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·河南·校联考模拟预测）氢能是一种举足轻重的能源，氢的制取，储存、运输、应用技术也是当今世界备受关注的焦点。国际上最为有效的制氢工艺是甲烷水蒸气重整反应，涉及的主要反应如下： 反应I：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206kJ·mol-1 反应II：CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) ΔH2 反应III：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3=-165 kJ·mol-1 回答下列问题： (1)ΔH2=_______kJ·mol-1，反应II的正反应活化能E正和逆反应活化能E逆中较大的是_______(填“E正”或“E逆”)。 (2)已知：(R、C均为常数，T为热力学温度)，反应I、反应II、反应III的平衡常数与温度T的变化关系如图1所示。 ①表示反应I的曲线为_______(填“L1”“L2”或“L3”)，原因为_______。 ②T1温度下，反应III的平衡常数K(III)=_______。 (3)900°C时，将n(H2O)：n(CH4)的混合气通入盛有催化剂的反应器装置，测得CH4的平衡转化率与水碳比[n(H2O)：n(CH4)]的关系如图2所示；当水碳比为4时，CH4的转化率和气体流速的关系如图3所示。 P点的v正_______v逆(填“>”“=”或“<”)，随着混合气体流速的增大，CH4的转化率下降的原因为_______。 (4)若将反应I设计成以石墨为电极，以稀硫酸为电解质溶液的电解池装置，则通入CH4(g)的应为_______(填“阴极”或“阳极”)，该电极的电极反应式为_______。 2．（2022·贵州贵阳·校联考模拟预测）2020年中国宣布碳中和计划，CO2排放力争于2030年达到峰值2060年实现碳中和。用CO2制备甲醇的反应原理为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。该反应进程可通过如图所示的两步反应实现。 回答下列问题： (1)反应I为_______(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)由图可知相同条件下化学反应速率：反应I_______反应II(填“＜”或“＞”)。 (3)反应I的化学方程式是_______。 (4)在容积可变的密闭容器中投入1molCO和2molH2，发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，测得平衡时CH3OH的物质的量随温度、压强变化如图所示。 ①_______(填“＞”“＜”或“=”)，判断理由是_______。 ②若=1MPa，则500K时，CH3OH的分压p(CH3OH)=_______MPa，该反应的平衡常数Kp=_______MPa-2。 ③下列措施中，能够同时增大反应速率和提高CO转化率的是_______(填序号)。 A．使用高效催化剂        B．降低反应温度 C．增大体系压强          D．不断将CH3OH从反应体系中分离出来 3．（2022·湖北武汉·华中师大一附中校考模拟预测）国家提出2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标，利用CO或CO2加氢制甲醇将成为实现目标的最佳路径。 (1)利用CO、CO2加氢制甲醇的有关反应如下： I．2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) △H1 II．H2(g)+ CO2(g) CO(g)+ H2O(g) △H 2 III．3H2(g)+CO2(g) CH3OH (g)+H2O(g) △H3 已知：反应I中的相关的化学键键能数据如下。 化学键 CO H-H C-O H-O C-H 键能/(kJ·mol - 1) 1 071 436 358 467 413 由键能可知△H1=___________kJ·mol-1；若△H2=+41 kJ·mol-1，则△H3=___________kJ·mol-1。 (2)要使反应I在一定条件下建立的平衡正向移动，可采取的措施有___________(填字母)。 A．缩小反应容器的容积       B．扩大反应容器的容积 C．升高温度                D．降低温度 E．使用合适的催化剂        F．从平衡体系中及时分离出CH3OH (3)在不同温度、压强和相同催化剂条件下，发生反应III，初始时CO2、H2分别为1.0 mol、3.0mol，测得H2的平衡转化率[α(H2)]随温度和压强的变化如图所示。 ①压强：p1、p2、p3的关系为___________。 ②250 °C、p1条件下，平衡时α(H2)___________α(CO2)(填“＞”“=”或“＜”)；此时反应的化学平衡常数Kp=___________(分压=总压×物质的量分数)。 ③若在