2021届高考化学重点·难点专练：化学反应原理（原卷+解析卷）

化学反应原理【原卷】 1．(2021·江苏南通市重点中学高三期末)研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。 I.CO2的捕获与利用 (1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液c(HCO3-)：c(CO32-)=2：1，溶液pH=___。 (室温下，H2CO3的K1=4×10-7，K2=5×10-11) (2)利用CO2和H2合成二甲醚(CH3OCH3)的过程包括如下反应 甲醇合成∶CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2Og) △H1=akJ•mol-1 甲醇脱水∶2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=bkJ•mol-1 则合成二甲醚总反应热化学方程式∶ 2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H=__________kJ·mol-1 (3)合成二甲醚所用的CO2可利用氨水从工业废气中捕获，捕获过程中会生成中间产物NH2COONH4为测定该反应的有关热力学参数，将一定量纯净的NH2COONH4置于5L的真空钢瓶中，一定温度下发生反应∶NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)，实验测得气体总浓度(10-3mol/L)与温度、时间的关系如表所示∶ 温度 时间 15℃ 25℃ 35℃ 0 0 0 0 t1 0.9 2.7 8.1 t2 2.4 4.8 9.4 t3 2.4 4.8 9.4 2 该反应能自发进行的原因___。 ②25℃，t3时刻将钢瓶体积压缩为2.5L，达到新平衡时CO2的浓度为__________mol/L (4)我国科学家设计CO2熔盐捕获与转化装置如图所示，c极电极反应式为__________。 Ⅱ.消除水体中硝态氮 某科研小组研究液相催化还原法去除水体中NO3-的方法中使用的固体催化剂d-Cu/TiO2的催化条件。 图a∶Pd-Cu/TiO2分步催化还原机理。 图b∶其他条件相同，不同pH时，反应1小时后NO3-转化率和不同产物在总还原产物中所占的物质的量的百分比。 (5)该液相催化还原法中所用的还原剂是___。 (6)研究表明∶溶液的pH对Pd表面所带电荷有影响，但对Pd吸附H的能力影响不大。 ①随pH增大，N2和氨态氮在还原产物中的百分比均减小，原因是_________________，导致反应ii的化学反应速率降低。 ②消除水体中硝态氮时，保持NO3-较高转化率的情况下，随pH减小，还原产物中增大，更有利于_________________(用离子方程式表示)反应的进行。 2．(2021·四川广元市高三一模)某海军研究实验室利用海水获得CO2和H2，通过CO2催化加氢反应先生成乙烯等低碳烯烃，进而制取液态烃，从而减少舰艇以及飞机对燃料补给的依赖延长续航时间。制取乙烯发生的主要反应有： i.2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ∆H=-127.89kJ/mol ii.CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g) ∆H=+41.2kJ/mol (1)CO2催化加氢制乙烯包括以下两个步骤，如图所示。 已知：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H=-49.5kJ/mol，则甲醇制乙烯的热化学方程式为_______________________________。 (2)不同压强下CO2的平衡转化率与温度的关系如图： ①如图B点v正_______A点v逆(填“>”“＜”或“=”)，在B点给定的温度和压强下，提高CO2平衡转化率的方法有_____________________________________。 ②在恒定压强下，随着温度的升高，CO2的平衡转化率先降低后升高。表明在较低温度下体系中合成低碳烯烃时_______(填“反应i”或“反应ii”)占主导。 ③在较高温度如850℃时，CO2的平衡转化率随着压强的升高而减小的原因是_______________________________。根据图像可知，为了更多获得乙烯等低碳烯烃反应条件应控制在_______(填序号)。 a.温度300~400℃ b.温度900~1000℃ c.压强0.1~1.0 MPa d.压强2.0~3.0 MPa (3)如图A点所在的条件进行反应，将 H2和CO2[n(H2)/n(CO2)=3]以一定的流速通过K-Fe-MnO/Al2O3催化剂进行反应，测得CO2总的转化率为50.0%，C2H4和CO的物质的量之比为2：1，反应i用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=_______(只列算式不计算，已知气体分压=气体总压x体积分数)。不改变气体流速和温