2023届高三化学一轮专题训练题-化学反应原理综合题

2023届高三化学一轮专题训练题-化学反应原理综合题 1．（2022·湖北武汉·华中师大一附中校考模拟预测）利用CO2、H2为原料合成CH3OH可有效降低空气中二氧化碳的含量。回答下列问题。 (1)已知CO2加氢合成甲醇涉及的反应有 反应I：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.2kJ·mol-1 反应II：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ·mol-1 则反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H=_______。 (2)在恒容密闭容器中发生反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)，CO合成甲醇反应能量路径示意图如图甲所示。(已知：TS为过渡态；IM为中间体)。 则CO合成甲醇反应的控速步骤为_______(填字母)。 A．IM1→IM2 B．IM2→IM3 C．IM3→IM4 D．IM5→CH3OH (3)向2L恒容密闭容器中充入2molCO和4molH2[假设只发生反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)]，起始压强为NMPa，相同时间内CO的转化率随温度变化如图乙所示： ①a点为图象中最高点，a点的转化率比c点高的原因是_______。 ②T2K，反应时间为5min，a点时测得反应体系中CO的物质的量分数为，此时v(CO)_______；Kp=_______。(Kp用气体分压代替气体浓度进行计算，分压=总压×气体的物质的量分数) ③向②体系中a点时的容器中注入CO(g)和CH3OH(g)各0.5mol，则此时反应_______(填“正向”或“逆向”)进行。 (4)在恒容密闭容器中发生反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)，平衡时某物理量X与温度、压强的关系如图丙所示，X代表_______(写出一种即可)；其中p1_______p2(填“>”“=”或“<”)。 2．（2022·河南安阳·统考模拟预测）在碳中和背景下，氢能是新能源领域中与油气行业现有业务结合最紧密的一类，而制氢成本过高，仍是目前氢能产业发展的挑战之一、甲烷水蒸气重整制氢是目前工业制氢最为成熟的方法，涉及的主要反应如下： 反应I CH4(g) +H2O(g) CO(g) +3H2(g) ΔH1＞0 反应II CH4(g) +2H2O(g) CO2(g) +4H2(g) ΔH2＞0 反应III CO(g) +H2O(g) CO2(g) +H2(g) ΔH3 (1)已知部分化学键的键能数据如下表： 化学键 O-H H-H C=O C≡O( CO) 键能/(kJ·mol -1) 463 436 803 1075 则ΔH3=___________，若反应III的正反应活化能Ea(正) =83 kJ· mol-1，则逆反应活化能Ea(逆)= ____kJ·mol-1。 (2)①恒温条件下，在体积不变的密闭容器中充入1 mol CO(g)和2 mol H2O(g)，发生反应III，欲使CO的转化率和H2的产率同时提高，可以采取的措施有___________。 ②已知比表面积是指单位质量物料所具有的总面积。实验表明，向体系中投入CaO固体可以增大H2的体积分数，选用相同质量、不同粒径的CaO固体进行实验时，结果如图甲所示。投入微米级CaO比纳米级CaO，H2的平衡体积分数低的原因是___________。 ③在一恒容绝热容器中以物质的量之比1：2投入CO(g)和H2O(g)，发生反应III，下列物理量不再改变能说明该反应到达平衡状态的是___________(填字母)。 A． H2体积百分含量                     B．体系温度 C． CO与H2O的物质的量之比           D．混合气体密度 (3)不同压强下，按照n(CH4)：n( H2O) =1：3投料发生上述三个反应，CH4的平衡转化率α(CH4)随温度的变化关系如图乙所示。 压强p1、p2、p3由大到小的顺序是___________，CH4的平衡转化率随温度升高而增大的原因是___________。 (4)一定温度下，向2 L容器中充入1 mol CH4(g)和3 mol H2O(g) ，t min后反应达到平衡，容器中CO为mmol，CO2为nmol。则tmin内CH4的消耗速率为___________mol·L-1·min-1，反应III的压强平衡常数Kp=___________。(用含m，n，t的代数式表示) 3．（2022秋·湖南株洲·高三株洲市第一中学校考阶段练习）2022年北京冬奥会主火炬首次采用以氢气为燃料的微火形式，体现了绿色奥运理念。工业上，利用天然气制备氢气，还可得到乙烯、乙炔等化工产品，有关反应原理如下： 反应l：2CH4(g)C2H2(