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备战2023年高考化学阶段性新题精选专项特训(全国卷)
专项19 化学反应原理综合题
1.(2023·河北衡水·衡水市第二中学校考模拟预测)环己烯是工业常用的化工品。工业上通过热铂基催化剂重整将环己烷脱氢制备环己烯,化学反应为 △H。
(1)几种共价键的键能数据如下:
共价键
H—H
C—H
C—C
C=C
键能/()
436
413
348
615
△H=_______。
(2)在恒温恒容密闭容器中充入环己烷气体,仅发生上述反应。下列叙述错误的是_______(填字母)。A.气体平均摩尔质量不随时间变化时反应达到平衡状态
B.平衡后再充入气体,平衡向右移动,转化率增大
C.加入高效催化剂,单位时间内的产率可能会增大
D.增大固体催化剂的质量,一定能提高正、逆反应速率
(3)环己烷的平衡转化率和环己烯的选择性()随温度的变化如图所示。
①随着温度升高,环己烷平衡转化率增大的原因是_______。随着温度升高,环己烯的选择性变化的可能原因是_______(填字母)。
A.平衡向逆反应方向移动 B.环己烷裂解发生副反应
C.环己烯易发生聚合反应 D.催化剂的选择性增大
②当温度高于600℃时,可能的副产物有_______(任写一种结构简式)。
(4)在873K、100kPa条件下,向反应器中充入氩气和环己烷的混合气体,仅发生反应:。
①环己烷的平衡转化率随的增大而升高,其原因是_______。
②当时,达到平衡所需时间为20min,环己烷的平衡转化率为,则环己烷分压的平均转化速率为_______。该环己烷脱氢反应的压强平衡常数_______kPa。(均保留2位小数)注:用分压计算的平衡常数为压强平衡常数(),分压=总压×物质的量分数。
(5)“”表示铂基催化剂,“*”表示吸附在该催化剂表面,环己烷脱氢反应的机理如下,请补充基元反应③______;
①
②
③
④ *H2H2+
2.(2023·湖北·高三统考专题练习)工业合成氨的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ•mol-1。请回答下列问题:
(1)已知:
则1molN-H键断裂吸收的能量为______ kJ。
(2)制备原料气氢气的原理之一为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H。该反应化学平衡常数K和温度T的关系如表:
T/℃
700
800
830
1000
1200
K
2.6
1.7
1.0
0.9
0.6
①该反应的△H______0(填“>”“<”或“=”)。
②某温度时,体系中各物质的平衡浓度符合5c(CO2)•c(H2)=3c(CO)•c(H2O),判断此时的温度为_____℃。
(3)科研小组模拟不同条件下的合成氨反应,向体积可变的密闭容器中充入9.0molN2和23.0molH2,不同温度下平衡时氨气的体积分数与总压强(P)的关系如图所示。
①T1、T2、T3由大到小的排序为______。
②在T3、60MPa条件下,A点的v正______v逆(填“>”“<”或“=”)。
③在T2、60MPa条件下,平衡时N2的转化率为______%(保留小数点后一位);平衡常数Kp=_____MPa-2(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数,列出计算式即可)。
3.(2023·甘肃·统考一模)清洁能源的综合利用可有效降低碳排放,是实现“碳中和碳达峰”的重要途径。
(1)以环己烷为原料生产苯,同时可得到氢气。下图是该反应过程中几种物质间的能量关系。
反应: ΔH=___________kJ/mol。
(2)已知反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH>0,利用该反应可减少CO2排放,并合成清洁能源。
①下列能说明反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.单位时间内生成1 molCH3OH(g)的同时消耗了3 molH2(g)
B.在绝热恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化
C.容器内c(CO2):c(H2 ):c(CH3OH):c(H2O) =1:3:1:1
D.在恒温恒压的容器中,气体的平均摩尔质量不再变化
②一定条件下,在一密闭容器中充入1 molCO2和3 molH2发生反应,下图表示压强为1. 0MPa和4.0MPa下CO2的平衡转化率随温度的变化关系。
其中表示压强为4.0MPa下CO2的平衡转化率随温度的变化曲线为___________(填“I”或“II”);a点对应的平衡常数Kp=___________ MPa-2(Kp为以平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数。分压=总压×物质的量分数,结果精确到0.01)。
③利用制备的甲醇可以催化制取丙烯,过程中发