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2023届高三化学一轮复习题:化学反应原理综合题
1.(2022·广东广州·高三统考专题练习)氢气在富氧条件下催化还原NOx(H2-SCR)反应在低温时仍具有高活性和选择性,近年来一直备受研究学者关注。回答下列问题:
(1)已知催化剂铑(Rh)表面H2催化还原NO的部分反应机理如下表所示,其他条件一定时,决定H2催化还原NO反应速率的基元反应为_______,基元反应:H2+Rh(s)+Rh(s)=H(s)+H(s)的焓变ΔH=_______kJ/mol。
基元反应
活化能Ea(kJ/mol)
H2+Rh(s)+Rh(s)=H(s)+H(s)
12.6
NO(s)+Rh(s)=N(s)+O(s)
97.5
N(s)+N(s)=N2+Rh(s)+Rh(s)
120.9
H(s)+O(s)=OH(s)+Rh(s)
83.7
OH(s)+H(s)=H2O(s)+Rh(s)
33.5
H(s)+H(s)=H2+Rh(s)+Rh(s)
77.8
NO(s)=NO+Rh(s)
108.9
(2)浸渍法合成的Pt/Al-M-10-A催化剂对H2还原NO反应的响应如图所示,由图可知该催化剂对化学反应具有_______,该性质受_______的影响。
(3)1093 K时,NO与H2以物质的量之比2:1混合,置于某恒容密闭容器中,发生化学反应:2NO(g)+H2(g) N2O(g)+H2O(g),以下物理量不再发生变化时,能说明反应达平衡的是_______(填字母代号)。A.NO的转化率 B.混合气体的密度 C.该反应的浓度商QC D.v(NO)=2v(H2)
(4)将H2、NO、O2按体积比3:2:1充入恒温恒压(200℃、100 kPa)容器中,发生反应:4H2(g)+2NO(g)+O2(g) N2(g)+4H2O(g),达平衡时,N2的体积分数为0.1。
①平衡时,NO的转化率为_______。平衡常数Kp=_______(kPa)-2(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
②已知该反应ΔH<0。初始温度、压强和反应物的用量均相同。下列四种容器中NO的转化率最高的是_______(填字母代号)。
A.恒温恒容容器 B.恒温恒压容器 C.恒容绝热容器 D.恒压绝热容器
2.(2022·浙江杭州·杭州高级中学校考模拟预测)当今,世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此,研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1)在C和的反应体系中:
反应1:
反应2:
反应3: 。
设,反应1、2和3的y随温度的变化关系如图所示。图中对应于反应3的线条是____。
(2)雨水中含有来自大气的,溶于水中的进一步和水反应,发生电离:
①
② 25℃时,反应②的平衡常数为。
溶液中的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数),比例系数为,当大气压强为,大气中的物质的量分数为时,溶液中浓度为_______(写出表达式,考虑水的电离,忽略的电离)
(3)在某催化加氢制的反应体系中,发生的主要反应有:
I.
II.
III.
时,往某密闭容器中按投料比充入和。反应达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
①图中Y代表_______(填化学式)。
②体系中的物质的量分数受温度的影响不大,原因是_______。
③在下图中画出随温度变化趋势图_______。
3.(2023·浙江·高三统考专题练习)近年来,全球丙烯需求快速增长,研究丙烷制丙烯有着重要的意义。相关反应有:
I.C3H8在无氧条件下直接脱氢:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) △H1=+124kJ•mol-1
II.逆水煤气变换:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
III.CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯:C3H8(g)+CO2(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(g) △H3
已知:CO和H2的燃烧热分别为-283.0kJ•mol-1、-285.8kJ•mol-1;
H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ•mol-1
(1)反应II的△H2=______。
(2)下列说法正确的是______。
A.升高温度反应I的平衡常数增大
B.选择合适的催化剂可提高丙烷平衡转化率
C.若反应II能自发,则△S<0
D.恒温恒压下,通入水蒸气有利于提高丙烷转化率
(3)对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp,如p(B)=p•x(B),p为平衡总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数。在不同压强下(0.1MPa、0.01MPa),反应I中丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化如图