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2023届高三化学一轮训练题:化学反应原理综合题
1.(2023·河北石家庄·高三统考专题练习)空间站还原转化系统能把呼出的捕集、分离并与空间站电解水系统产生的进行加氢处理,从而实现空间站内物料的循环利用。
(1)一种借助光将转化为的催化机理如图所示。该转化过程总反应的化学方程式是_______;图中所示的各物质中,含有极性共价键的非极性分子是_______(填化学式)。
(2)一定条件下,和还可发生如下两个平行反应:
i.
ii.
①已知相关键能数据如下表:
化学键
键能/
436
464
803
1072
则反应i的_______。
②为了提高的产率,理论上应采用的措施是_______(填标号)。
A.低温低压 B.高温低压 C.高温高压 D.低温高压
③保持温度,压强,按投料比向密闭容器中充入和,反应相同时间测得不同催化剂下转化率和选择性的相关实验数据如下表所示(已知选择性:转化的中生成的百分比)。
催化剂
转化率
选择性
cat.1
21.9%
67.3%
cat.2
36.1%
100.0%
上述条件下,使用cat.2作催化剂,下列说法能判断反应ii达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.气体压强不再变化 B.气体平均相对分子质量不再变化
C.和的物质的量之比为 D.和的物质的量之比不再变化
(3)一定条件下,向恒容密闭容器中充入和,只发生上述反应ii,达平衡时,的转化率为80%,则该温度下的平衡常数_______(保留两位小数)。
(4)若恒容密闭容器中只发生上述反应i,在进气比不同、温度不同时,测得相应的平衡转化率如图所示。则B和D两点的温度_______(填“<”,“>”,或“=”),其原因是_______。
2.(2023·山东泰安·统考一模)烯腈( )是一种重要的化工原料,以 为原料通过脱水、腈化合成丙烯腈的主要反应如下:
(1) 的名称为_______。
(2)某科研小组在盛有催化剂、压强为的恒压密闭容器中按体积比充入和,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所示(例如A的物质的量分数w%%)。
①随着温度的升高,平衡的物质的量分数先增大后减小的原因是_______。
②a点对应反应的压强平衡常数_______(保留两位有效数字)。
③在实际生产中,充入一定量(不参与反应)可以提高丙烯腈的平衡产率,原因是_______。
(3)家研究腈化反应的机理,通过DFT计算发现反应分2步进行:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量和,图甲为该体系中B、M、C浓度随时间变化的曲线,图乙为反应ⅰ和ⅱ的曲线(,k为速率常数,为反应活化能,R、C为常数)。
①在时刻之后,反应速率、、的定量关系为_______。
②结合图乙,反应ⅰ、ⅱ正反应的活化能、的大小关系为_______(填序号,下同),反应ⅰ、ⅱ的、的大小关系为_______。
a.前者大于后者 b.前者小于后者 c.无法比较
3.(2023·福建福州·统考二模)苯乙烯是合成树脂、离子交换树脂及合成橡胶等的重要单体,常用乙苯为原料合成。其反应原理如下:
已知:上述反应的速度方程为,,其中、分别为正、逆反应速度常数,P为各组分分压(分压=总压×物质的量分数)。
(1)该反应中,部分化学键的平均键能数据如下表:
键
C-H
C-C
C=C
H-H
键能
413
348
X
436
请计算X=_______。
(2)利用催化乙苯()脱氢的反应机理如下
下列说法正确的是_______。
A.乙苯中,α位的碳氢键键能小于β位的碳氢键键能
B.通过降低焓变加快反应速率
C.增加用量可提高反应的平衡转化率
(3)经研究表明,在固定空速(恒压)条件下该反应存在乙苯的转化率较低、氧化铁表明存在积碳等问题。若在起始加入一定量的水蒸气能够有效地解决这些问题,加入水蒸气的作用是_______和_______。
(4)100kPa下,反应气组成分别按照、、投料,乙苯平衡转化率随反应温度变化关系如图。
①图中的曲线是_______(填曲线标号)。
②图中M点的正反应速率和N点的逆反应速率大小关系为_______(填“>”“<”或“=”)。
③550℃、100kPa,按投料时,_______kPa(用最简分数表示)。
4.(2023·福建龙岩·统考模拟预测)有效去除大气中的SO2、H2S以及废水中的硫化物是环境保护的重要课题。
(1)在一定条件下,CO可以去除烟气中的SO2,其反应过程分三步完成(Cat表示催化剂,[]表示空穴):
i.Cat[ ]+SO2=Cat[O]+SO
ii.Cat[