2023届高三化学一轮专题训练—化学反应原理综合题

2023届高三化学一轮专题训练—化学反应原理综合题 1．（2022·全国·高三专题练习）为实现我国政府提出的2060年碳中和目标，须控制CO2的排放。 (1)请写出CO2与C反应生成CO的热化学方程式_______。 已知： ①4CO(g)+Fe3O4(s)=3Fe(s)+4CO2(g) ΔH=-14kJ·mol-1 ②3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s) ΔH=-1118kJ·mol-1 ③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394kJ·mol-1 若在恒温密闭容器中发生反应①，当反应达到平衡后充入CO2，重新达到平衡后容器中的变化情况是_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。反应②在_______(填“低温”或“高温”)条件下更有利于反应的自发进行。 (2)已知：CO2(g)+CH4(g)→2CO(g)+2H2(g)，为研究温度、压强变化对此反应的影响，某科研小组的研究人员向某密闭容器中充入a mol CH4、b mol CO2，测得反应过程中CO2的平衡转化率与温度(K)、压强(kPa)的关系如图所示。欲使X点时CH4的转化率>60％，则a_______b(填“>”、“=”或“<”)；若两种压强下通入气体的量相同，则正反应速率v(Y)_______v(X)，ΔH_______0(填“>”、“=”或“<”)。 (3)CO2在Cu-ZnO催化下，可同时发生如下反应I和II。 I.CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g) II.CO2(g)+H2(g) →CO(g)+H2O(g) 在Cu-ZnO存在的条件下，保持温度T不变，在一刚性密闭容器中，充入一定量的CO2及H2，起始及达平衡时，容器内各气体物质的量如下表： CO2 H2 CH3OH CO H2O(g) 总压/kPa 起始/mol 5.0 7.0 0 0 0 p0 平衡/mol n1 n2 p 若反应I、II均达平衡时，p0=1.2p，则表中n1=_______；若此时n2=3，则反应I的平衡常数Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数。计算结果用含总压p的最简分式表示)。 2．（2022·陕西·校联考三模）利用甲烷生成合成气在化学工业中有极为重要的地位，科学家正致力于研究一种“碳中和”技术一(CH4-CO2)重整，该技术具有一定的经济效益和深远的社会意义。 (1)已知甲烷的燃烧热为-890.3kJ·mol-1、CO的燃烧热为-283kJ·mol-1、H2的燃烧热为-286kJ·mol-1以及H2O(1)的汽化热为+44kJ·mol-1，甲烷和水蒸气反应生成合成气的热化学方程式是_______。 (2)“碳中和”技术一(CH4-CO2)重整，其工艺过程中涉及如下反应： I：CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) △H1=+234kJ·mol-1 II：H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)+CO(g) △H2=+41kJ·mol-1 将1molCH4与1molCO2在2L密闭容器中反应制取CO和H2时，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示。 ①923K时CO2的平衡转化率大于CH4的原因是_______。 ②1200K以上CO2和CH4的平衡转化率趋于相等的原因可能是_______。 (3)CO2和CH4在一定条件下反应也可制得合成气。在1.0L密闭容器中充入1.0molCH4和1.0molCO2，在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。 ①比较压强大小：p1_______p3(填“>”、“<”或“=”)。 ②若要提高CH4的平衡转化率，可采取的措施有_______(任写两条) ③若p4=2.0MPa，则x点的平衡常数Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 (4)研究表明在一氧化碳合成甲醇的原料气中加入一氧化碳可以降低CO2与H2反应的活化能。在200~360℃、9MPa时，合成气初始组成H2、CO、CO2的物质的量之比为7：2：1的条件下研究甲醇的合成反应，已知CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H<0。CO2的平衡转化率随温度的变化如图所示，其先减小的原因是_______，后增大的原因是_______。 3．（2022·宁夏中卫·统考三模）回答下列问题： (1)已知：Fe(s)+ O2(g)= FeO(s) ΔH= -272.0KJ·mol-1 2Al(s)+ O2(s)= Al2O3(s) ΔH=-1675.7KJ·mol-1 Al和FeO发热反应的热化学