Ⅱ.2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g) △H₂

Ⅲ．NO₂(g)+SO₂(g) SO₃(g)＋NO(g) △H₃=-41.8 kJ·mol^-1

△H₂=。

（2） 在 100℃时，将1mol NO₂与1 mol SO₂的混合气体置于2L绝热恒容密闭容器中发生反应Ⅲ。

①2min末测得 SO₃的物质的量为 0.2 mol，则 v(SO₃)=；

②能够判断此反应达到平衡的标志是；

A．            B． 混合气体的密度保持不变

D． 混合气体的颜色保持不变    C． 体系的压强保持不变

③正反应的反应速率随时间变化的趋势如图所示，b点后正反应速率降低的原因：。

（3） 在 400℃和 650℃条件下，分别向两个相同体积的密闭容 了器中充人 2 mol NO₂ 和 2 mol SO₂ ， 发生反应：NO₂(g)+ SO₂(g) SO₃(g)＋NO(g)△H＜0，实验得出两容器中SO₂与 NO 的物质的量随时间的变化关系如图所示。已知气体分压=总压×气体的物质的量分数，用气体分压代替浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数(Kp)，曲线ad对应的容器中平衡后总压为p_x kPa，曲线bc 对应的容器中平衡后总压为p_y kPa。

①曲线bc 表示的是 650℃条件下相关物质的物质的量的变化曲线，其判断依据是；②400℃条件下平衡常数 K_p=。

（4） Li/SO₂电池以 LiBr-AN(乙腈)、液态 SO₂为电解质溶液，放电时有白色的连二亚硫酸锂(Li₂S₂O₄)沉淀生成。

①放电时正极的电极反应式为；

②锂电池必须在无水环境中使用的原因是(用化学方程式表示)。

（1） 氧化亚铜制备

①用CuO与Cu在900℃高温烧结可得Cu₂O。

已知：2Cu(s)+O₂(g)=2CuO(s) △H₁=-314kJ•mol^-1

2Cu₂O(s)+O₂(g)=4CuO(s) △H₂=-292kJ•mol^-1

则反应CuO(s)+Cu(s)=Cu₂O(s)的△H₃=kJ•mol^-1。

②肼还原制备Cu₂O。方法如下：将3～5mL浓度为20%N₂H₄（肼）水溶液倒入50mL高浓度醋酸铜水溶液中，使Cu²⁺被还原，并产生氮气。将生成的Cu₂O沉淀用水、乙醇和乙醚洗涤。

生成Cu₂O的离子方程式为；肼不宜过量，可能的原因是。

③电解法制备Cu₂O流程如图：

电解时阳极生成Cu₂Cl₂的电极反应式为，Cu₂Cl₂在溶液中生成Cu₂O的化学方程式为。

（2） Cu₂O与ZnO组成的催化剂可用于催化合成甲醇[CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)]。将H₂和CO按 =2的投料比充入1L恒容密闭容器中，在一定条件下发生上述反应，CO的平衡转化率与温度的关系如图所示：

①随着温度的升高，该反应的平衡常数（填“增大”“减小”或“不变”）；图中压强由大到小的顺序为。

②提高CO的平衡转化率除温度和压强外，还可采取的措施是。

（1） 工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：

反应 I：CO ( g) + 2H₂(g)⇌CH₃OH ( g) ΔH₁

反应 II：CO₂(g)+ 3H₂( g)⇌CH₃OH(g) + H₂O( g) ΔH₂

①上述反应符合“原子经济”原则的是 (填“I”或“II”)

②下表所列数据是反应 I 在不同温度下的化学平衡常数 (K )：

温度	250℃	300℃	350℃
K	2. 041	0. 270	0. 012

由表中数据判断ΔH₁0   (填“＞”、“＜ ”或“=”)。

③某温度下 ，将 2mol CO 和6 mol H₂充入 2 L 的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得 n (CO)=0.4 mol，则CO的转化率为 ，此时的温度为℃(从上表中选择)。

（2） 已知在常温常压下 ：

①2CH₃OH (l)+ 3O₂(g) = 2CO₂(g) + 4H₂O(g) ΔH=-1 275.6kJ• mol^-1

②2CO (g) + O₂(g) = 2CO₂(g) ΔH= - 566.0kJ• mol^-1

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式 。

（3） 用如图所示的装置电解K₂SO₄溶液同时制备H₂SO₄和 KOH 溶液， II 中装入K₂SO₄溶液( a、b 是离子交换膜)，下列有关分析正确的是_________。

（1） A试管中发生反应的化学方程式为。

（2） B试管中的现象。

（3） C试管中的现象是。

（4） 湿碱棉团的作用是。

（1） ΔH₁0(填“>”或“<”)。

（2） 反应i逆反应的活化能为kJ/mol(用含a、b、c的代数式表示)。

（3） 决定总反应速率快慢的是(填“反应i”或“反应ii”)

（4） 各步反应速率方程如表，其中k₁、k₂、k₃、k₄分别为v_1正、v_1逆、v_2正、v_2逆的速率常数，且仅与温度有关。

反应i		反应ii
v1正=k1c(I2)	v1逆=k2c2(I)	v2正	v2逆=k4c2(HI)

①表中v_2正=。

②实验测得总反应速率v=kc(I₂)c(H₂)，则k=(用仅含k₁ ， k₂ ， k₃的代数式表达)。

（5） 将等物质的量的I₂和H₂置于预先抽真空的特制1L密闭容器中，加热到1500K，起始总压强为400kPa；平衡后，总压强为450kPa。体系中存在如下反应关系：

I₂(g) 2I(g)    K_p1=100kPa

I₂(g)+H₂(g) 2HI(g)    K_p2

1500K平衡体系中I(g)的分压为kPa、K_p2=(保留到小数点后2位)。

（1） 有利于实现“碳达峰、碳中和”的是____(填标号)。

（2） 催化重整可以得到合成气( 和 )，对“碳达峰、碳中和”具有重要意义。

① 催化重整反应： ， 有利于提高 平衡转化率的条件是(填标号)。

A．低温高压       B．高温低压       C．高温高压       D．低温低压

②某温度下，在体积为 的容器中加入 以及催化剂进行重整反应，达到平衡时 的转化率是 ， 其平衡常数为 。

③反应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	消碳反应
		75	172
活化能(kJ·mol－1)	催化剂X	43	72
	催化剂Y	33	91

由上表判断，催化剂XY(填“优于”或“劣于)，理由是。

④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图1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_积减小、K_消增加       B．v_积减小、v_消增加

C．K_积、K_消均增加               D．v_消增加的倍数比v_积增加的倍数大

⑤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·p(CH₄)·[(CO₂)]^-0.5(k为速率常数)。在 一定时，不同 下积碳量随时间的变化趋势如图2所示，则 从大到小的顺序为。

（1） 人工合成转化为淀粉只需要11步，其中前两步涉及的反应如图所示：

反应：   。

（2） 反应Ⅰ进行时，同时发生反应：在1L恒容密闭容器中充入和 ， 一定温度下，达到平衡时， ， ， 物质的量分数为％。(计算结果保留1位小数)

（3） 乙烯是合成工业的重要原料，一定条件下可发生反应：。

①分别在不同温度、不同催化剂下，保持其它初始条件不变，重复实验，经相同时间测得体积分数与温度的关系如图所示：

 

在催化剂甲作用下，图1中M点的速率(填“＞”、“＜”或“=”)，根据图1所给信息，应选择的反应条件为。

②一定温度下，该反应正逆反应速率与、的浓度关系： ， (、是速率常数)，且或的关系如图所示，向恒容密闭容器中充入一定量 ， 反应进行m分钟后达平衡，测得 ， 该温度下，平衡常数K=(用含a、b的计算式表示，下同)，用表示的平均反应速率为。