高三化学高考备考一轮复习专题训练：化学反应原理综合题.docx

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1、高考化学一轮专题训练：化学反应原理综合题1（2022辽宁大连二模）我国提出2060年前实现碳中和，为有效降低大气CO2中的含量，以CO2为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生如下反应：.主反应：.副反应：(1)已知：.则_(2)CO2加氢合成甲烷时，通常控制温度为左右，其可能的原因为_A反应速率快B平衡转化率高C催化剂活性高D主反应催化剂选择性好(3)时，向1L恒容密闭容器中充入和，初始压强为p，时主、副反应都达到平衡状态，测得，体系压强为，则内_，平衡时选择性=_(选择性，计算保留三位有效数字)(4)以催化加氢合成的甲醇为原料，在

2、催化剂作用下可以制取丙烯，反应的化学方程式为。该反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示，已知Arhenius经验公式(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。则该反应的活化能_。当改变外界条件时，实验数据如图中的曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是_。2（2022北京房山二模）氨对人类的生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮。(1)反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的化学平衡常数表达式为_。(2)在一定条件下氨的平衡含量如表。温度/压强/MPa氨的平衡含量2001081.5%550108.25%该反应为_(填“

3、吸热”或“放热”)反应。哈伯选用的条件是550、10MPa，而非200、10MPa，可能的原因是_。(3)实验室研究是工业生产的基石。如图中的实验数据是在其它条件不变时，不同温度(200、400、600)、压强下，平衡混合物中NH3的物质的量分数的变化情况。曲线a对应的温度是_。M、N、Q点平衡常数K的大小关系是_。(4)尽管哈伯的合成氨法被评为“20世纪科学领域中最辉煌的成就”之一，但仍存在耗能高、产率低等问题。因此，科学家在持续探索，寻求合成氨的新路径。如图为电解法合成氨的原理示意图，阴极的电极反应式为_。(5)NH3转化为NO是工业制取硝酸的重要一步。已知：100kPa、298K时：4N

4、H3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)H=-1268kJmol-12NO(g)N2(g)+O2(g)H=-180.5kJmol-1请写出NH3转化为NO的热化学方程式_。3（2022辽宁东北育才学校模拟预测）1,6己二醇是一种重要的化工原料，与乙二醇相比，用1,6己二醇为原料制备的聚酯具有更为优异的柔韧性和抗腐蚀性。工业上利用己二酸二甲酯加氢制备1,6己二醇，该反应的化学方程式如图：(g)+4H2(g)(g)+2CH3OH(g) H。(1)已知：化学键C=OCOCHCCOHHH键能/ kJmol1745358413347467436计算上述反应的H=_；此反应自发进行的条件是_(

5、填“高温易自发”“低温易自发”或“任何温度都能自发”)。(2)将组成(物质的量分数)为4n%H2(g)、n% (g)的气体通入刚性密闭反应器中，在温度一定、压强为pMPa条件下只进行上述反应。平衡时，若压强为qMPa，平衡时(g)的转化率为=_ (用p、q的代数式表示，下同)，平衡常数Kp=_(以分压表示，分压=总压物质的量分数)。(3)科研小组在高压反应釜中进行催化加氢反应，对己二酸二甲酯制备1,6己二醇的工艺条件进行了研究。图甲和图乙为此反应在相同时间时，反应压力、反应温度与反应物的转化率和1,6己二醇选择性的变化关系。已知，选择性=100%。由图可知，在压强为27MPa时，己二酸二甲酯制

6、备1,6己二醇应选择的合适温度为_；选择此温度的理由是_；当260时，转化率随着压强增大而不断增大的原因是_。图丙为反应时间与加氢反应时反应物的转化率和选择性的关系。综合考虑，反应时间控制在5h左右较为合适。此时1,6己二醇的产率为_。4（2022湖南娄底模拟预测）丙烯是合成多种高分子材料的原料，工业上常采用裂解丁烷获得丙烯。化学原理如下：反应1：C4H10(g) C3H6(g)+CH4(g) H1反应2：C4H10(g) C2H4(g)+C2H6(g) H2(1)已知在101kPa和一定温度下，由最稳定单质生成1mol纯物质的热效应，称为该物质的标准生成热()。化学规定，稳定单质的生成热为0

7、。几种相关物质的标准生成热数据如下表所示：物质C4H10(g)C3H6(g)C2H4(g)CH4(g)C2H6(g)/(kJmol-1)124.720.452.374.984.7反应1的能量变化如图1所示，逆反应活化能E2=_ kJmol1。(2)在刚性密闭容器中充入一定量丁烷，在甲、乙两种不同催化剂作用下，相同时间内丙烯的产率与温度关系如图2所示。工业上宜选择催化剂_(填“甲”或“乙”)。温度高于500时，乙催化剂作用下丙烯产率降低的主要原因可能是_(答一条)。(3)在刚性密闭容器中充入适量丁烷，在一定温度下发生反应1和2，达到平衡后，再充入少量丁烷。下列推断正确的是_(填标号)。A平衡向正

8、反应方向移动，丁烷的转化率增大B平衡向正反应方向移动，丁烷的转化率减小C平衡向逆反应方向移动，丁烷的转化率增大D平衡向逆反应方向移动，丁烷的转化率减小(4)在一定条件下，C4H10(g) C3H6(g)+CH4(g)生成丙烯的速率方程为净(C3H6)=k正c(C4H10) k逆c(C3H6)c(CH4)(k正、k逆为正、逆反应速率常数，与温度、催化剂有关，与浓度无关)，测得速率常数k(包括k正、k逆)的负对数pk(pk=lgk)与温度关系如图3所示。其中，能代表pk正与T关系的直线为_(填标号)。(5)在一定温度T，总压强恒定为14.8kPa的条件下，向密闭容器充入C4H10和N2的混合气体(

9、N2不参与反应)。在T下，发生反应1和2，C4H10的平衡转化率与通入气体中C4H10的物质的量分数的关系如图4所示。其他条件不变时，C4H10的平衡转化率随着C4H10的物质的量分数增大而减小，其原因是_。T时，C4H10的物质的量分数为0.8对应的平衡体系中，C3H6的选择性为。该温度下，反应1的平衡常数Kp=_kPa以分压计算的平衡常数为Kp，分压=总压物质的量分数：C2H4的选择性=。(6)己二睛是合成尼龙66的原料。工业上，采用丙烯氨氧化法制备丙烯腈(CH2=CHCN)，又采用电有机合成法制备己二睛NC(CH2)4CN，装置如图所示。阴极反应式为_。5（2022新疆二模）乙烯(C2H

10、4)是一种重要的化工原料。中科院大连化学物理研究所的一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷可催化脱氢，在气相中经自由基偶联反应生成乙烯。请回答下列问题：(1)已知相关物质的燃烧热如表，写出甲烷催化脱氢制备乙烯的热化学方程式：_。物质燃烧热/(kJmol-1)氢气285.8甲烷890.3乙烯1411.0(2)在400时，向1L恒容密闭容器中充入1molCH4，发生上述反应，测得平衡混合气体中的C2H4体积分数为20.0%。则在该温度下，其平衡常数K=_。(3)乙烯制备乙醇的反应为：C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)。向某恒容密闭容器中充入amolC2H4(g)和amolH2O(g)

11、，测得C2H4(g)的平衡转化率与温度的关系如图所示：该反应为_热反应(填“吸”或“放”)，理由为_。6（2022新疆二模）硫、氮元素形成的有毒有害气体对大气造成严重污染，研究它们的转化关系对消除污染有重要指导作用。已知：标准生成焓是指298K，100kPa条件下，由最稳定的单质生成单位物质的量的纯物质的热效应，H=生成物标准生成焓总和-反应物标准生成焓总和。物质标准生成焓(kJ/mol)物质标准生成焓(kJ/mol)O2(g)0SO2(g)-296.9N2(g)0SO3(g)-395.2S(斜方硫，s)0NO(g)89.9NO2(g)33.9(1)写出NO2氧化SO2的热化学方程式_(已知N

12、O2自身被还原为NO)。(2)可用如图电解装置将雾霾中的NO、SO2转化为(NH4)2SO4，则a接电源的_极，阴极的电极反应式为_。(3)按投料比n(NO)：n(Cl2)=2：1将NO和Cl2加入到一恒压密闭容器中，发生反应2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)，平衡的转化率与温度T的关系如图所示：该反应的H_0(填“”或“”)。已知总压为pMPa，M点时容器内Cl2的转化率为_。7（2022江苏二模）我国学者分别使用Fe2O3和Fe3O4作催化剂对燃煤烟气脱硝脱硫进行了研究。(1)催化剂制备。在60100条件下，向足量NaOH溶液中通入N2一段时间，再加入适量新制FeSO4溶液，充分反

13、应后得到混合物X；向混合物X中加入NaNO3溶液，充分反应后经磁铁吸附、洗涤、真空干燥，制得Fe3O4催化剂。通入N2的目的是_。混合物X与NaNO3反应生成Fe3O4和NH3，该反应的化学方程式为_。(2)催化剂性能研究。如图1所示，当其他条件一定时，分别在无催化剂、Fe2O3作催化剂、Fe3O4作催化剂的条件下，测定H2O2浓度对模拟烟气(含一定比例的NO、SO2、O2、N2)中NO和SO2脱除率的影响，NO脱除率与H2O2浓度的关系如图2所示。已知OH能将NO、SO2氧化。OH产生机理如下。反应：Fe3+H2O2=Fe2+OOH+H+(慢反应)反应：Fe2+H2O2=Fe3+OH+OH-

14、(快反应)与Fe2O3作催化剂相比，相同条件下Fe3O4作催化剂时NO脱除率更高，其原因是_。NO部分被氧化成NO2。NO2被NaOH溶液吸收生成两种含氧酸钠盐，该反应的离子方程式为_。实验表明OH氧化SO2的速率比氧化NO速率慢。但在无催化剂、Fe2O3作催化剂、Fe3O4作催化剂的条件下，测得SO2脱除率几乎均为100%的原因是_。8（2022甘肃金昌模拟预测）气候变化是人类面临的全球性问题，碳中和的含义是减少含碳温室气体的排放，采用合适的技术固碳，最终达到平衡。世界各国以全球协约的方式减排温室气体，中国承诺2030年前，二氧化碳的排放不再增长，达到峰值之后逐步降低。(1)我国力争在206

15、0年前实现“碳中和”，体现了中国对解决气候问题的大国担当。下列措施对实现“碳中和”不具有直接贡献的是A采取节能低碳生活方式B推行生活垃圾分类C植树造林增加绿色植被D燃煤锅炉改烧天然气(2)二氧化碳加氢制备甲醇既可实现二氧化碳的资源化利用，又可有效缓解温室效应问题。已知：(I)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) H1=+42.3kJ/mol(II)CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g) H2()CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) H3=-49.4 kJ/molH2=_ ；上述3个反应一定不能自发进行有_(填反应序号)。在260、5MPa恒容条件下发生反

16、应()，原料气体积组成为V(CO2)V(H2)V(N2)=131，平衡时CO2的转化率为50%，则H2的压强为_，反应()的平衡常数：Kp=_(MPa)-2(计算结果精确至小数点后两位，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压x物质的量分数)。(3)温室气体的利用是当前环境和能源领域的研究热点，Ni-CeO2催化CO2加H2形成CH4的反应历程如图1所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注)，含碳产物中CH4的物质的量百分数(Y)及CO2的转化率随温度的变化如图2所示。下列对CO2甲烷化反应体系的说法不合理的有_。A存在副反应CO2+ H2CO+ H2OB存在反应CO2+4H2CH4 + 2H2OC

17、含碳副产物的产率均高于CH4D温度高于260后，升高温度，甲烷产率几乎不变CO2甲烷化的过程中，保持CO2与H2的体积比为1：5，反应气的总流量控制在36 mLmin-1，260 时测得CO2转化率为40%，则H2反应速率为_mLmin-1。9（2022湖北模拟预测）氢气在实验室和工业上有着广泛的用途。请回答：(1)氢气可以与煤在催化剂作用下制备乙炔，已知部分反应如下： 通过计算说明反应自发进行的条件_。(2)利用氢气与二氧化碳催化反应合成乙烯，是实现低碳转型的一条途径。在01MPa、120条件下，以的投料比充入体积固定的密闭容器中，发生反应：，平衡时水蒸气的物质的量百分数为500%。请回答：

18、反应的平衡常数表达式为_。达到平衡时，的转化率为_。(3)氢气可合成氨气，氨气与二氧化碳可以合成尿素，反应为： ，分为两步：反应步骤反应方程式 快速放热 慢速吸热已知投料的组成为、和水蒸气(有助于分离尿素)，一定条件下，氨基甲酸铵()物质的量与时间的关系图(图甲，t1后物质的量不再改变)，以及不同氨碳比()与水碳比()投料时平衡转化率图像(图乙，a、b代表水碳比)：回答下列问题：已知反应又可以分成两步：_、，请写出第一步的化学方程式_。下列叙述正确的是_。A反应的活化能大于反应，B增大氨碳比有利于提高尿素产率，原因之一是过量氨气与反应生成的水反应，促进平衡正移C实际生产中若选择曲线a，则氨碳比

19、应控制在4.0左右D曲线a的水碳比大于曲线b，减小水碳比有利于尿素生成如果某催化剂可以同等程度地加速反应和，请在图甲中画出保持其他条件不变，加入该催化剂后从0h到t1时的氨基甲酸铵物质的量变化曲线_。10（2022陕西宝鸡一模）氮氧化物()、和等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行化学方法处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。(1)利用甲烷催化还原。已知：则甲烷将还原为并生成气态水时的热化学方程式为_。(2)利用生成甲醇燃料。已知：，将和充入容积为2L的密闭容器中，恒温下，的物质的量随时间的变化曲线如图1实线所示，则：该反应在08内的平均反应速率为_。仅改变某一条件再进行实验，测得的物

20、质的量随时间的变化曲线如图1虚线所示。与实线相比，虚线改变的条件可能是_。(3)工业上利用与反应合成甲醇。已知：，在一恒容密闭容器中，按照和投料，测得在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图2所示，则下列说法正确的是_(填字母)。A温度：B正反应速率：、C平衡常数：、D平均摩尔质量：、(4)利用如图3所示装置(电极均为惰性电极)可吸收，阳极的电极反应式为_。(5)常温下，控制条件可实现如下沉淀转换：。欲用溶液将全部转化为，此时溶液中为_。11（2022江西南昌二模）由可催化合成等有机化工产品温度为时在体系中发生以下反应：主反应：副反应：。请回答下列问题：(1)结合下图1信息写出主反应的热化学方

21、程式是_。催化剂的选择是合成的核心技术之一，使用催化剂1或催化剂2合成，产生速率与温度的关系如图2根据图2判断，活化能_(填“”“=”“”“”、“=”或“”、“=”或“KN(4)N2+6e+6H+=2NH3(5)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)H=907kJmol13(1) 286 kJmol1 低温易自发(2) 100%或% (3) 290 290时反应物的转化率较高，且此温度下的产物选择性较高 相同温度时压强大，反应速率加快，且达到平衡后，增大压强利于平衡正向移动，使反应物转化率增大 50.05%4(1)3774.8(2) 甲 催化剂乙的活性降低、选择性降低或副产物

22、增多(3)B(4)d(5) 平衡体系分压增大，平衡向逆反应方向移动 5(6)2CH2=CHCN+2H+2e=NC(CH2)4CN5(1)2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g)H=+202.0kJ/mol(2)0.20(3) 放 温度越高，乙烯的平衡转化率越低，平衡逆向移动6(1)NO2(g)+SO2(g)=NO(g)+SO3(g)H=-42.3kJ/mol(2) 正 NO+5e-+6H+=NH+H2O(3) 60%7(1) 排除NaOH溶液中的O2，防止Fe2+被氧化为Fe3+ 12Fe(OH)2+NaNO34Fe3O4+NH3+NaOH+10H2O(2) Fe3O4催化剂表面同时存在F

23、e2+和Fe3+，Fe2+直接通过反应快速产生OH，c(OH)更大：Fe2O3催化剂表面仅存在Fe3+，Fe3+需先通过慢反应产生Fe2+再通过快反应产生OH，总反应速率由慢反应决定，c(OH)小于前者；故Fe3O4作催化剂比Fe2O3作催化剂时NO脱除率更大 2NO2+2OH-=NO+NO+H2O SO2几乎完全被NaOH溶液吸收8(1)D(2) 91.7 kJ/mol (I) 1.5MPa 0.15(3) CD 9.69(1)，且反应可逆符号右侧气体物质的量比左侧多，S0，故反应在高温下自发(2) 或 68.2%(3) BC 10 0.125 加压(或增大浓度) AD 0.2511 = 根

24、据热化学方程式可知，升高温度，平衡逆向移动，的体积分数增大；再对应图像，压强一定时，则 增大12 116 大于 O2和Cl2分离能耗较高 HCl转化率较低 增加反应体系压强、及时除去产物13 -26.8 C2H4 生成C2H4的活化能更小 0.16 升高温度，反应的平衡逆向移动程度更大，CH3OH(g)的浓度增大，导致更多的CH3OH(g)参与反应，C2H4的平衡产率提高14 165.2 kJmol1 L3 1 b 两容器体积相等，b点容器中气体物质的量大于a点容器中气体物质的量的两倍，b点温度高，因此b点压强大于a点压强的2倍 15 +41 = BC 0.04 molL1min1 反应I为放

25、热反应，反应II为吸热反应，升高温度，不利于反应I向正反应方向进行，有利于反应II向正反应方向进行。(或反应I平衡逆向移动，反应II平衡正向移动) 温度升高对反应I中CO2转化率降低的影响大于反向II中CO2转化率的促进作用16 HCOOH*HCOO*H* HCOOH(g)CO2(g)H2(g) H0.16NA evmol1 1.2 60 135 nmp a、b点都未达到平衡，b点温度高，b点的速率快，消耗的量多，因此转化率大17 164.9 p3p2p1 CO2平衡转化率为反应和反应的CO2平衡转化率之和。反应为放热反应，随温度升高CO2平衡转化率降低，反应为吸热反应，随温度升高CO2平衡转化率升高。温度较高时，CO2平衡转化率主要取决于反应。(或：为放热反应；为吸热反应。600之后，CO2转化率主要取决于反应) CO2 8e 8H CH4 2H2O 44.818 0.0005 升高温度或降低压强 升高温度有利于反应向吸热方向进行或温度升高反应速率加快 丁烯高温裂解生成短链烃类 123 答案第24页，共3页