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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.(2022·全国·高三专题练习)氢能是一种绿色能源,甲醇可通过电催化和催化重整制取氢气。回答下列问题:
(1)用金属-有机骨架纳米片作阳极,电催化甲醇溶液(碱性)高效生产H2的装置如下:
向阳极区迁移的离子是_______;阳极的电极反应式为_______。
(2)甲醇水蒸气重整制氢在不同催化剂条件下机理不相同,在MoC表面机理如下:
请补充下列方程式:
CH3OH→CH3O+H,2CH3O→H2+CH3OCHO,_______,_______。
主要副反应:CH3OCHO→CO+CH3OH CH3OCHO→CH4+CO2
(3)甲醇水蒸气重整反应:
I.CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g) ΔH1=+49.0 kJ·mol-1
II.CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g) ΔH2=+90.1 kJ·mol-1
III.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH3
①ΔH3=_______kJ·mol-1。
②反应II自发进行的条件是_______(填字母)。
A.高温 B.低温 C.任何温度
③若在恒温恒压密闭容器中充入2 mol CH4和4 mol H2O蒸气,起始时压强为p,加入适当催化剂发生反应CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g)(不考虑其他反应),平衡时CH4转化率为50%,达到平衡时,p(H2)=_______;平衡常数Kp=_______(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
2.(2022·四川·统考模拟预测)羰基硫(COS)作为一种粮食熏蒸剂广泛应用于农药工业。利用工厂废气中的H2S和CO反应可以合成COS,回答下列问题:
(1)已知:
①2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g) ΔH1= -484 kJ· mol-1
②COS(g)+ H2O(g)⇌H2S(g)+CO2(g) ΔH2= -36kJ·mol-1
③CO的燃烧热为283 kJ·mol-1
反应CO(g)+ H2S(g)⇌COS(g)+ H2(g)的 ΔH=_______ kJ·mol-1。
(2)以FeOOH作催化剂,由H2S和CO合成COS的反应分两步进行。下列示意图能正确体现上述反应能量变化的是_______(填“甲”或“乙”)。
+
关于该反应的下列叙述正确的是_______(填标号)。
A.步骤①是慢反应,活化能较大
B.总反应的速率由步骤②决定
C.反应进程中S2属于中间产物
D.更换催化剂可改变E和ΔH
(3)240℃时,反应CO(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2(g)的平衡常数K=1。在密闭容器中充入等物质的量的CO和H2S发生上述反应,达平衡时测得CO的物质的量为4 mol,则H2S的转化率为_____ ,COS 的体积分数为____。 在240℃下, 要同时提高CO和H2S的转化率,可采取的措施是_____。
(4)在两个密闭容器中都加入CO、H2S、COS、H2四种气体,起始时气体体积分数φ(CO)= φ(H2S),φ(COS)=p(H2),分别在300℃和320℃时反应,容器中H2S(g)和COS(g)的体积分数(φ)随时间(t) 的变化关系如图所示。
+
300℃和320℃时,φ(H2S)随时间变化关系的曲线分别是_______、_______,判断的理由是_______。
3.(2022·河南洛阳·校联考模拟预测)一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物,具有强氧化性,可与金属直接反应,也可用作有机合成的碘化剂。回答下列问题:
(1)氯铂酸钡(BaPtCl6)固体加热时分解为BaCl2(s)、Pt(s)和Cl2(g),t℃时平衡常数K=1.0×106Pa-2。氯铂酸钡固体受热分解时的化学方程式为____。
(2)在某一特制的恒容密闭容器中加入过量BaPtCl6,抽真空后,用一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)。t℃时,碘蒸气的初始压强为10.0kPa。t℃时,反应Cl2(g)+I2(g)2ICl(g) △H,反应达到平衡时,测得容器中总压强为16kPa。
①p(I2)=____kPa。
②下列关于反应Cl2(g)+I2(g)2ICl(g) △H的说法正确的是____(填标号)。
a.该反应的平衡常数表达式为
b.该反应的反应物的键能总和小于生成物的键能总和
c.加入合适的催化剂,△H的值保持不变
(3)—定温度下,恒容密闭容器中,发生如下反应:
反应1:I2(g)2I(g) △H1 Kp1=200
反应2:Cl2(g)+I2(g)2ICl(g) △H2 Kp2
反应3:ICl(g)I(g)+Cl(g) △H3 Kp3
反应4:Cl2