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2023届高三化学一轮专题训练-化学反应原理综合题
1.(2023·上海长宁·统考二模)CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2,S8受热分解成气态S2,发生反应2S2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2S(g),回答下列问题:
(1)CH4的立体构型为_______,CS2分子的电子式为_______。
(2)某温度下若S8完全分解成气态S2。在恒温恒容密闭容器中S2与CH4物质的量比为2∶1时开始反应。
①当CS2的体积分数为10%时,CH4的转化率为_______。
②当以下数值不变时,能说明该反应达到平衡的是_______(填序号)。
a.气体密度 b.气体总压 c.CH4与S2体积比 d.CS2的体积分数
(3)一定条件下,CH4与S2反应中CH4的平衡转化率、S8分解产生S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。据图分析,生成CS2的反应为_______(填“放热”或“吸热”)反应。工业上通常采用在600~650℃的条件下进行此反应,不采用低于600℃可能的原因是:_______。
(4)用燃煤废气(含N2、O2、SO2、CO2、H2O等)使尾气中的H2S转化为单质硫S,可实现废物利用,保护环境,写出其中一个反应的化学方程式_______。燃煤废气中常含有的NOx也能使H2S转化为单质硫S,完成其化学方程式,并标出电子转移的方向和数目(用含X的代数式表示)_______。
_______H2S+_______NOx=_______S+_______+_______N2
2.(2023·天津河东·统考一模)偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应:(CH3)2NNH2(l)+2N2O4(l)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g)(I)
(1)反应(I)中氧化剂是_____。
(2)火箭残骸中常现红棕色气体,原因为:N2O4(g)=2NO2(g)(II)。当温度升高时,气体颜色变深,则反应(II)为_____(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)100℃时,将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0~60s时段,反应速率v(N2O4)为_____mol•L-1•s-1;反应的平衡常数K1的数值为_____。
(4)温度为T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,平衡向_____(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断理由是_____。
(5)利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O构成电池,既减轻环境污染又充分利用了化学能。装置如图所示,电池的负极反应是_____;离子交换膜是_____交换膜(填“阳离子”或“阴离子”)。
3.(2023·新疆阿勒泰·统考二模)二十大提出“坚持精准治污、科学治污、依法治污,持续深入打好蓝天碧水净土保卫战”。利用反应2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g),可有效减少汽车尾气污染物的排放。
(1)已知该反应的 ΔH=-620.9 kJ·mol-1,逆反应活化能为a kJ·mol-1,则其正反应活化能为_________kJ·mol-1。
(2)在一定温度下,向恒容容器中通入等物质的量的NO和CO气体,测得容器中压强随时间的变化关系如下表所示:
t/min
0
1
2
3
4
5
p/kPa
400
370
346
330
320
320
①反应的平衡常数Kp=__ (Kp为用分压代替浓度计算的平衡常数,分压=总压 ×物质的量分数)。
②实验测得该反应的速率v正=k正·p2( CO )·p2( NO),v逆=k逆·p(N2)·p2(CO2),k正与k逆仅与温度有关。则平衡时k正_________k逆 (填“>” “<”或“=”,下同)。达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数____k逆增大的倍数。
③未达平衡前,单位时间内要提高汽车尾气中CO、NO的转化率和化学反应速率,应选择的最佳措施是_____(填标号)。
A.降低温度 B.增大压强
C.使用合适的催化剂 D.降低氮气浓度
(3)①在不同催化剂甲、乙作用下,NO的脱氮率在相同时间内随温度的变化如图所示。工业生产中选用甲,理由是_____________。
②在催化剂甲作用下,反应经历三个基元反应阶段,反应历程如图所示(TS表示过渡态)。
该化学反应的速率主要由反应______决定(填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”,下同)。提高反应温度,逆反应速率增加最大的是反应______________。
(4)若将该反应设计成如图所示的原电池,既能产生电能,又能消除环境污染。a极对应的电极反应式为__________。
4.(2023·安徽安庆·校联考模拟