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2023届高考化学一轮专题复习:化学反应原理综合题
1.(2023·湖南永州·统考二模)利用晶格氧部分氧化甲烷制合成气(与)技术将传统甲烷重整反应分解为几个气固相反应,实现燃料与氧气不接触,其一般模型如图所示:
在一定温度下,该模型涉及的主要反应如下:
主反应:
副反应:
甲烷裂解反应:
载氧体恢复晶格氧反应:
请回答下列问题:
(1)模型中载氧体中的价态:载氧体I_______载氧体II(填“>”“<”或“=”)。
(2)该模型部分氧化甲烷制合成气的反应方程式为:,该温度下反应的_______。
(3)已知副反应的,下列温度下反应能自发进行的是?_______(填标号)。
A. B. C.
(4)控制投料比为、压强为时,平衡时及各气体的物质的量随温度的变化如图a所示:
已知:,
①图a中c曲线对应的气体为_______。
②图a中忽略与c气体,平衡时,_______。
(5)当、时,控制不同,平衡时与温度的关系如图b所示,请说明当反应体系温度低于时,越大,温度越高,越有利于合成气的生成:_______。
2.(2023·四川成都·一模)直接将转化为有机物并非植物的“专利”,科学家通过多种途径实现了合成甲醛,总反应为.转化步骤如图1所示:
(1)原料可通过捕捉技术从空气中或工业尾气中获取,写出一种常见的可作捕捉剂的廉价试剂___________。
(2)已知,则总反应的___________(用图1中焓变以及表示)。
(3),在容积为的恒容密闭容器中充入和一定量,只发生可逆反应①。若起始时容器内气体压强为,达到平衡时,的分压与起始投料比的变化关系如图2所示。
(ⅰ)若时到达c点,则时的平均反应速率________;
(ⅱ)__________(写计算表达式);
(ⅲ)c点时,再加入和,使两者分压均增大的转化率_____________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(4)在恒温恒容条件下只发生反应②。关于该步骤的下列说法错误的是____________。
A.若反应②正向为自发反应,需满足
B.若气体的平均相对分子质量保持不变,说明反应②体系已经达到平衡
C.增大的浓度,的平衡物质的量分数一定增大
D.反应②体系存在
(5)已知Arrhenius公式:(为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。反应①②的有关数据分别如图3所示,相对较小的是___________;研究表明,加入某极性介质有助于加快整个反应的合成速率,原因可能是___________。
3.(2022·福建福州·福建省福州第八中学校考模拟预测)我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。
Ⅰ. 利用温室气体和制备燃料合成器,计算机模拟单个二氧化碳分子与甲烷分子的反应历程如图所示:
已知:1eV为1电子伏特,表示一个电子(所带电量为)经过1伏特的电位差加速后所获得的动能。
(1)制备合成气CO、总反应的热化学方程式为_______。
(2)向密闭容器中充入等体积的和,测得平衡时压强对数和的关系如图所示。(压强的单位为:MPa)
①T1________T2(填“>”“<”或“=”)。
②温度为T2时,该反应的压强平衡常数_______。
Ⅱ. 丙烯是重要的有机合成原料。由丙烷制备丙烯是近年来研究的热点,主要涉及如下反应:
反应i:
反应ii:
回答下列问题:
(3)在刚性绝热容器中发生反应i,下列能说明已达到平衡状态的有_______(填标号)。
A.每断裂键,同时生成键
B.容器内温度不再变化
C.混合气体的密度不再变化
D.
(4)在压强恒定为条件下,按起始投料,匀速通入反应器中在不同温度下反应相同时间,测得丙烷和氧气的转化率如下图。
①线_______(填“”或“”)表示丙烷的转化率。
②温度高于后曲线随温度升高而降低的原因为_______。
③当温度高于_______(填“”或“”)时,可判断反应ii不再发生。
Ⅲ. 常温下,用NaOH溶液作捕捉剂不仅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工产品。
(5)若某次捕捉后得到的溶液,则溶液中_______(常温下、)。
(6)现有固体,每次用溶液处理,若使中的全部转化到溶液中,需要反复处理_______次。(已知:、)
4.(2022·福建·一模)雾霾中的NO对人体健康有严重危害,一种新技术用H2还原NO的反应原理为:2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(g)△H<0.回答下列问题:
(1)该反应的能量变化过程如图:
△H=___________(用图中字母表示)。
(2)该反应的机理如下:
①2NO(g)N2O2(g)(快)
②N2O2(g)+H2(g)N2O(g)+H2O(g)(慢)
③N2O(g)+H2(g)N2(g)