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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.(2023·湖南永州·统考二模)利用晶格氧部分氧化甲烷制合成气(与)技术将传统甲烷重整反应分解为几个气固相反应,实现燃料与氧气不接触,其一般模型如图所示:
在一定温度下,该模型涉及的主要反应如下:
主反应:
副反应:
甲烷裂解反应:
载氧体恢复晶格氧反应:
请回答下列问题:
(1)模型中载氧体中的价态:载氧体I_______载氧体II(填“>”“<”或“=”)。
(2)该模型部分氧化甲烷制合成气的反应方程式为:,该温度下反应的_______。
(3)已知副反应的,下列温度下反应能自发进行的是?_______(填标号)。
A. B. C.
(4)控制投料比为、压强为时,平衡时及各气体的物质的量随温度的变化如图a所示:
已知:,
①图a中c曲线对应的气体为_______。
②图a中忽略与c气体,平衡时,_______。
(5)当、时,控制不同,平衡时与温度的关系如图b所示,请说明当反应体系温度低于时,越大,温度越高,越有利于合成气的生成:_______。
2.(2022·福建福州·福建省福州第八中学校考模拟预测)我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。
Ⅰ. 利用温室气体和制备燃料合成器,计算机模拟单个二氧化碳分子与甲烷分子的反应历程如图所示:
已知:1eV为1电子伏特,表示一个电子(所带电量为)经过1伏特的电位差加速后所获得的动能。
(1)制备合成气CO、总反应的热化学方程式为_______。
(2)向密闭容器中充入等体积的和,测得平衡时压强对数和的关系如图所示。(压强的单位为:MPa)
①T1________T2(填“>”“<”或“=”)。
②温度为T2时,该反应的压强平衡常数_______。
Ⅱ. 丙烯是重要的有机合成原料。由丙烷制备丙烯是近年来研究的热点,主要涉及如下反应:
反应i:
反应ii:
回答下列问题:
(3)在刚性绝热容器中发生反应i,下列能说明已达到平衡状态的有_______(填标号)。
A.每断裂键,同时生成键
B.容器内温度不再变化
C.混合气体的密度不再变化
D.
(4)在压强恒定为条件下,按起始投料,匀速通入反应器中在不同温度下反应相同时间,测得丙烷和氧气的转化率如下图。
①线_______(填“”或“”)表示丙烷的转化率。
②温度高于后曲线随温度升高而降低的原因为_______。
③当温度高于_______(填“”或“”)时,可判断反应ii不再发生。
Ⅲ. 常温下,用NaOH溶液作捕捉剂不仅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工产品。
(5)若某次捕捉后得到的溶液,则溶液中_______(常温下、)。
(6)现有固体,每次用溶液处理,若使中的全部转化到溶液中,需要反复处理_______次。(已知:、)
3.(2022·上海·统考一模)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题,处理再利用有多种方法。回答下列问题:
Ⅰ.热分解法
反应原理为,在体积为的恒容密闭容器中充入气体,测得不同温度下分解反应的转化率与时间的关系曲线如下图所示:
(1)写出反应的平衡常数表达式_______。
(2)该反应的ΔH _______0(选填“>”、“<”或“=”)。
(3)温度为时,当混合气体的_______、_______不变时,可证明反应已达平衡状态。
(4)温度为时,反应从开始到P点时,用表示的平均化学反应速率_______。
(5)某温度时,向体积不等的恒容容器中加入等量,反应相同时间后,测得各容器中的转化率与容器体积关系如图所示。之后,的转化率下降的原因是_______。
Ⅱ.活性炭吸附氧化法
可用表面喷淋水的活性炭吸附氧化,其反应原理如下图所示。
(6)该方法的总反应方程式为_______。
(7)其他条件不变时,水膜的酸碱性与厚度会影响的去除率。
①适当增大活性炭表面的水膜,的去除率增大,可能的原因是_______。
②若水膜过厚,的去除率降低的原因是_______。
4.(2022·山东·模拟预测)氨气是重要的基础化工品。回答下列问题:
I. 在尿素合成塔中发生的反应可表示为: 2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(l)[CO(NH2)2](s)+H2O(g);已知第一步反应为快速反应,△H1=-119.2kJ·mol-1,第二步反应为慢速反应,△H2=+15.5kJ·mol-1,
(1)下列图像能表示尿素合成塔中发生反应的能量变化历程的是_______(填标号)。
A. B. C. D.
II.工业上使用氨气生产尿素,在一个体积恒为1L的恒温密闭容器中充入2mol CO2和4mol NH3的混合气体,经历反应1、2合成CO(NH2)2,经历如下两个过程