2023届高考化学二轮复习《化学反应原理》大题专练06

《化学反应原理》大题专练6 1．煤的气化产物(CO、H2)可用于制备合成天然气(SNG)，涉及的主要反应如下： CO甲烷化：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－206.2 kJ·mol－1 水煤气变换：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝－41.2 kJ·mol－1 回答下列问题： (1)反应CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。某温度下，分别在起始体积相同的恒容容器A、恒压容器B中加入1 mol CO2和4 mol H2的混合气体，两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是________(填“A”或“B”)。 (2)在恒压管道反应器中按n(H2)∶n(CO)＝3∶1 通入原料气，在催化剂作用下制备合成天然气，400 ℃、p总为100 kPa时反应体系平衡组成如下表所示。 组分 CH4 H2O H2 CO2 CO 体积分数 φ/% 45.0 42.5 10.0 2.00 0.500 ①该条件下CO的总转化率α＝________。若将管道反应器升温至500 ℃，反应达到平衡后CH4的体积分数φ________45.0%(填“＞”“＜”或“＝”)。 ②Kp、Kx分别是以分压、物质的量分数表示的平衡常数，Kp只受温度影响。400 ℃时，CO甲烷化反应的平衡常数Kp＝________kPa－2(保留1位小数)；Kx＝________(以Kp和p总表示)。其他条件不变，增大p总至150 kPa，Kx________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)制备合成天然气时，采用在原料气中通入水蒸气来缓解催化剂积碳。积碳反应为 反应Ⅰ　CH4(g)C(s)＋2H2(g)　ΔH＝＋75 kJ·mol－1， 反应Ⅱ　2CO(g)C(s)＋CO2(g)　ΔH＝－172 kJ·mol－1。 平衡体系中水蒸气浓度对积碳量的影响如图所示，下列说法正确的是________。 A．曲线1在550～700 ℃积碳量增大的原因可能是反应Ⅰ、Ⅱ的速率增大 B．曲线1在700～800 ℃积碳量减小的原因可能是反应Ⅱ逆向移动 C．曲线2、3在550～800 ℃积碳量较低的原因是水蒸气的稀释作用使积碳反应速率减小 D．水蒸气能吸收反应放出的热量，降低体系温度至550 ℃以下，有利于减少积碳 2．绿水青山是习总书记构建美丽中国的伟大设想，研究碳、氮、硫等大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。 (1)科学家研究利用某种催化剂，成功实现将空气中的碳氧化合物和氮氧化合物转化为无毒的大气循环物质。已知： ①N2(g)＋O2(g)2NO(g)　ΔH1＝＋179.5 kJ·mol－1 ②NO2(g)＋CO(g)NO(g)＋CO2(g)　ΔH2＝－234 kJ·mol－1 ③2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH3＝－112.3 kJ·mol－1 则反应2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝__________kJ·mol－1；某温度下，反应①②③的平衡常数分别为K1、K2、K3，则该反应的K＝__________(用K1、K2、K3表示)。 (2)用活化后的V2O5做催化剂，氨将NO还原成N2的一种反应历程如图所示。 ①写出总反应的化学方程式：_____________________________________________。 ②测得该反应的平衡常数与温度的关系为lg K＝5.08＋217.5/T，该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。 ③该反应的含氮气体浓度随温度变化如图所示，则将NO转化为N2的最佳温度为____________；当温度达到700 K时，发生副反应的化学方程式：_________________________________________。 (3)利用氨水吸收工业废气中的SO2，既可解决环境问题，又可制备(NH4)2SO3。可用(NH4)2SO3为原料，以空气氧化法制备(NH4)2SO4，其氧化速率与温度关系如下图： 试解释在温度较高时，(NH4)2SO3 氧化速率下降的原因是________________________；相同条件下，等浓度的(NH4)2SO3和(NH4)2SO4溶液中，c(NH)前者________(填“大”或“小”)。 3．工业废气和汽车尾气含有多种氮氧化物，以NOx表示，NOx能破坏臭氧层，产生光化学烟雾，是造成大气污染的来源之一。按要求回答下列问题： (1)NO2与N2O4存在以下转化关系：2NO2(g)N2O4(g)。 ①已知：标准状况(25 ℃、101 kPa)下，由最稳定的单质生成1 mol 化合物的焓变(或反应热)，称