内容正文:
2023届高考化学一轮复习—化学反应原理综合题
1.(2022·安徽宣城·安徽省广德中学校考模拟预测)2022年中国的汽车保有量达到3亿辆,如何在提供交通便利同时,缓解环境问题,是化学工作者研究的重要课题。
I.汽车安装尾气净化装置,可使CO和NO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。
(1)已知:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566kJ·mol-1
则2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2 △H=_______kJ·mol-1。
(2)为探究温度及不同催化剂对此反应的影响,分别在不同温度、不同催化剂(甲、乙)条件下,保持其他初始条件不变,重复实验,在相同时间内测得NO的转化率与温度的关系如图所示,结合图象,最合适的反应条件为_______。
(3)实验测得此反应:v正=k正·c2(NO)·c2(CO),v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数_______(填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍数。
②若在2L的容器中充入1molCO和1molNO,在一定温度下达到平衡时,达平衡时总压为起始时的0.9倍,则=_______。(保留小数点后两位)
II.使用氢能源汽车可以从根源上解决汽车尾气污染问题。“制氢”“储氢”“用氢”一直都是能源研究的热点。当前,氨电解法制氢气取得了重要技术突破,利用电解原理,将氨转化为高纯氢气,其装置如图所示。
(4)电解过程中OH-的移动方向为_______(填“从左往右”或“从右往左”);阳极的电极反应式为_______。
(5)上述方法制备H2所需能量可由太阳能提供。利用Na2CO3·10H2O可将太阳能储存,释放,结合方程式说明储存、释放太阳能的原理:_______。
2.(2022·湖北武汉·华中师大一附中校考模拟预测)氮的氧化物是大气污染物之一。研究它们的反应机理,对于消除环境污染,促进社会可持续发展有重要意义。回答下列问题:
(1)已知:①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ∆H1=-907kJ∙mol-1;
②①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ∆H2=-1269.0kJ∙mol-1。
若4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)的逆反应活化能为E逆=akJ∙mol-1,则其正反应活化能为_______kJ∙mol-1(用含a的代数式表示)。
(2)氢气选择性催化还原NO是一种比NH3还原NO更为理想的方法,备受研究者关注。以Pt-HY为催化剂,氢气选择性催化还原NO在催化剂表面的反应机理如下图:
①Pt原子表面上发生的反应除N+N=N2、2H+O=H2O外还有_____。
②已知在HY载体表面发生反应的NO、O2物质的量之比为1∶1,补充并配平下列离子方程式:_______。
+NO+O2→N2+H2O+_______
(3)硫碘循环(SI循环)是目前最有前景和研究最多的一个热化学循环。SI循环涉及如下两个反应:
反应I(Bunsen反应):SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)⇌2HI(aq)+H2SO4(aq) ∆H1=akJ∙mol-1
反应II:2HI(aq)⇌H2(g)+I2(s) ∆H2=bkJ∙mol-1
①科研团队研究了温度和压强对反应I(Bunsen反应)达到平衡时n(SO2)的影响如下图所示,则p1_____p2(填“>”“<"或“=”)。
②为了促进HI的分解,某科研团队设计了两种选择性膜反应器,其示意图如下。已知:HI的分解在反应区内进行,膜可以对产物进行选择性释放。反应区内通过控制使压强恒定为100kPa。反应开始时,投料均为1mol的HI气体。膜反应器1中氢气的渗透速率为3.1×10-8mol/(s·Pa)。反应区内的部分实验数据显示在下表中。
反应器示意图
无膜反应器
膜反应器1
膜反应器2
物质
HI
H2
80s后的平衡物质的量/mol
0.78
____
HI平衡分解率
α1=____
α2=52%
α3_____α4(填“>”“<”或“=”)
(4)我国科学家在(自然-通讯》发表了低温高效催化丁烷脱氢制丁烯的研究成果。该过程易发生积炭和裂化等副反应,催化反应历程如图a所示[注:0.06ev表示1个C4H8(g)+1个H2(g)的能量)]
①三种催化剂催化效果最好的是_______(填“A”、“B”或“C”),以C为催化剂时决速反应的方程式为_______;
②在一恒容密闭容器中通入1mol丁烷和适量的催化剂,发生催化