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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·上海青浦·统考二模)为实现“碳中和”,可以使二氧化碳与氢气反应,一定条件下,CO2和H2可发生如下两个平行反应:
i.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)-42kJ
ii.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)+49.6kJ
(1)为了提高CH3OH的产率,理论上应采用的措施是(填编号)______。
A.低温低压 B.高温低压 C.高温高压 D.低温高压
(2)保持温度533K,压强3MPa,按投料比=向密闭容器中充入CO2和H2,反应相同时间测得不同催化剂下CO2转化率和CH3OH选择性的相关实验数据如表所示(已知CH3OH选择性:转化的CO2中生成CH3OH的百分比)。
催化剂
CO2转化率
CH3OH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______(填编号)
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.CH3OH和H2O的物质的量之比为1:1
D.CO2和H2的物质的量之比不再变化
(3)一定条件下,向0.5L恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2,只发生上述反应ii,达平衡时,H2的转化率为80%,则该温度下的平衡常数K=______(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n(CO2):n(H2)不同、温度不同时,测得相应的CO2平衡转化率如图所示,则B和D两点的温度T(B)______T(D)(填“<”,“>”,或“=”),结合平衡常数分析原因:______。
在工业生产和环境保护中,可以用NaOH溶液捕获CO2,减少碳排放,可得到Na2CO3和NaHCO3两种盐。
(5)0.1mol/L的NaHCO3溶液中c(OH-)>c(H+),用水解和电离理论的角度解释其原因______;若往溶液中加入氨水至中性,则c(Na+)______c()+c()+c(H2CO3)(填“>”、“﹤”或“=”)。
(6)往0.1mol/L的Na2CO3溶液加入少量Na2CO3固体,完全溶解后溶液中c(Na+):c(CO)的比值______(填“变大”、“变小”或“保持不变”)。
2.(2023·吉林延边·统考二模)化石燃料燃烧过程中形成NO和CO等污染物,利用CO脱除NO的研究获得了广泛关注。在催化剂作用下,CO与NO的反应为2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH。回答下列问题:
(1)已知: 2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH1= - 520 kJ·mol-1
N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH2= +160 kJ·mol-1
则ΔH=___________。
(2)向某刚性容器中加入2 mol CO、2 mol NO和催化剂, 测得平衡时CO2的体积分数随温度和压强的关系如图1所示。
①下列叙述不能说明该反应已经达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.CO2和N2的浓度比保持不变
B.压强不再变化
C.混合气体的密度不再变化
D.混合气体的摩尔质量不再变化
②压强p1___________ p2(填“>”或“<”, 下同), a、b两点的平衡常数Ka___________Kb。
③b点CO的转化率为___________%(保留一位小数),b点的Kp=___________(用含 p2的表达式表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压 ×体积分数)。
(3)金属锌作催化剂,在相同时间内,以相同投料比反应时,容器中CO2的物质的量随温度变化的曲线如图2。当温度高于T℃时,n(CO2)下 降的原因可能是___________(答出一点即可,不考虑物质的稳定性)。
(4)硫与催化剂锌所形成化合物晶体的晶胞如图3所示。在该晶胞中,Zn的配位数为原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置。如图晶胞中,原子坐标参数a为(0,0, 0); b为(,0,);c为(,,0)。则d的坐标参数为___________。已知该晶胞的密度为ρg·cm-3,则其中两个最近S原子之间的距离为___________pm(列出 计算式即可)。
3.(2023·辽宁大连·统考一模)甲醇水蒸气催化重整是当前制取清洁能源氢气的主要方法,其反应机理如下:
反应1:
反应Ⅱ:
请回答下列问题:
(1)在精选催化剂R作用下,反应Ⅰ可通过如图1所示的反应历程实现催化重整,则_______kJ/mol(用含字母a、b、c的代数式表示)。
(2)将一定量的甲醇气体和水蒸气混合反应,使用催化剂R,测得相同条件下,甲醇的转化率