专项16 化学反应原理综合题-备战2022年高考化学阶段性新题精选专项特训（全国卷）（5月期）

备战2022年高考化学阶段性新题精选专项特训（全国卷） 专项十六 化学反应原理综合题 1．（2022·河南·三模）以CO2、H2为原料制备甲烷技术的研究不断取得新进展。CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应： 反应I ：CO2(g) +4H2(g) CH4(g) +2H2O(g) △H1=-156.9 kJ·mol-1 反应II ：CO2(g)+ H2(g) CO(g)+ H2O(g) △H2=+41.1 kJ·mol-1 回答下列问题： (1)已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-395.6 kJ·mol-1，则CH4不完全燃烧的热化学方程式2CH4(g) + 3O2(g)=2CO(g) + 4H2O(g)的△H4=_______。 (2)在恒压条件下，按CO2与H2的物质的量之比为1：4投料发生反应I和反应II ，测得CO2平衡转化率随温度的变化如图所示。 ①CO2平衡转化率随温度升高呈现如图所示变化特征的原因是_______。 ②其他条件不变，改为恒容条件，CO2的平衡转化率将。_______(填“升高”“降低”或“不变”)。 (3)在恒温恒容条件下，工业。上以CO2、H2为原料通过反应I生产甲烷。2~6 s内测得CO2的浓度由0.1 mol·L-1变为0.06 mol· L-1，则该时间段内用H2表示的化学反应速率为_______mol·L-1·s-1。 (4)在某恒温恒容密闭容器内充入2molCO2和3molH2发生反应I，t1 min时达到平衡，在t2 min时，向该恒温恒容密闭容器内再充入1 mol CO2和1 mol H2，整个过程用压力计测得容器内压强的变化如图： ①0~t2 min内CO2的平衡转化率为_______；在该温度下，反应的标准平衡常数=_______(用分数表示)。[已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应aA(g) +bB(g)cC(g) +dD(g)，，其中=100 kPa，pA、pB、pC、pD为各组分的平衡分压]。 ②t2min后容器内压强的变化曲线为_______(填“a”或“b”)，选择的理由为_______。 2．（2022·安徽合肥·三模）甲烷催化裂解是工业上制备乙炔的方法之一。回答下列问题： (1)已知：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-885 kJ/mol 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH2=-2600 kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=-572 kJ/mol 则2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g)ΔH=_______kJ/mol (2)①若用分别表示CH4、CH2、H2和固体催化剂，在固体催化剂表面CH4的裂解过程如图所示，从吸附到解吸的过程中，能量状态最高的是_______(填标号)。 ②在恒容密闭容器中充入amol甲烷，测得单位时间内在固体催、化剂表面CH4的转化率[α(CH4)]与温度(t℃)的关系如图所示，t0℃后CH4的转化率突减的原因可能是_______。 (3)甲烷分解体系中几种气体的平衡分压(p/Pa)与温度(t/℃)的关系如图所示。 ①T℃时，化学反应2CH4 (g)=C2H2(g)+3H2(g)的压强平衡常数K=_______Pa2。 ②在某温度下，向VL恒容密闭容器中充入0.12mol CH4只发生反应2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g)，达到平衡时，测得p(H2)=p(CH4)。CH4的平衡转化率为_______(结果保留两位有效数字)。 (4)甲烷除裂解反应外还能发生水蒸汽重整反应，涉及以下反应方程式： I.CH4(g)+H2O(g)→CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206kJ·mol-1； II.CO(g)+H2O(g)→CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41kJ·mol-1； 在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的CH4和H2O(g)发生水蒸汽重整反应。 ①压强为P0kPa时，分别在加CaO和不加CaO时，平衡体系H2的物质的量随温度变化如图所示。温度低于700℃时，加入CaO可明显提高混合气中H2的量，原因是_______ ②500℃时，反应相同时间后测得CH4的转化率随压强的变化如图所示。则图中E点和G点CH4的浓度大小关系为c(G)_______(填“>”“＜”或“=”)c(E)。 3．（2022·河南河南·三模）2020年中国向世界宣布2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。转化和吸收CO2的研究成为更加迫切的任务。 (1)天津大学某研究所研究了CO2催化加H2合成低碳烯烃的反应。 ①已知H2和C2H4两种气体的燃烧热△H分别为-285.8kJ·mol-