2023届高三化学一轮专题复习：化学反应原理综合题训练

2023届高三化学一轮专题复习：化学反应原理综合题 1．（2023·全国·高三专题练习）我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。因此，研发二氧化碳的利用技术，将二氧化碳转化为能源是缓解环境和能源问题的方案之一。CO2耦合乙苯(C6H5-C2H5，简称EB)脱氢制备苯乙烯(C6H5-C2H3，简称ST)是综合利用CO2的热点研究领域。制备ST涉及的主要反应如下： a．EB(g)=ST(g)+H2(g) △H1 b．CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2 kJ·mol-1 c．EB(g)+CO2(g)=ST(g)+CO(g)＋H2O(g) △H3=+158.8 kJ·mol-1 回答下列问题： (1)为提高EB平衡转化率，应选择的反应条件为_______(填标号)。 A．低温、高压 B．高温、低压 C．低温、低压 D．高温、高压 (2)在一定条件下，选择合适的催化剂只进行b反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。 ①调整CO2和H2初始投料比，测得在一定投料比和一定温度下，该反应CO2的平衡转化率如图。 已知：Kx是以物质的量分数表示的化学平衡常数；反应速率v=v正-v逆=k正x(CO2)x(H2)-k逆x(CO)x(H2O)，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数。B、E、F三点反应温度最高的是_______点，计算E点所示的投料比在从起始到平衡的过程中，当CO2转化率达到20%时，=_______。 ②在容积不变的密闭容器中，分别在温度T1、T2(T2＞T1＞E点温度)发生上述反应，反应中H2(g)和CO(g)的体积分数(ω)随时间(t)的变化关系如图所示。已知：起始时密闭容器中ω[CO2(g)]和ω[H2(g)]、ω[CO(g)]和ω[H2O(g)]分别相等。则表示T1时ω[CO(g)]的曲线是_______(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)；在温度T2、反应时间20min时，反应的正反应速率v正_______ (填“＞”“=”或“＜”)逆反应速率v逆。 (3)恒压0.1 MPa下，改变原料气配比为下列三种情况：仅EB、n(EB)：n(CO2)=1：10、n(EB)：n(N2)=1：10进行以上a、b反应，测得EB的平衡转化率与温度的变化关系如图所示。 ①图中，表示原料气配比n(EB)：n(N2)=1：10的曲线是曲线_______(填“I”或“Ⅱ”)。 ②CO2能显著提高EB的平衡转化率，从平衡移动的角度解释CO2的作用：_______。 ③设Kpr为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压(分压除以p0，p0=0.1 MPa)代替浓度进行计算。A点时，H2的物质的量分数为0.01，该条件下反应a的Kpr为_______。 2．（2022·陕西西安·西北工业大学附属中学校考模拟预测）习近平主席在第75届联合国大会提出我国要实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。因此CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。 (1)研究表明CO2与CH4在催化剂存在下可发生反应制得合成气：CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH，一定压强下，由最稳定单质生成1mol化合物的焓变为该物质的摩尔生成焓。已知CO2(g)、CH4(g)、CO(g)的摩尔生成焓分别为-395kJ·mol-1、-74.9kJ·mol-1、-110.4kJ·mol-1，则上述反应的ΔH=_______kJ·mol-1。 (2)环氧乙烷可用于口罩等医用品的消毒。工业上以乙烯为原料利用氧化法生产环氧乙烷，涉及如下反应： 反应I：2CH2=CH2(g)+O2(g)2ΔH1=-210kJ·mol-1 反应II：CH2=CH2(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l) ΔH2=-1413.0kJ·mol-1 已知：环氧乙烷的选择性= 向一密闭容器中通入2molCH2=CH2(g)和1.5molO2(g)，乙烯的平衡转化率、环氧乙烷的选择性与温度或压强的关系如图所示。图中X代表_______(填“温度”或“压强”)，在x和L2的条件下，达到平衡时容器的体积为1L，反应II的平衡常数K=_______(列出计算式)。 (3)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用，电解CO2制备HCOOH的原理示意图如图所示。 ①a、b表示CO2进气管，其中_______(填“a”或“b”)管是不需要的。 ②若起始两侧溶液体积相同，电解一段时间后，两侧溶液中K+的物质的量相差0.04mol，则阳极产生的气体在标准状况下的总体积为_______L(假设产生的气体全部逸出)。 (4)反应物分子一步直接转化为产物的反应称为基元反应，一个化学反应往往是由多个