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2023届高考化学一轮训练—化学反应原理综合题
1.(2022·四川凉山·三模)全球变暖是人类行为造成地球气候变化的后果,随着石油、煤炭、木材等含“碳”自然资源的过度使用,导致地球暖化的“元凶”二氧化碳也制造得越来越多,减少二氧化碳排放刻不容缓。回答下列问题:
(1)二氧化碳可催化加氢以制备甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l)。已知氢气的燃烧热为285.8kJ/mol,甲醇(液态)的燃烧热为725.8kJ/mol,1mol液态甲醇转变为气态需吸热35.5kJ,计算以上甲醇制备反应的ΔH=_______。
(2)当二氧化碳和氢气起始投料比n(CO2):n(H2)=1:2时,在0.5MPa、2.5MPa、5MPa压强下,H2.的平衡转化率α随温度变化如图所示:
则反应在0.5MPa,550°C时的α=_______,判断的依据是_______,影响α的因素有_______(答出一点即可)。
(3)将组成(物质的量分数)为0.2mol CO2(g),0.6mol H2(g)和0.1mol N2(g)通入反应器,按(1)中的反应原理,在温度T,恒定压强为p的条件下反应,平衡时若H2的转化率为50%,则CH3OH(g)的压强为_______,平衡常数Kp=_______(以分压表示,分压=总压×气体物质的量分数)。
(4)根据相关文献报道,我国科学家设计了CO2熔盐捕获与电化学转化装置,原理如下图所示:
则b为电源_______极(填“正”或“负"),电路中转移0.4mol电子可捕获CO2的体积(标况下)为_______L。
2.(2022·贵州贵阳·模拟预测)习总书记在浙江考察时曾提出“绿水青山就是金山银山”的科学论断。在日常生活中减少含氮化合物对空气的污染是重要的课题之一、回答下列问题:
(1)NH3还原法
已知:N2(g)+O2(g)⇌2NO(g) △H=+180.5kJ·mol-1;N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H2=-92.4kJ·mol-1;H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1。写出NO与NH3反应生成N2和液态水的热化学方程式:_______。
(2)CO还原法
汽车尾气中的NO和CO可在催化剂作用下生成无污染的气体而除去。在密闭容器中充入5molCO和4molNO发生反应,测得平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图:
①已知T2>T1,则反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),△H_______0(填“>”“=”或“<”)。
②该反应达到平衡后,为同时提高反应速率和NO的转化率,可采取的措施有_______(填序号)。
a.改用高效催化剂 b.缩小容器的体积 c.增加CO的浓度 d.升高温度
③压强为10MPa、温度为T1下,若反应进行到20min达到平衡状态,此时容器的体积为2L,则用N2的浓度变化表示的平均反应速率v(N2)=_______,温度下用分压表示的平衡常数的计算式Kp=_______MPa-1(分压=总压×物质的量分数)。
④在D点,对反应容器升温的同时扩大体积至体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的_______点。
(3)电解氧化吸收法:以连二硫酸根()为媒介,使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NO,装置如图所示:
①阴极区的电极反应式为_______。
②NO吸收转化后的主要产物为,若通电时电路中转移了0.5mole-,则此通电过程中理论上吸收的NO在标准状况下的体积为_______L。
3.(2022·湖北·模拟预测)以和为原料可以制得淀粉,实现“喝西北风”吃饱;与可在不同催化剂和反应条件下生成和等多种化合物,在减少温室气体、减少化石能源使用、新能源开发利用等方面有重要的作用。
(1)单个分子与在催化剂的作用下反应历程如图甲所示:(吸附在催化剂表面的物质用·标注,如表示吸附在催化剂表面;图中Ts表示过渡态分子)。
反应历程中活化能(能垒)最小的化学方程式为_______,_______
(2)与在某催化剂的作用下反应如图乙所示:
化学键
键能
436
326
803
464
414
写出该反应的热化学方程式:_______,体系达到平衡后,若要使平衡向正反应方向移动,可以改变的条件是_______(任写一种)
(3)在相同的恒容容器中,内三种不同的催化剂对与反应的影响如图丙所示:
①下列说法正确的是_______.
a. 使用催化剂Ⅰ,反应转化率最高
b. 由图得出此反应一定是放热反应
c. 最佳催化剂是催化剂Ⅰ
d. a、b、c三点的速率大小关系一定为:
②若此反应起始投料为和,在10L恒容密闭容器中进行,且反应时间足够长,得到上述关系式,则温度下,反应的平衡常数K