专题十二 化学反应原理综合题-2020年高考化学二轮复习分题型强化专练

专题十二 化学反应原理综合题 【考试要求】 以选修4模块为基础，主要考查：化学反应与能量，化学反应速率、化学平衡状态和反应进行方向，以及水溶液中的离子反应与平衡，电化学基础等方面，探索化学反应的规律，综合应用解决实际问题。 【高考真题】 1．[2019新课标Ⅰ]水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(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。回答下列问题： （1）Shibata曾做过下列实验：①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。 ②在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。 根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_________H2（填“大于”或“小于”）。 （2）721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H2的物质的量分数为_________（填标号）。 A．＜0.25 B．0.25 C．0.25~0.50 D．0.50 E．＞0.50 （3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用❉标注。 可知水煤气变换的ΔH________0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E正=_________eV，写出该步骤的化学方程式_______________________。 （4）Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系（如下图所示），催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的 和 相等、 和 相等。 计算曲线a的反应在30~90 min内的平均速率 (a)=___________kPa·min−1。467 ℃时 和 随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。489 ℃时 和 随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。 2．[2019江苏] CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。 （1）CaO可在较高温度下捕集CO2，在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4·H2O热分解可制备CaO，CaC2O4·H2O加热升温过程中固体的质量变化见下图。 ①写出400~600 ℃范围内分解反应的化学方程式： 。 ②与CaCO3热分解制备的CaO相比，CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能，其原因是 。 （2）电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。 ①写出阴极CO2还原为HCOO−的电极反应式： 。 ②电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是 。 （3）CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应： 反应Ⅰ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH =41.2 kJ·mol−1 反应Ⅱ：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH =﹣122.5 kJ·mol−1 在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中： CH3OCH3的选择性= ×100％ ①温度高于300 ℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。 ②220 ℃时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%（图中A点）。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有 。 3．[2019北京]氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。 （1）甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。 ①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4∶1，甲烷和水蒸气反应的方程式 。 ②已知反应器中还存在如下反应： i.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1 ii.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH