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2023届高三化学一轮专题训练题—化学反应原理综合题
1.(2022·云南保山·统考一模)以节能减排为基础的低碳经济已成为实现人类可持续发展的重要课题,“减排”的关键是减少CO2排放,而“减排”的重要手段是合理利用CO2,回答下列问题:
(1)利用 CO2可合成尿素[CO(NH2]2,反应方程式为2NH3(g) +CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH >0,则有利于合成尿素的反应条件是_______。
(2)CO2和H2充入一个体积固定的密闭容器中,反应过程和在两种温度下CH3OH 的物质的量随时间的变化如图所示:
①投入2molCO2和6mol H2,当H2转化率达60%时放出热量58.8kJ,写出该反应的热化学方程式_______。曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KI_______KII(填“>”、“<”或“=”)。
②一定温度下,在容器中按系数比投入CO2和H2,能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_______。
a.容器中密度不变
b.容器中压强不变
c.混合气体的平均相对分子质量不变
d. v(CO2)=3v(H2)
e.1个C=O断裂的同时有1个H—O断裂
(3)由CO2合成二甲醚的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g) +3H2O(g) ΔH<0,在恒容密闭容器中进行上述反应,某压强下起始时按照不同氢碳比投料(如图中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),测得CO2平衡转化率与温度的关系如图所示。
①氢碳比最大的曲线是_______(填标号)。
②在1L恒容密闭容器中按曲线Ⅲ的起始氢碳比投料,充入4mol H2和 2mol CO2,达到平衡。已知该反应速率v=v正—v逆=K正·c2(CO2)·c6(H2)—K逆·c(CH3OCH3)·c3(H2O),K正、K逆分别为正、逆反应速率常数,只与温度有关。a点处=_______(填数值,保留两位小数);a、b、c处lgK正—lgK逆 的大小关系为_______(用a、b、c表示)。
2.(2022·四川乐山·统考一模)研究CO与H2反应制备二甲醚(CH3OCH3),既可减少碳排放,又可变废为宝。回答下列问题:
(1)已知CO与H2反应制备二甲醚的总反应为:2CO (g) +4H2(g)⇌CH3OCH3(g) +H2O (g),该反应经历以下两个中间反应:
i:CO (g) + 2H2(g)⇌CH3OH (g) ΔH1=- 90. 1KJ/ mol
ii:2CH3OH (g)⇌CH3OCH3(g)+ H2O(g) ΔH2=- 24.5KJ/mol
则总反应的ΔH= _______; 若反应过程中能量变化如图所示,则总反应速率主要由反应 _______(选填“i ”或“ii”)决定。
(2)下列措施既能加快总反应速率,又能提高CO转化率的是_______。
a.升高温度 b.增大压强 c.使用合适催化剂 d.及时分离二甲醚
(3)当起始物=2时,在100°C、200°C、300°C时,总反应中CO的平衡转化率(α)随压强变化关系如图所示, 则:
①反应在100℃,5. 0 ×105Pa时,CO的平衡转化率α= _______,判断依据是 _______,该条件下的平衡体系中二甲醚的体积分数约为 _______%(保 留小数点后一位)。
②一定温度下,同一反应用平衡浓度表示的平衡常数Kc和用平衡分压表示的平衡常数Kp间存在定量关系,可以借助公式pV= nRT进行推导(其中T为体系温度;p为气体压强;V为气体体积;n为气体物质的量;R为常数)。则当体系温度为T时,总反应Kc与Kp的关系为Kc=_______Kp(用含 R、T的式子表示)。
3.(2022·河南开封·统考一模)合理利用燃料废气中的CO2,是实现“碳中和”的途径之一、以CO2为原料可以合成多种化工产品。
(1)通过反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=—74 kJ·mol-1制取甲醇,已知:298K时,部分物质的相对能量如表所示:
物质
CO2(g)
H2(g)
H2O(g)
CO(g)
相对能量/(kJ· mol-1)
—393
0
—242
—110
则CH3OH(g)的相对能量为 _______ kJ·mol-1,由此可推算出反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的 △H2_______△H1,(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)在催化剂作用下CO2和H2合成甲酸,CO2(g) + H2(g) HCOOH(g) △H=—30.9kJ·mol-1,生产中通过测定刚性容器内压强变化了解反应进程。323 K时,CO2(g)、H2(g)按物质的量1:1投料,容器内压强随时间变化如表所示:
时间/ mi