2023届高三化学一轮专题训练——化学反应原理综合题

2023届高三化学一轮专题训练——化学反应原理综合题 1．（2023·上海崇明·统考一模）能源短缺是人类面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇： 反应I：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) +Q1 反应II：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) +Q2 下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K) 温度 250℃ 300℃ 350℃ K 2.041 0.270 0.012 (1)在一定条件下将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中发生反应I，5分钟后测得c(CO)=0.2mol/L，此段时间的反应速率(用H2表示)___________mol/(L·min)。由表中数据判断Q1___________0(填“>”、“<”或“=”)。 (2)若容器容积不变，下列措施可提高反应I中CO转化率的是___________。 a．充入CO　　　b．将CH3OH(g)从体系中分离　　　c．升高温度　　　d．选用新型高效催化剂 (3)写出反应II的平衡常数表达式：K=___________。一定温度下，在固定容积的密闭容器中发生II反应，下列能判断达到平衡状态的是___________。 a．容器中的压强不再改变　　　　b．混合气体的密度不再改变 c．　　　　　d．消耗nmolCO2的同时生成nmolH2O(g) (4)甲醇和CO反应合成甲酸甲酯，原理如下：CH3OH(g)+CO(g)⇌HCOOCH3(g)　+Q(Q>0)，研究压强和温度对该反应的影响结果如下： ①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”(即成本投入和产出比)考虑，工业制取甲酸甲酯应选择的压强最好是___________。 a．3.0×106Pa　　　　b．4.0×106Pa　　　　c．5.0×106Pa ②实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是___________。 (5)甲醇氧化可生成甲酸，能使0.1mol/L的甲酸溶液的电离度与pH值都增大的是___________。 a．加水稀释　　　b．加入少量甲酸钠固体　　　c．通氯化氢　　　d．加入少量苛性钠固体 2．（2023·山西太原·统考一模）运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义。请回答下列问题， (1)生成氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)+H2O(g)⇌H2(g)+CO(g) ΔH= +131.3 kJ·mol-1， ΔS = +133.7 J·mol-1·K-1，该反应在低温下___________(“能”或“不能”)自发进行。 (2)已知在T ℃时，反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的平衡常数K = 0.5，相关化学键键能数据如表： 化学键 N≡N H-H N-H 键能/(kJ·mol-1) 946 436 390.8 ①T℃时， 2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)的ΔH =___________。 ②T℃时，在1L密闭容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为4 mol 、2 mol 、4 mol，则此时反应v正(N2)___________v逆(N2)(填“>”“<”“=”或“不能确定” )。。 (3)近期，我国科学家为了解决合成氨反应速率和平衡产率的矛盾，选择使用Fe-TiO2-xHy双催化剂，通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时，Fe的温度为547℃，而TiO2-xHy的温度为415℃)。结合图示解释该双催化剂的工作原理___________。 (4)已知合成氨反应的速率方程为：v= kcα(N2)cβ( H2)c-1(NH3) ，k为反应速率常数。在合成氨过程中，需要不断分离出氨，该操作的目的是________________。 (5)以氨为原料生产尿素的方程式为2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(1)+H2O(g)。 ①为进一步提高NH3的平衡转化率，下列措施能达到目的的是___________(填字母)。 A．增大CO2的浓度            B．增大压强 C．及时转移生成的尿素        D．使用更高效的催化剂 ②尿素的合成分两步进行： a．2NH3(g)+CO2(g)⇌NH2COONH4 (1) ΔH =-117 kJ/mol b．NH2COONH4(1)⇌CO(NH2)2(1)+H2O(g) ΔH = +15 kJ/mol， 第一步反应速率快，可判断活化能较大的是___________ (填“第一步”或“第二步”)。 ③某实验小组为了模拟工业合成尿素，在恒温恒容的真空密闭容器中充入一定量的CO2和NH3发生反应： 2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2