高考化学一轮专题复习：化学反应原理综合题.docx

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1、高考化学一轮专题复习：化学反应原理综合题1（2023湖南永州统考二模）利用晶格氧部分氧化甲烷制合成气(与)技术将传统甲烷重整反应分解为几个气固相反应，实现燃料与氧气不接触，其一般模型如图所示：在一定温度下，该模型涉及的主要反应如下：主反应：副反应：甲烷裂解反应：载氧体恢复晶格氧反应：请回答下列问题：(1)模型中载氧体中的价态：载氧体I_载氧体II(填“”“”或“”或“”，下同)，a、b两点的平衡常数Ka_Kb。(3)已知Arrhenius 经验公式为Rlnk=- +C(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)，为探究m、n两种催化剂的催化效能进行了实验探究，获得如图2曲线。从图中信息获知催化

2、效能较高的催化剂是_(填“m”或“n”)，其理由是_(4)图3为在某种催化剂下，相同投料比、反应相同时间后，容器中CO2的物质的量随温度变化的曲线。当温度高于T时，n(CO2)下降的原因可能是_(答出一点即可，不考虑物质的稳定性)。6（2022全国一模）党的二十大报告提出推动绿色发展，促进人与自然和谐共生。回答下列问题：I.研究脱除烟气中的是环境保护、促进社会可持续发展的重要课题。选择性催化还原技术是利用还原剂氨或尿素，把烟气中的还原成和。相关反应的热化学方程式如下：(1)_。有氧条件下，在基催化剂表面，还原的反应机理如图1所示，该过程可描述为_。(2)近年来，低温等离子技术是在高压放电下，产

3、生自由基，自由基将氧化为后，再用溶液吸收，达到消除的目的。实验室将模拟气(、)以一定流速通入低温等离子体装置，实验装置如图2所示。等离子体技术在低温条件下可提高的转化率，原因是_。其他条件相同，等离子体的电功率与的转化率关系如图3所示，当电功率大于时，转化率下降的原因可能是_。II.以为代表的温室气体排放已经成为一个十分严重的环境问题，因此，在化工生产中，脱除水煤气、天然气和合成气中的具有十分重要的意义。一种脱除和利用水煤气中的的方法如下图所示：(3)某温度下，吸收塔中溶液吸收一定量的后，则该溶液的_(该温度下的)。(4)利用电化学原理，将电催化还原为，阴极上除发生转化为的反应外，另一个电极反

4、应式为_。III.(5)在汽车排气管上安装催化转化器可以有效降低汽车尾气中的和，反应的化学方程式为。若在恒温恒容的密闭容器中进行该反应，起始加入的和的物质的量之比为32，起始压强为p，达到平衡时总压强为起始压强的85%，则该反应的化学平衡常数_(为以分压表示的平衡常数，分压=总压物质的量分数)。7（2022天津一模）氮元素在工业应用上具有重要地位。请回答：(1)某实验兴趣小组对F.Daniels的N2O4气体分解实验学习后，探究相关类似实验。在T1下，将N2O4气体通入1 L容器内，容器内存在如下反应：反应主反应：K1反应副反应：K2向该容器内通入4 mol N2O5和2 mol NO2，等到

5、反应、均达到平衡后，测得c(NO2)=5 mol/L，c(N2O4)=0.5 mol/L，则此温度下N2O5的转化率=_。通过控制条件，使该容器内只进行反应，下列说法正确的是_。A当4v ( N2O5消耗)=2v(NO2消耗)时，该化学反应达到平衡B反应达到平衡时，缩小容器体积，平衡常数K1变小，N2O5的转化率下降C恒压状态下，反应达到平衡时，通入大量稀有气体，N2O5的转化率将提高D恒容状态下，通入N2O5、NO2、O2各5 mol，反应达到平衡后，c(O2)5 mol/L(2)已知：反应反应写出NO与H2反应生成NH3和O2的热化学方程式，判断该反应自发进行的条件并说明理由：_。反应为工

6、业制氨的化学方程式。如图1为工业制氨反应中逆反应速率与时间(t)的关系图。已知t1时，该反应恰好达到化学平衡。t1时，将该化学反应体系升温到T(t2时恰好达到化学平衡)。t2时，向该化学反应体系加入正催化剂，用曲线画出t1 t3时间段中逆反应速率。_。关于反应，恒容状态下N2进气速度对O2的转化率影响如图2。请解释曲线中A点到B点变化的原因：_。8（2022辽宁鞍山统考一模）硫酸的消费量常用来衡量一个国家工业发展水平。其中的催化氧化是重要的一步，其反应为：。回答下列问题：(1) 催化氧化反应在_温下自发(填“高”或“低”，下同)，_压有利于提高反应速率，_压有利于提高平衡转化率。根据下表数据(

7、条件下测得)阐述实际工业生产选择的理由：_；压强平衡时的转化率97.5%98.9%99.2%99.6%99.7%(2)科研人员使用为基础固硫材料，复合不同的催化剂催化向的转化。同时研究了不同温度下使用三种催化剂对固硫效率(用单位时间转化率表示)的影响，结论如下图：I.仅使用而不使用催化剂获得的X线的实验目的是_；II下列有关说法正确的是_a三种催化剂中催化剂效率最低b同温同压下，使用复合催化剂有利于提高的平衡产率c如图为为催化剂时的反应机理，由图可知比更易获得电子d温度越高一定越有利于催化剂催化效率的提升(3)某催化氧化生成反应的速率方程为：，根据表中数据，_；实验1mnpq2np3mn4mp

8、(4)某种晶型的晶胞如图，A位置的元素为_(填元素符号)。9（2022陕西西安统考三模）2022年4月16日，中国空间站的3名航天员乘神舟十三号载人飞船平安返回地球。空间站处理CO2的一种重要方法是对CO2进行收集和再生处理，重新生成可供人体呼吸的氧气。其技术路线可分为以下三步：I.固态胺吸收与浓缩CO2(1)在水蒸气存在下固态胺吸收CO2反应生成酸式碳酸盐(该反应是放热反应) ，再解吸出CO2的简单方法是_。II.CO2的加氢甲烷化H2还原CO2制CH4的部分反应如下：i. CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) H1= +41 kJmol-1ii. CO(g) +3H2

9、(g) CH4(g) +H2O(g) H2= -246 kJmol-1(2)反应CO2(g) +4H2(g) CH4(g) +2H2O(g)的H=_kJmol-1。(3)有利于提高甲烷平衡产率的反应条件是_(写一种)。(4)科学家研究在催化剂表面上CO2与H2的反应，前三步历程如图所示，吸附在催化剂表面上的物种用“”标注，Ts表示过渡态。下列说法中一定正确的是_(填字母)。A第一步历程中只发生了非极性共价键的断裂B该转化反应的速率取决于Ts1的能垒CHOCO转化为CO和OH的反应H0D催化剂参与化学反应，能降低反应的活化能，提高反应物的平衡转化率(5)控制起始时=4，p=1 atm，恒容条件下

10、，若只发生反应i、ii ，平衡时各物质的物质的量分数随温度的变化如图所示：图中代表CH4的曲线是_(填“a”、 “b”或 “c”)；温度低于500时，CO的物质的量分数约为0，说明此条件下，反应_ (填“ i”或“ii”)化学平衡常数大，反应完全。M点(T ”或“”，下同)、H2_0，温度对平衡体系中乙酸甲酯的百分含量和乙醇的百分含量的影响如图2所示。在300 - 600K范围内，乙酸甲酯的百分含量逐渐增大，而乙醇的百分含量逐渐减小的原因是_。(3)若压强为p kPa、温度为800K时向2L恒容密闭容器中充入1mol CH3OCH3和1mol CO发生反应，2min时达到平衡，该条件下平衡常数

11、K =_。15（2022青海海东校考一模）氢能是一种绿色能源，甲醇可通过电催化和催化重整制取氢气。回答下列问题：(1)用金属-有机骨架纳米片作阳极，电催化甲醇溶液(碱性)高效生产H2的装置如下：向阳极区迁移的离子是_；阳极的电极反应式为_。(2)甲醇水蒸气重整制氢在不同催化剂条件下机理不相同，在MoC表面机理如下：请补充下列方程式：CH3OHCH3O+H，2CH3OH2+CH3OCHO，_，_。 主要副反应：CH3OCHOCO+CH3OHCH3OCHOCH4+CO2(3)甲醇水蒸气重整反应：I.CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)H1=+49.0 kJmol-1II.CH3

12、OH(g)CO(g)+2H2(g)H2=+90.1 kJmol-1III.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H3H3=_kJmol-1。反应II自发进行的条件是_(填字母)。 A高温B低温C任何温度若在恒温恒压密闭容器中充入2 mol CH4和4 mol H2O蒸气，起始时压强为p，加入适当催化剂发生反应CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)(不考虑其他反应)，平衡时CH4转化率为50%，达到平衡时，p(H2)=_；平衡常数Kp=_(以分压表示，分压=总压物质的量分数)。16（2022陕西商洛统考一模）化学链燃烧是利用载氧体将空气中的氧传输至燃料的新技术。基于Cu

13、O/Cu2O载氧体的丙烷化学链燃烧技术原理如图所示。空气反应器与燃料反应器中发生的反应分别如下：反应1：2Cu2O(s)+O2(g) 4CuO(s)H1=-292 kJmol - 1反应2：20CuO(s) +C3H8(g) 10Cu2O(s) + 3CO2(g) +4H2O(g) H2反应3：C3H8(g) +5O2(g)=3CO2(g) +4H2O(g) H3=-2044 kJmol-1请回答下列问题：(1)反应1在_(填“高温”、“低温”或“任意温度”)下能自发。(2)H2=_kJmol-1。(3)一定温度下，在容积可变的密闭容器中加入足量Cu2O(s)和适量的O2发生反应1，达到平衡时

14、测得气体压强为a kPa。温度不变，将容器体积扩大至原来的2倍且不再改变，达到新的平衡时，气体压强p(O2)=_ kPa。当Cu2O的质量不变时，_ (填“ 能”或“不能”)说明该反应达到平衡状态。若达到平衡之后，保持恒温恒容条件下再充入少量O2，平衡_(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动，达到新平衡之后，O2的平衡转化率 _(填“增大”、“减小”或“不变”)。(4)在一定温度下，总压强恒定为68 kPa，在密闭容器中加入丙烷和氮气的混合气体以及足量CuO(s)，只发生上述反应2(氮气不参与反应)，测得丙烷的平衡转化率与投料比 的关系如图所示：随着投料比增大 ，C3H8的平衡转化

15、率减小的原因是_。在上述温度下，平衡常数Kp=_ (kPa)6(以分压表示 ，列出计算式即可。分压=总压物质的量分数)。17（2022湖南校联考模拟预测）燃煤烟气中的SO2和NOx是大气污染物的主要来源，排放前必须进行脱硫、脱硝脱氮处理。回答下列问题：(1)燃煤烟气经臭氧预处理后再用适当溶液吸收，可减少烟气中SO2、NOx等有害气体的排放。已知：2O3(g) 3O2(g) H1=-285 kJ mol-1；SO2 (g) +O3(g) SO3(g)+O2(g) H2=-241.6kJ mol-1。则SO2(g)与O2(g)反应生成SO3(g)的热化学方程式为_。(2)对于反应SO2(g) +O

16、3(g) SO3 (g)+O2(g)，在催化剂作用下，523 K和543K时SO2的转化率随时间变化的结果如图所示。523 K时， SO2的平衡转化率为_。(3)已知臭氧脱硝反应2NO2 (g) +O3(g) N2O5(g)+O2(g)能自发进行。T C时，将NO2和O3混合气体以物质的量之比2：1充入一个容积为2L的恒容密闭容器中发生上述反应，测得NO2浓度随时间变化关系如下表所示：时间/ min024681012n(NO2 )/mol21.41.00.70.50.40.448 min内，用N2O5表示的平均反应速率v(N2O5)=_molL-1min-1。平衡时，O2的体积分数=_%(保留

17、两位小数)。若起始压强为p0，T C下反应的平衡常数Kp=_ (Kp为用平衡分压表示的平衡常数，即用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数)。(4)燃煤烟气中含有SO2和NOx，用NaClO2溶液吸收可同时实现烟气脱硫、脱硝。某时刻测得溶液中各离子浓度的有关数据如下(其他离子忽略不计)：离子Na+H+C1-浓度/(molL-1)5.5 10-3n4.010-42.010-43.410-3NO2被NaClO2溶液吸收的离子方程式为_，表中n =_。(5)利用电解法对烟气进行脱硫、脱硝的工艺如图所示：则电极B的电极反应式为_，NO被Ce4+溶液吸收的离子方程式为_。18（2022山西晋中

18、统考二模）二甲醚又称甲醚，是一种十分重要的化工原料，在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。一定条件下，利用合成气(CO、H2)合成二甲醚，其中主要包括以下三个相互联系的反应：i.合成气合成甲醇：CO(g) +2H2 (g) CH3OH(g)；ii.甲醇脱水生成二甲醚：2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+ H2O(g)；iii.水煤气变换反应：CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)。请回答下列问题：(1)已知相关物质变化的焓变如图1所示，写出CO直接加氢合成二甲醚的热化学方程式： _。(2)有研究者在催化剂(CuO/ZnO/Al2O3)、压强为5.0 MPa的条件

19、下，由CO和H2直接制备二甲醚，结果如图2所示，其中CO转化率随温度升高而降低的原因是_。(3)实验室模拟上述合成过程，在1 L恒容密闭容器中充入6 mol CO和6 mol H2，连续发生以上i、ii、iii反应，2 h后达到平衡，测得混合体系中各组分浓度如下表：物质H2CH3OHH2OCO2物质的量浓度/(molL-1)l.440. 780. 120.84平衡后，整个过程中CO的转化率为_；v(CH3OCH3)=_mol L-1 h-1。反应ii的K=_(保留两位小数)。(4)合成气可做燃料电池的燃料。一种熔融盐燃料电池的工作原理如图所示，电极A上H2参与的电极反应为 _，假设催化炉产生的

20、CO与H2的物质的量之比为2：1，电极A处产生的CO2有部分参与循环利用，其利用率为_。试卷第25页，共26页学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司参考答案：1(1)(2)(3)C(4) CO 0.2(5)生成合成气的反应为吸热的气体分子数增大的反应，体系温度低于时，温度升高平衡正向移动，越大，则反应后甲烷的量减小，压强减小，平衡正向【详解】（1）载氧体II和氧气反应，反应后氧元素得到电子化合价降低，根据电子守恒可知，则载氧体中的化合价升高，故模型中载氧体中Ce的价态：载氧体I载氧体II；（2）已知：由盖斯定律可知，2+得：；（3）根据，反应可以自发进行，则，故选C；（4）图a中

21、已知H2O、CO2气体的曲线，反应中投料CH4，CH4随着反应气量减少，故a为CH4；由主反应化学方程式可知，消耗1分子CH4生成CO、2分子H2，且CH4裂解反应也生成H2，故b为H2，c曲线对应的气体为CO；图a中忽略与c气体，其实CH4为1.0mol，平衡时，CH4、H2均为0.6mol，则生成H2需要消耗0.3mol CH4，副反应消耗CH4的物质的量为（1.0mol-0.6mol）-0.3mol=0.1mol，则生成0.2mol；（5）生成合成气的反应为吸热的气体分子数增大的反应，体系温度低于时，温度升高平衡正向移动，越大，则反应后甲烷的量减小，压强减小，平衡正向，故越大，温度越高，

22、越有利于合成气的生成。2(1)溶液或氨水或石灰乳(2)(3) 0.18 增大(4)C(5) 反应 极性介质使反应的活化能降低【分析】总反应可以根据盖斯定律计算出该反应的活化能；根据平衡常数的表达数能计算出用分压表示平衡常数，根据了勒夏特列原理分析平衡移动的情况；根据反应的活化能和速率成反比，可以根据反应的活化能判断反应速率的相对大小。【详解】（1）能与CO2反应的，均可以作为CO2捕获剂，一般选择碱性物质，结合题目要求需要选择廉价并常见的试剂，可以是溶液或氨水或石灰乳；（2）根据图1及盖斯定律，总反应是+-得到的，则反应热 ；（3）根据图1反应 为：i.起始时容器内气体的总压强为1.2kPa，

23、若5min时反应到达c点，c点CH3OH的物质的量为x，x=0.6mol，则反应消耗氢气的物质的量为1.8mol，v(H2)=0.18mol/(Lmin)；ii.b点和c点在同一温度下，所以b点平衡常数与c点一样，根据c点数据列三段式：甲醇压强为0.24kPa，则二氧化碳的压强为0.16kPa、氢气的压强为0.08kPa、水蒸气的压强为0.24kPa，b点时反应的平衡常数Kp=；iii.c点时，再加入CO2(g)和H2O(g)，使二者分压均增大0.05kPa，Qc=Kp，平衡往正向移动，H2的转化率增大；（4）根据图1反应，A若反应正向为自发反应，则说明，该反应是气体分子数减小的反应，故S0，需满足才能自发进行，A正确；B该反应随着反应的进行，气体质量一直在减小，反应是气体分子数减小的反应，则物质的量一直在减小，则气体平均摩尔质量不变不能确定是否达到平衡，故B错误；C增大的浓度，平衡往正向移动，则的平衡物质的量分数一定增大，C正确；D反应中H2O2是纯液体，D错误； 故选C