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全国高三专题练习)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:. . . 回答下列问题:(1)_。(2)一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为 mol,CO为b mol,此时H2O(g)的浓度为_molL-1(用含a、b、V的代数式表示,下同),反应的平衡常数为_。(3)不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,实验测定CO2平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度
2、的变化关系如下图所示。已知:CO2的平衡转化率=CH3OH的平衡产率=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2(2022秋黑龙江牡丹江高三牡丹江一中校考专题练习)环氧乙烷(,别称EO)是重要的杀菌剂和工业合成原料。回答下列问题:(一)乙烯直接氧化法:反应I:CH2=CH2(g)+O2(g)(g) H1反应II:CH2=CH2(g)+3O2(g)2C
3、O2(g)+2H2O(g) H2(1)乙烯与O2在a、b两种催化剂作用下发生反应,催化剂的催化活性(用EO%衡量)及生成EO的选择性(用EO选择性%表示)与温度(T)的变化曲线如图一所示。依据图给信息,选择制备环氧乙烷的适宜条件为_。M点后曲线下降的原因为_。下列说法正确的有_(填标号)。A催化剂的选择性越高,其达到最高反应活性所需的温度越高B不同催化剂达到最高活性时的温度不同C催化剂的催化活性与温度成正比(2)设K为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。反应I、II对应的-lnK随(温度的倒数)的变化如图二所示。H2_0(填“”或“”)。(二)电化学合成
4、法(3)科学家利用CO2、水合成环氧乙烷,有利于实现碳中和。总反应为:2CO2+2H2O+2.5O2,该过程在两个独立的电解槽中实现,装置如图三所示,在电解槽2中利用氯离子介导制备环氧乙烷,内部结构如图四所示。电解槽1中阴极的电极反应式为_。图四虚线框中发生多个反应,有中间产物HOCH2CH2Cl生成,最终生成环氧乙烷,其反应过程可描述为_。3(2022秋黑龙江牡丹江高三牡丹江一中校考专题练习)氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。(1)已知: kJmol kJmol kJmol若某反应的平衡常数表达式为,请写出此反应的热化学方程式:_。(2)汽车尾气中的NO和CO在一定条件下可
5、发生反应生成无毒的和。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂(cat1、cat2)进行反应,相同时间内测得的脱氮率(脱氮率即NO的转化率)如图所示,M点_(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率,理由是_。(3)某同学设计用NO空气质子交换膜燃料电池探究将雾霾中的、NO转化为的原理。燃料电池放电过程中负极的电极反应式为_。若甲装置中消耗22.4 L (标况),则乙装置中和NO转化的物质的量共有_mol。(4)某温度下,在一密闭容器中充入一定量NO(g)发生反应,其正反应速率表达式为(为速率常数,只与温度有关),测得反应速率和NO浓度的数据如表所示。序号0.100.200.30则_;下
6、列对于该反应的说法正确的是_(填标号)。A当混合气体颜色保持不变时,反应达到化学平衡状态B当的比值保持不变时,反应达到化学平衡状态C反应达到化学平衡状态时,每消耗0.1 mol NO就会消耗0.05 mol D反应达到平衡状态后,若降低温度,则混合气体的颜色变浅E.反应达到平衡状态后,若减小压强,则混合气体的平均相对分子质量减小4(2022秋河南高三校联考专题练习)近年来,全球丙烯需求快速增长,研究丙烷制丙烯有着重要的意义。相关反应有:I.C3H8在无氧条件下直接脱氢:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) H1=+124kJmol-1II.逆水煤气变换:CO2(g)+H2(g)CO(g)+
7、H2O(g) H2III.CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯:C3H8(g)+CO2(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(g) H3已知:CO和H2的燃烧热分别为-283.0kJmol-1、-285.8kJmol-1;H2O(g)=H2O(l) H=-44kJmol-1(1)反应II的H2=_。(2)下列说法正确的是_。A升高温度反应I的平衡常数增大B选择合适的催化剂可提高丙烷平衡转化率C若反应II能自发,则S0D恒温恒压下,通入水蒸气有利于提高丙烷转化率(3)对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp,如p(B)=px(B),p为平衡总压强,
8、x(B)为平衡系统中B的物质的量分数。在不同压强下(0.1MPa、0.01MPa),反应I中丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化如图(a)所示,请计算556反应I的平衡常数Kp=_。(4)反应I须在高温下进行,但温度过高易发生副反应导致丙烯选择性降低,且高温将加剧催化剂表面积炭使催化剂迅速失活。工业上常用CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯,请说明原因:_。(5)研究表明,二氧化碳氧化丙烷脱氢制取丙烯可采用铬的氧化物为催化剂,其反应机理如图(b)所示。该工艺可有效维持催化剂活性,请结合方程式说明原因:_。5(2022全国高三专题练习)CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。请回答:(1)CH
9、4超干重整CO2的催化转化如图所示:已知相关反应的能量变化如图所示,过程的热化学方程式为_。关于上述过程的说法不正确的是_(填序号)。a.实现了含碳物质与含氢物质的分离b.可表示为CO2H2=H2O(g)COc.CO未参与反应 d. Fe3O4、CaO为催化剂,降低了反应的H其他条件不变,在不同催化剂、作用下,反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)进行相同时间后,CH4的转化率随反应温度的变化如图所示。a点所代表的状态_(填“是”或“不是”)平衡状态;b点CH4的转化率高于c点,原因是_。(2)在一刚性密闭容器中,CH4和CO2的分压分别为20kPa、25kPa,加入Ni/
10、- Al2O3催化剂并加热至1123K使其发生反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),若达到平衡后测得体系压强是起始时的1.8倍,则该反应的平衡常数的计算式为Kp=_(kPa)2。(用各物质的分压代替物质的量浓度计算,列出计算式)(3)CH4超干重整CO2得到的CO经偶联反应可制得草酸(H2C2O4)。常温下,向某浓度的草酸溶液中加入一定浓度的NaOH溶液,所得溶液中c(H2C2O4)=c(C2O),则此时溶液的pH=_。(已知常温下H2C2O4的Ka1=6102,Ka2=6105,lg6=0.8)6(2022江苏校联考模拟预测)利用软锰矿(主要成分是,其中还含有少量、Fe
11、、MgO、CaO、)生产高纯硫酸锰晶体的一种工艺流程如下:已知:,;(1)“酸浸”浸出液中检测到存在,此过程中铁屑与软锰矿反应的离子方程式为_。“滤渣1”的主要成分为_(填化学式)。(2)“除镍”时,使用MnS作为沉淀剂的原因是_。(3)加入使、的浓度均不高于,此时溶液中至少为_。(4)硫酸锰的溶解度随温度变化关系如图1所示。从“除、”所得滤液中获得硫酸锰晶体的方法是_。(5)铁有、三种同素异形体,三种晶胞结构在不同温度下的转化如图2所示。下列说法正确的是_(选填序号)。A将-Fe加热到1500分别急速冷却和缓慢冷却,得到的晶体类型相同B-Fe晶体中与每个铁原子距离相等且最近的铁原子有12个C
12、铁原子的空间利用率-Fe晶体-Fe晶体-Fe晶体7(2022辽宁沈阳辽宁实验中学校考模拟预测)含碳物质的价值型转化,有利于“减碳”和可持续发展。结合相关信息,回答:(1)相关的化学键键能数据如下:化学键HOCOCOHHE/()4631075803436_。下列有利于提高CO平衡转化率的措施有_(填标号)。a增大压强b降低温度c提高原料气中的比例d使用高效催化剂(2)已知将、催化重整为可用的化学品,对改善环境意义重大,某科研团队在密闭容器中进行“合成气催化重整”,反应的化学方程式为下列能说明该反应达到化学平衡状态的是_。a混合气体的平均相对分子质量不再变化BC甲烷与氢气浓度比值不再变化D容器内混
13、合气体的密度不再变化当投料比时,的平衡转化率()与温度(T),初始压强(p)的关系如图所示。可知:压强_2MPa(填“”“”或“”);当温度为、压强为2MPa时,a点时的v(逆)_v(正)(填“”“”或“”)起始时向1L恒容容器中加入2mol 和2mol ,在温度为、初始压强为2MPa时反应,用压强表示该反应平衡常数的值的_(分压总压物质的量百分数)。(3)图为一种可以循环利用人体呼出的并提供的装置,总反应方程式为。写出阴极的电极反应:_8(2022上海高三专题练习)为妥善处理氯甲烷生产企业的副产物CCl4,以减少其对臭氧层的破坏。化学家研究在催化剂作用下,通过下列反应:使CCl4转化为重要的
14、化工原料氯仿。此反应伴随有副反应,会生成和等。已知CCl4的沸点为77,CHCl3的沸点为61.2。(1)在密闭容器中,该反应达到平衡状态后,测得如下数据(假设不考虑副反应)。实验序号温度/初始CCl4的浓度(/)初始H2的浓度(/)CCl4的平衡转化率11100.81.2A21101150%310011B此反应的化学平衡常数表达式为_,在110时平衡常数为_。实验1中,CCl4的转化率A_50%(填“大于”“小于”或“等于”)。实验2中,10h后达到平衡,H2的平均反应速率为_。实验3中,B的值_(填序号)。A等于50%B大于50%C小于50%D从本题资料无法判断(2)120时,在相同条件的
15、密闭容器中,分别进行H2的初始浓度为2和4的实验,测得反应消耗CCl4的百分率和生成物中CHCl3的百分含量随时间(t)的变化关系如图(图中实线是消耗CCl4的百分率变化曲线,虚线是产物中CHCl3的百分含量变化曲线)。在图中的四条线中,表示H2的起始浓度为2的实验消耗CCl4的百分率变化曲线的是_(填序号)。根据上图曲线,氢气的起始浓度为_时,有利于提高CCl4的平衡转化率和产物中CHCl3的百分含量。你判断的依据是_。9(2022全国高三专题练习)利用-丁内酯(BL)制备1,4丁二醇(BD),反应过程中伴有生成四氢呋喃(THF)和1-丁醇(BuOH)的副反应,涉及反应如下:已知:反应I为快
16、速平衡,可认为不受慢反应、III的影响;因反应I在高压H2氛围下进行,故H2压强近似等于总压。回答下列问题:(1)以5.010-3mol BL或BD为初始原料,在493K、3.0103kPa的高压氛围下,分别在恒压容器中进行反应。达平衡时,以BL为原料,体系向环境放热XkJ;以BD为原料,体系从环境吸热YkJ。忽略副反应热效应,反应I焓变H(493K、3.0103kPa)=_。(2)初始条件同上。xi表示某物种i的物质的量与除H2外其它各物种总物质的量之比,xBL和xBD随时间t变化关系如图甲所示。实验测得X”、“0)(1)该反应的平衡常数表达式为_。如果改变某种条件,平衡向正反应方向移动,则
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