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2023届高考化学一轮训练——化学反应原理综合题
1.(2023秋·江苏南通·高三统考期末)乙烯主要用于有机合成,可以以乙烷为原料制备。
(1)乙烷裂解法:。
①部分物质的能量大小如图所示。
则的_______。
②已知键能,,则_______。
③,维持温度和压强不变,向反应体系中充入大量水蒸气(不参与反应),目的是_______。
(2)乙烷氧化法:。一定温度下,向装有催化剂的恒容密闭容器中充入物质的量之比为的和,反应相同时间,测得乙烯的产率与温度的关系如图所示。
①图中A点反应一定未达平衡,原因是_______。
②若C点反应也未达平衡,可能的原因是_______。
(3)我国科研工作者研制出一种电极材料,将该材料与电源负极相连,向电极处通入,在酸性溶液中电极表面生成。写出电解时阴极的电极反应式:_______。
2.(2023秋·江苏南通·高三统考期末)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。
(1)硫碘循环制氢
热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下所示:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
已知:。则反应Ⅱ的_______。
(2)生物质制氢
电解—葡萄糖制氢实验的装置如图所示,电极两侧的电解液在泵的作用下在电解液储槽和电极间不断循环。
①该装置产生氢气速率明显高于不加入直接电解葡萄糖制氢。其原因是_______。
②电解—葡萄糖制氢的反应过程可描述为_______。
③电解一段时间后,需向储槽中补充的物质是_______。
(3)氢气应用
最新研制出的由裂解气(、、)与煤粉在催化剂条件下制乙炔,该生产过程是目前清洁高效的煤化工过程。将乙烯和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),发生反应:。出口气体中测得含有乙烯、乙炔、氢气。下图为乙炔产率与进料气中的关系。
①当进料气中时,出口气体中乙炔的体积分数为_______。
②图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是_______。
3.(2023秋·山东临沂·高三校考期末)在2020年中央经济工作会议上,我国明确提出“碳达峰”与“碳中和”目标。使利用CO2合成高价值化学品更突显其重要性。
Ⅰ.工业上可以利用CO2和H2合成CH3OH:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。该反应在起始温度和体积均相同(T℃、1L)的两个密闭容器中分别进行,反应起始物质的量如表:
反应条件
CO2(mol)
H2(mol)
CH3OH(mol)
H2O(mol)
①恒温恒容
1
3
0
0
②绝热恒容
0
0
1
1
(1)达到平衡时,CO2的体积分数φ①_______φ②(填“>”“<”或“=”)。
(2)当_______=v逆(H2)时,说明反应在条件②达到平衡状态。
Ⅱ.利用CH4超干重整CO2的催化转化如图所示:
(3)CH4与CO2超干重整反应的方程式为_______。
(4)有关转化过程,下列说法正确的是_______(填序号)。A.过程Ⅰ中CO2未参与反应
B.过程Ⅱ实现了含碳物质与含氢物质的分离
C.转化②中CaO消耗过程中的CO2,有利于反应正向进行
D.转化③中Fe与CaCO3反应的物质的量之比为4∶3
Ⅲ.通过下列反应可实现CO2的再转化,合成CO、CH4:
①CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH<0
②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH>0
在密闭容器中通入3mol的H2和1mol的CO2,分别在压强为1MPa和10MPa下进行反应。实验中对平衡体系的三种物质(CO2、CO、CH4)进行分析,其中温度对CO和CH4在三种物质中的体积分数影响如图所示。
(5)1MPa时,表示CH4和CO平衡体积分数随温度变化关系的曲线分别是_______和_______。
(6)图中当CH4和CO平衡体积分数均为40%时,若容器的体积为1L,该温度下反应①的平衡常数K的值为_______。
4.(2022秋·山东济宁·高三统考期末)二十大提出“坚持精准治污、科学治污、依法治污,持续深入打好蓝天、碧水、净土保卫战”。研究氮及其化合物的转化对保护环境有着重大意义。
(1)可以还原烟气中的NO。
主反应:
副反应:
则
①则_______(用含、的式子表示)。
②实验测得主然区温度、过量空气系数()与NO还原效率的关系如图所示。“还原气氛”下,该反应的最佳条件是_______K,_______。
(2)在汽车尾气净化装置中CO和NO发生反应 可以实转化带现降低氮氧化物的排放量。若恒压条件下将等物质的量的NO、CO,分别充入盛有催化剂①和②容器中,发生上述反应经过相同时间,随温度的升高测