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2023届高考化学一轮专题复习-化学反应原理综合专题训练
1.近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式:_________________________________________。
(2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。
p2_______p 1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是________________。
(3)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将ii补充完整。
i.SO2+4I-+4H+===S↓+2I2+2H2O
ii.I2+2H2O+_________===_________+_______+2I-
(4)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)
A
B
C
D
试剂组成
0.4 mol·L-1 KI
a mol·L-1 KI
0.2 mol·L-1 H2SO4
0.2 mol·L-1 H2SO4
0.2 mol·L-1 KI
0.0002 mol I2
实验现象
溶液变黄,一段时间后出现浑浊
溶液变黄,出现浑浊较A快
无明显现象
溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快
①B是A的对比实验,则a=__________。
②比较A、B、C,可得出的结论是______________________。
③实验表明,SO2的歧化反应速率D>A,结合i、ii反应速率解释原因:________________。
2.CH4可用于消除NO2的污染,回答下列问题。
(1)已知:
①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=-116.2kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ·mol-1
③CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ·mol-1
则CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=_________kJ·mol-1。
(2)在相同温度和压强下,一定量的CH4与NO2在不同条件下反应的能量变化如图所示。当反应进行到某相同时刻时,测得在催化剂2条件下NO2转化率更高,其原因是_____________________。
(3)在体积均为2L的密闭容器A(500℃,绝热)、B(500℃,恒温)两个容器中分别加入2molCH4、2molNO2和相同催化剂。A、B容器中CH4的转化率α(CH4)随时间变化如下表所示。
时间(s/t)
0
100
200
300
400
A中α(CH4)(%)
0
20
22
22
22
B中α(CH4)(%)
0
10
20
25
25
①A、B两容器中,反应平衡后放出热量少的是______,理由是_____________________。
②B容器中,判断该反应达到平衡状态的标志为_________________(填字母序号)。
a.压强保持不变
b.密度保持不变
c.CO2的体积分数保持不变
d.v(CH4):v(N2)=1:l
e.断裂4molC—H键同时断裂2molO—H键
③A容器中前100s内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)=________mol·L-1·s-1
④已知反应速率v正=k正·c(CH4)·c2 (NO2),v逆=k逆·c(N2)·c(CO2)·c2 (H2O)(k正、k逆分别是正、逆反应速率常数),则B容器中平衡时=__________,200s时=________。
3.“绿水青山就是金山银山”,运用化学反应原理研究碳、氮、硫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。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景:工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1=-116kJ•mol-1。
(1)下列关于该反应说法正确的是
A.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增大
B.若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增大活化分子的百分数,从而使反应速率增大
C.升高温度,化学反应速率增大,主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数
D