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·山东日照·统考三模）丙烯腈()是一种重要的化工原料，广泛应用于三大有机合成材料的生产中。以为原料合成丙烯腈的主要反应如下： Ⅰ. (g) (g)+H2O(g) ∆H1>0 Ⅱ. (g)+NH3(g) (g)+H2O(g)+ (g)    ∆H2>0 回答下列问题： (1)已知部分化学键的键能如下表所示： 化学键 键能() 351 348 615 413 463 745 据此计算_______。 (2)在盛有催化剂、压强为的恒压密闭容器中按体积比2∶15充入 (g)和发生反应，通过实验测得平衡体系中含碳物质(乙醇除外)的物质的量分数随温度的变化如图1所示(例如的物质的量分数ω%=×100%)。 ①的名称为_______(用系统命名法命名)。 ②随着温度的升高，的平衡体积分数先增大后减小的原因为_______。 ③图中A点对应反应Ⅱ的标准平衡常数_______(保留两位有效数字)。【其表达式为用相对分压代替浓度平衡常数表达式中的浓度，气体的相对分压等于其分压(单位为)除以】 ④实际生产中若充入一定量氨气可提高丙烯腈的平衡产率，原因为_______。 (3)科学家通过DFT计算得出反应Ⅱ的机理如图2所示，其中第二步反应为(g) (g)+H2O(g)，则第一步反应的化学方程式为_______。 (4)利用电解法由丙烯腈制备己二腈的装置如图3所示。 通电过程中，石墨电极2上的电极反应式为_______。 2．（2023春·云南玉溪·高三澄江市第一中学校考阶段练习）随着可燃冰开采领域的不断扩大，我国已处于世界绝对领先地位。将甲烷((CH4)催化转化为有价值的化学工业品一直是我国化学工作 者的研究热点。最近徐君团队研发出了一种Au在ZSM-5分子筛上催化氧化甲烷生产CH3OH和CH3COOH的技术，该技术涉及的反应如下： 反应Ⅰ 2CH4(g)+O2(g) 2CH3OH(g) △H1= -251.0kJ·mol-1； 反应Ⅱ 2CH4(g)+2O2(g) CH3COOH(g)+2H2O(g) △H2 = -812.4kJ· mol-1。 请回答下列问题： (1)部分化学键的键能数据如下表所示： 化学键 O=O C-H O-H 键能E/kJ·mol-1 498 414 390.8 则C-O的键能为_______kJ·mol-1。 (2)反应II在热力学上进行的趋势很大，原因为_______。除降低温度外，能同时提高CH3OH和CH3COOH的平衡产率的措施为_______(任答一条)。 (3)T℃下，向含有少量Au-ZSM-5分子筛催化剂的体积为VL的刚性密闭容器中充入1molCH4和2molO2发生反应I和反应II。达到平衡时测得CH4的物质的量为a mol， CH3COOH(g)的物质 的量为b mol，此时O2(g)的浓度为_______mol·L-1 (用含a、b、v的代数式表示，要求化简，下同)，该温度下反应II的平衡常数为_______。 (4)徐君教授研究后发现在Au-ZSM-5分子筛催化剂表面，反应I中O2的解离过程和CH4的活化过程的机理如下图所示(·代表吸附态)： 该反应进程中，O2的解离是_______(填“吸热”或“放热”)的反应，该过程的反应速率_______(填“大于”或“小于”)CH4的活化反应的反应速率。 (5)以CH4和O2为基本原料，采用电解法也可以制备CH3COOH，其装置如下图所示： 通入CH4的电极反应式为_______该装置工作时发生的能量转化形式为_______ (不考虑热能的转化)。 3．（2022·江苏苏州·统考模拟预测）废气中的H2S可用电解、Fe2(SO4)3吸收和活性炭吸附氧化等多种方法脱除。 (1)电解法脱除：将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应： S2--2e-=S (n-1)S+S2-=S ①写出阴极的电极反应方程式___________。 ②电解后阳极区溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式为___________。 (2)Fe2(SO4)3吸收脱除：用Fe2(SO4)3溶液吸收H2S，其反应后的溶液可在硫杆菌作用下实现吸收液的再生。 ①用Fe2(SO4)3吸收液脱除H2S的原理经历以下三步： 第一步：H2S(g)H2S(aq) 第二步：H2SH＋＋HS- 第三步：HS-＋2Fe3+=S↓＋2Fe2+＋H+ 一定条件下，不同Fe3+浓度溶液及该溶液起始pH与脱硫率的关系如图所示。当Fe3+浓度大于10 g·L-1时，随着Fe3+浓度增大，脱硫率逐渐降低。其原因是________