2023届高三化学一轮复习题—化学反应原理综合题

2023届高三化学一轮复习题—化学反应原理综合题 1．（2022·新疆·校考一模）我国科学家利用Fe2Na3/红紫素催化剂实现CO2还原制备CO，利用可见光催化还原CO2，将CO2转化为增值化学原料(HCOOH、HCHO、CH3OH等)，这被认为是一种可持续的CO2资源化有效途径。 (1)已知几种物质的燃烧热(ΔH)如表所示： 物质 HCHO(g) H2(g) 燃烧热(△H)/(kJ·mol-1) -570.8 -285.8 已知：H2O(g)=H2O(l)　△H=-44kJ·mol-1。 CO2(g)+2H2(g)⇌HCHO(g)+H2O(g)　△H=_______kJ·mol-1。 (2)在一定温度下，将1molCO2(g)和3molH2(g)通入某恒容密闭容器中，发生反应CO2(g)+H2(g)⇌ HCOOH(g)，测得不同时刻容器中CO2的体积分数[φ(CO2)]如表所示。 t/min 0 10 20 30 40 50 φ(CO2) 0.250 0.230 0.215 0.205 0.200 0.200 ①下列能说明该反应达到平衡状态的是_______(填标号)。 A．H2消耗速率等于HCOOH生成速率 B．混合气体的平均摩尔质量不随时间变化 C．混合气体的密度不随时间变化 D．容器内气体压强不随时间变化 ②达到平衡时CO2的转化率为_______。 (3)将n(CO2)：n(H2)=1：4的混合气体充入某密闭容器中，同时发生反应1和反应2。 反应1：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)　△H1=+41.2kJ·mol-1。 反应2：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)　△H2<0。 在不同温度、压强下，测得相同时间内CO2的转化率如图1.0.1MPa时，CO2的转化率在600℃之后随温度升高而增大的主要原因是_______。 (4)在一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中充入1molCO2(g)和nmolH2(g)，仅发生(3)中的反应2。实验测得CH3OH的平衡分压与起始投料比[]的关系如图2。 ①起始时容器内气体的总压强为8pkPa，若10min时反应到达c点，则0~10min内，v(H2)=_______mol·L-1·min-1。 ②b点时反应的平衡常数Kp=_______(用含p的表达式表示)(kPa)-2。(已知：用气体分压计算的平衡常数为Kp，分压=总压×物质的量分数) (5)我国科学家开发催化剂，以惰性材料为阳极，在酸性条件下电解还原CO2制备HCHO，其阴极的电极反应式为_______。 (6)我国学者探究了BiIn合金催化剂电化学还原CO2生产HCOOH的催化性能及机理，并通过DFT计算催化剂表面该还原过程的物质的相对能量，如图3所示(带“*”表示物质处于吸附态)。试从图3分析，采用BiIn合金催化剂优于单金属Bi催化剂的原因：_______；BiIn合金催化剂优于单金属In催化剂的原因：_______。 2．（2022·江西宜春·校联考模拟预测）SO2、NOx是空气的主要污染物，有效去除大气中的SO2、NOx可以保护大气环境。回答下列问题： (1)二氧化硫在V2O5作用下的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应。已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH= -196 kJ·mol-1。 ①钒催化剂参与反应的能量变化如图1所示，请写出VOSO4(s)和V2O4(s)反应生成V2O5(s)与SO2(g)的热化学方程式：_______。 ②若当SO2、O2、N2(不参与反应)起始的物质的量分数分别为10%、15%和75%时，在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下，SO2平衡转化率α随温度的变化如图2所示。反应在0.5 MPa、550℃时的α=_______， 判断的依据是_______。 ③若将物质的量之比为2： 1的SO2(g)和O2(g)通入反应器，在恒温t、恒压p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为α，则SO3的分压为_______，平衡常数Kp=_______(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。 (2)一定温度下，在容积恒为1 L的密闭容器中，加入0. 30 mol NO与过量的金属Al，发生的反应存在如下平衡：Al(s)+2NO(g) N2(g)+ Al2O3(s) ΔH <0，已知在此条件下NO与N2的消耗速率与各自的浓度有如下关系：v(NO)=k1·c2(NO) ，v(N2)=k2 ·c(N2)，其中k1、k2表示速率常数。 ①下列叙述中不能表明该反应已经达到平衡状态的是_______ (填字母)。 A．该反应体系压强保持不变时 B．v正(NO)= v逆(N2)≠0 C．Al