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2023届高三化学一轮专题复习——化学反应原理综合题
1.(2022·上海徐汇·统考三模)乙烷裂解制乙烯的方法有:
①直接裂解:
②氧气氧化裂解:
完成下列填空:
(1)800℃时,在一恒压密闭容器中加入一定量,发生反应①,达到平衡后向容器中通入稀有气体He,的平衡转化率_______(选填“增大”“减小”或“不变”)。要使该反应的平衡常数增大,可采取的措施是_______。
乙烷氧气氧化裂解制乙烯,除发生反应②外,还发生副反应③:,在800℃时用乙烷氧气氧化裂解制乙烯,乙烷的转化率、乙烯的选择性和收率随投料比的变化关系如图所示。
已知:
的选择性
的收率=的转化率×的选择性
(2)控制而不采用选择性更高的,除可防止积碳外,另一原因是_______;时,越小,乙烷的转化率越大,乙烯的选择性和收率越小的原因是_______。
(3)T℃时,将2mol和3mol通入1L的恒容密闭容器中发生反应②③,tmin达到平衡,平衡时的收率为60%,选择性为75%。的转化率为_______;0~tmin内,的平均生成速率为_______,的平衡浓度_______。
(4)通过比较反应①②的热效应,指出氧化裂解法的优点_______
2.(2022·新疆·统考二模)医用酒精在抗击“新型冠状病毒”战役中发挥着杀菌消毒的作用,其主要成分是乙醇。回答下列问题:
I.工业上主要采用乙烯直接水合法(CH2 =CH2+H2O→CH3CH2OH)制乙醇。
(1)在磷酸/硅藻土催化剂作用下,乙烯进行气相水合的反应机理大致如下:
i. CH2 =CH2+H3O++H2O
ii. +H2O
iii. +H2OCH3CH2OH+H3O+
随着反应进程,该过程能量变化如图1所示。
下列有关说法正确的是___________ (填字母标号,下同)。
a.该反应过程中i~ iii步均释放能量
b.第i步反应的活化能最大,决定总反应速率
c. 和是反应的中间产物
(2)已知:C2H4(g) +H2O(g) C2H5OH(g)的反应速率表达式为v正=k正c(C2H4)·c(H2O),v 逆=k逆c( C2H5OH) ,其中k正、k 逆为速率常数。若其他条件不变时,降低温度,则下列推断合理的是___________。
A.k正增大,k 逆减小 B.k正减小,k 逆增大
C.k正减小的倍数大于k 逆 D.k正减小的倍数小于k 逆
II.工业用二氧化碳加氢可合成乙醇:2CO2(g)+6H2(g) C2H5OH(g) +3H2O(g)保持压强为5MPa,向密闭容器中投入一定量CO2和H2发生上述反应, CO2的平衡转化率与温度、投料比m[]的关系如图2所示。
(3)投料比由大到小的顺序为_____。
(4)若投料比m=1,一定温度下发生反应,下列说法不能作为反应是否达平衡依据的是_____ (填标号)。
a.容器内气体密度不再变化
b.容器内气体中均相对分子质量不再变化
c. CO2的体积分数不再变化
d.容器内不再变化
e.断裂3NA个H-H键的同时生成l.5NA个水分子
(5)若m3=3,则A点温度下,该反应的平衡常数Kp的数值为_____(MPa) -4(Kp是以分压表示的平衡常数) ;若其他条件不变,A点对应起始反应物置于某刚性密闭容器,则平衡时CO2的转化率___________50%(填“>”“=”或“<”)。
(6)用熔融碳酸盐为电解质将2C2H5OH(1) +6NO2( g) 3N2(g)+4CO2(g) +6H2O(1)反应设计为原电池,以达到利用NO2废气的目的,正极电极反应式为___________,若电路中通过2 mol电子,理论上处理NO2___________ L( 标准状况下)。
3.(2022·四川内江·统考三模)研究二氧化碳的资源化利用具有重要的意义。回答下列问题:
(1)已知下列热化学方程式:
反应I:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=-164.9kJ/mol。
反应II:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ/mol
则反应CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)的ΔH3=_______。
(2)在T℃时,将CO2和H2加入容积不变的密闭容器中,发生反应I:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g),能判断反应达到平衡的是_______(填标号)。
A.CO2的消耗速率和CH4的生成速率相等
B.容器内气体压强不再发生变化
C.混合气体的密度不再发生变化
D.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
(3)将n(CO2):n(H2)=1:4的混合气体充入密闭容器中发生上述反应I、II,在不同温度和压强时,CO2的平衡转化率如图所示。0.1MPa时,C