2023年~2023年高考化学真题化学反应原理综合汇编.pdf
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1、2023-2023年高考化学真题化学反响原理综合1.2023课 标I 硫酸是一种重要的根本化工产品,接触法制硫酸生产中的关键工序是S O?的催化氧化:S O2(g)+O2(g)乩,AS C 3(g)A H=-98 kJ m ol i o 答复以下问题:(1)钮催化剂参与反响的能量变化如图(a)所示,丫2。5缶)与S O 2。反响生成V O S O J s)和 丫2。6)的热化图(a)/2.5MPa图(b)(2)当S O 2。、C 2(g)和N z(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在0.5M Pa、2.5M Pa和5.0M Pa压强下,S O 2平衡转化率a随温度的变
2、化如图(b)所示。反响在5.0M Pa、550时的a=,推断的依据是。影响a的因素有 0(3)将组成(物质的量分数)为2 m%S C)2(g)、m%C)2(g)和q%N 2(g)的气体通入反响器,在温度t、压强p条件下进展反响。平衡时,假 设S O 2转化率为a,则S O 3压强为,平衡常数%=(以分压表示,分压=总压x物质的量分数)。(4)争论说明,S O,催化氧化的反响速率方程为:av=/c(-1 )0.8(1 -ncC)式中:k为反响速率常数,随温度t上升而增大;a为S O 2平衡转化率,a”为某时刻S O 2转化率,n为常数。在a”=0.90时,将一系列温度下的k、a值代入上述速率方程
3、,得 到 入t曲线,如 图(c)所示。O2086448 0540o5 cc)0/(5/图4 6 0a流附与以曲线上V最大值所对应温度称为该a”下反响的最适宜温度M“时,v渐渐提高;却后,v渐渐下降。缘由是 o2.2023课标H 自然气的主要成分为C H ,厂般还含有C H2篝检类,是重要的燃料和化工原料。(1)乙烷在确定条件可发生如下反响:C 2H/g)=C 2H 4(g)+H J g)AW,相关物质的燃烧热数据如下表所示:/=kJ-m ol-i。物质C 2H爬)C 2H 4(g)H2(g)燃烧热”/(kJ-m ol-i)-1560-1411-286 提 高 该 反 响 平 衡 转 化 率 的
4、 方 法 有、。容器中通入等物质的量的乙烷和氢气,在等压下(p)发生上述反响,乙烷的平衡转化率为呢 反响的平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压x物质的量分数)。高 温 下,甲烷生成乙烷的反响如下:2 c H 4高温今C2H6+%。反响在初期阶段的速率方程为:r=kxc,其 中 为反响速率常数。C 4设反响开头时的反响速率为,甲烷的转化率为a时的反响速率为r ,则r =r。1 2 2 1对于处于初期阶段的该反响,以 下 说 法 正 确 的 选 项 是。A.增加甲烷浓度,/增 大 B.增加H 2浓度,r增大C.乙烷的生成速率渐渐增大 D.降低反响温度,发减小(3)C H 4和C O,都
5、是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如以以下图所示:w电板B固体电解质(传导0 )+一碳氧氢阴极上的反响式为假设生成的乙烯和乙烷的体积比为2 :1,则消耗的C H4和C C 2体积比为。3.|2 0 2 3课标m i二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用C O?的热点争论领域。答复以下问题:(1)C C)2催化加氢生成乙烯和水的反响中,产物的物质的量之比”(c 2 H p :n(H2O)=。当反响到达平衡时,假设增大压强,则(C 2 H p(填“变大”“变小”或“不变(2)理论计算说明,原料初始组成“(C O?):”(凡)=1 :3,在体系压强为O.I M Pa,反
6、响到达平衡时,四种组分的物质的量分数x随温度7的变化如以下图。390 450 510 57()630 6 9 0 75077K图中,表示C 2 H Q C O 2变 化 的 曲 线 分 别 是、.C O 2催化加氢合成C 2 H 4反响的&H 0(填大于”或“小于”)。(3)依据图中点A(4 4 0 K,0.3 9),计算该温度时反响的平衡常数=(M Pa)-3(列出计算式。以分压表示,分压=总压x物质的量分数)。(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反响往往伴随副反响,生成C 3 H 6、C 3 H 8、C 4 H&等低碳烧。确定温度和压强条件下,为了提高反响速率和乙烯选择性,应当_ _ _ _ _
7、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。4.2()2 3江苏卷|C O,/H C O O H循环在魅能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。I(K)|20 40 60 K O JQ O 120温度/C图-1(1)CO2催化加氢。在密闭容器中,向含有催化剂的KHCO3溶液(CO2与KOH溶液反响制得)中通入也 生成HCOO-,其离子方程式为;其他条件不变,HCO;转化为HCOO-的转化率随温度的变化如图-1所示。反响温度在4080范围内,HCO 3催化加氢的转化率快速上升,其主要缘由是(2)HCOOH燃料电池。争 论HCOOH燃料电池性能的装置如图-2所示,两电极区间用
8、允许K+、H+通过的半透膜隔开。半透膜图-2 电 池 负 极 电 极 反 响 式 为;放电过程中需补充的物质A为(填化学式)。图-2所 示 的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与 的 反 响,将化学能转化为电能,其反响的离子方程式为。(3)HCOOH催化释氢。在催化剂作用下,HCOOH分解生成CO2和H?可能的反响机理如图-3所示。图-3HCOOD催化释氢反响除生成CO2外,还生成(填化学式)。争论觉察:其他条件不变时,以 HCOOK溶液代替HCOOH催化释氢的效果更佳,其具体优点是5.2023天津卷 利用太阳能光解水,制备的H2用于复原CO2合成有机物,可实现资源的再利用。答复以下
9、问题:I.半导体光催化剂浸入水或电解质溶液中,光照时可在其外表得到产物。图 1 为该催化剂在水中发生光催化反响的原理示意图。光解水能量转化形式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。2 嬲将该催化剂置于Na S O 溶液中,产物之一为,另一产物为。假设将该2 3 4-催化剂置于AgNO3溶液中,产物之一为O 2,写诞生成另一产物的离子反响式。A 仃分子箍膜 无分子筛膜I I I I220 240温度化图 2II.用 也 复原CO2可以在确定条件下合成CH30H(不考虑副反响)CO(g)+3H(g)CH OH(g)+H O(g)AHII52n0三/安迪C
10、 l l.(g)c(g)-X I-11()-2IUIH O(g)-UHf-242-2X 6TOO图I可依据相关物质的相对能量计算反响或变化的A H (AH 随温度变化可无视)。例如:H 0(g)=H 0(1)A H -28 6 kJ -m o l-i -C-24 2kJ m o l-i )=-4 4 kJ m o l-i o22请答复:(1)依据相关物质的相对能量计算A H =3kJ -m o l-i C H (g)+H (g)+C O (g)2 4 2 2r【C H (g)+CO(g)+H 0(g),且其次步速率较慢(反响活化能为210kJ -m o l T )。依据相2 4 2关物质的相对
11、能量,画出反响n分两步进展的“能量.反响过程图”,起点从【c H(g)+c o (g)】的2 6 2能量-4 7 7 kJ m o l-i ,开 头(如图2)。图 2(2)C O和C H按物质的量1:1投料,在9 2 3 K和保持总压恒定的条件下,争论催化剂X对“CO2 2 62氧化C H制C H”的影响,所得试验数据如下表:2 6 2 4催化剂转化率C H/%2 6转化率c o /%2产率C H/%2 4催化剂X19.037.63.3结合具体反响分析,在催化剂X作用下,c o氧化C H的 主 要 产 物 是,推断依据是2 2 6承受选择性膜技术(可选择性地让某气体通过而离开体系)可提高C H
12、的选择性(生成C H的2 4 2 4物质的量与消耗c H的物质的量之比)。在7 7 3 K ,乙烷平衡转化率为9.1%,保持温度和其他实2 6验条件不变,承受选择性膜技术,乙烷转化率可提高到L 0%。结合具体反响说明乙烷转化率增大的 缘 由 是。7.2023年山东高考 探究CH 3 0 H合成反响化学平衡的影响因素,有利于提高CH 3 0 H的产率。以C O 2凡 为原料合成CH 3 0 H涉及的主要反响如下:答复以下问题:I.CO(g)+3H(g)CH OH(g)+H 0(g)2 2 3 2AH =-4 9.5 kJ m o l-iiI I.CO(g)+2H(g)E H O H(g)23=-
13、9 0.4 kJ -m o l-i2I I I.CO(g)+H(g)U C O(g)+H 0(g)2 2 23(1)A/7 =kJ -m o l-i。3(2)确定条件下,向体积为V L的恒容密闭容器中通入1 m o l C O 2和3 m o l H 2发生上述反响,到达平衡时,容器中C H 3 0 H(g)为a m o l,C O为b m o l,此时H?。包)的浓度为 m o l.L“(用含a、b、V的代数式表示,下同),反响in的平衡常数为。(3)不同压强下,依 据(C O?):n(H2)=1:3投料,试验测定CO 2的平衡转化率和C H p H的平衡产率随温度的变化关系如以以下图所示。
14、:C O 的平衡转化率=“co2K -n(c o)平衡xl OO%2 n(CO)2 初 始C H O H的平衡产率=(CHs O H)平衡xl O O%3 n(CO)2 初 始其中纵坐标表示C C)2平 衡 转 化 率 的 是 图 (填“甲”或“乙”);压强P 1、P2 P 3由大到小的挨次为;图乙中T,温度时,三条曲线几乎交于一点的缘由是 o(4)为同时提高C O2的平衡转化率和CH30H的平衡产率,应选择的反响条件为_ _ _ _ _ _ _ _ _(填标号)。A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低 压D.高温、高压8.2 0 2 3课 标I 水煤气变树C O(g)+H 2 O(g)
15、=C C)2(g)+H 2(g)是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。答复以下问题:(1)S h ib a ta曾做过以下试验:使纯H缓慢地通过处于7 2 1 下的过量氧化钻C o O(s),氧化钻局部被复原为金属钻C o(s),平衡后气体中H用物质的量分数为0.0 2 5 0。在同一温度下用C O复原C o O(s),平衡后气体中C O的物质的量分数为0.0 1 92。依据上述试验结果推断,复原C o O(s)为C o(s)的倾向是C O H2(填“大于”或“小于”)。(2)7 2 1 时,在密闭容器中将等物质的量的C O(g)和H 2(D(g)混合,承受适当的催
16、化剂进展反响,则平衡时体系中H 2的 物 质 的 量 分 数 为 (填标号)。A.0.5 0(3)我国学者结合试验与计算机模拟结果,争论了在金催化剂外表上水煤气变换的反响历程,如以下图,其中吸附在金催化剂外表上的物种用标注。金喇器ft把可知水煤气变换的0(填“大于”“等于”或“小于”),该历程中最大能垒(活化能)E泞e V,写出该步骤的化学方程式(4)Shoichi争论了467 C、489 时水煤气变换中CO和H分压随时间变化关系(如以以下图所示),催化剂为氧化铁,试验初始时体系中的p 和p 相等、p 和p相等。计算曲线a的反响在3090 min内的平均速率v(a)=kP a-m。467 C时
17、 PH 和 P g 随时间变化关系的曲线分别是.。4 8 9七时 和 随 时 间 变 化 关 系 的 曲线分别是.9.2023课标0 环 戊 二 烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答以下问题:(1):H2(g)+I,(g)(g)2HI(g)(g)+H,(g)AH 100.3 kJ mol-i AW,=-11.0 kJ mol-i 对于反响:7(g)+I2(g)_J(g)+2HI(g)A%=kJ mol-i(2)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯(ID)在刚性容器内发生反响,起始总压为U B P a,平衡时总压增加了 2 0%,环 戊 烯 的 转 化 率 为,该反响的平
18、衡常数人=Pa。到达平衡后,欲增加环戊烯的平衡转化率,可实行的措施有(填标号)。A.通入惰性气体 B.提高温度C.增加环戊烯浓度 D.增加碘浓度(3)环戊二烯简洁发生聚合生成二聚体,该反响为可逆反响。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反响时间的关系如以下图,以 下 说 法 正 确 的 选 项 是 (填标号)。(-,:=1、包炭援“再氐0.001.61.41.21.()0.80.60.40.5 1 1.5反应时间2A.B.a点的反响速率小于c点的反响速率C.a点的正反响速率大于b点的逆反响速率D.b点时二聚体的浓度为0.45 mol L i(4)环戊二烯可用于制备二茂铁(Fe(C5H5%,构造简式
19、为,后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如以以下图所示,其中电解液为溶解有溟化钠(电解质)和环戊二烯的D M F溶 液(D M F为惰性有机溶剂)。该电解池的阳极为,总反响为,o电解制备需要在无水条件下进电源展,缘由为.10.12023课标n il近年来,随着聚酯工业的快速进展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之快速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学争论的热点。答复以下问题:(1)Deacon制造的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)以以下图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl):eg2)分别等于1 :1、4:1、7:1时HC1平
20、衡转化率随温度变化的关系:可知反响平衡常数K(300r)K(400)(填“大于”或“小于。设HC1初始浓度为”,依据进料浓度比c(HCl):c(O=l:1的数据计算K(400)=L列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反响物高转化率,同时降低产物分别的能耗。进料浓度比c(HCl):c(O2)过低、过 高 的 不 利 影 响 分 别 是.(2)Deacon直接氧化法可按以下催化过程进展:1CuCl(s)=CuCl(s)+Cl7(g)/=83 kJ-mol-iI1CuCl(s)+-O,(g)=CuO(s)+-Cl2(g)AH2=-20 kJ mol-iCuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)
21、+H2O(g)AH尸-121 kJ mol-11则 4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)f|3热分解制备的CaO相比,CaC?。/%。热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能,其缘由是 。(2)电解法转化CO2可实现CO?资源化利用。电解CO?制HCOOH的原理示意图如下。写出阴极CO2复原为HCOO-的电极反响式:A电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其缘由是(3)C O 2 催化加氢合成二甲醛是一种C O 2 转化方法,其过程中主要发生以下反响:反响 I :C O2(g)+H2(g)-C O(g)+H2O(g)A H =4 1.2 k J-m o l-i
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- 2023 年高 化学 化学反应 原理 综合 汇编
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