2023届高三化学一轮专题复习：化学反应原理综合题

2023届高三化学一轮专题复习：化学反应原理综合题 1．（2023·上海崇明·统考二模）Ⅰ.科学家对汽车尾气进行无害化处理反应为：2CO + 2NO2CO2 + N2。一定条件下，在L密闭容器中充入mol CO和mol NO，一段时间后测得CO、CO2浓度随时间变化如图1所示，CO的平衡转化率与温度、起始投料比m的关系如图2所示，图中起始投料比，完成问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式是___________。根据图1，用N2表示该反应达平衡过程中的平均反应速率是___________mol/(L·min)。 (2)已知：反应2CO(g) + 2NO(g)2CO2(g) + N2(g)中，每生成14克N2时放出373.23kJ热量，试写出上述反应的热化学方程式：___________。 (3)该反应的正反应是___________反应(填“吸热”或“放热”)。图2中a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc相对大小关系是___________。 (4)写出一条结论，可表明该反应已经达到平衡状态___________。 (5)下列关于该可逆反应的说法不正确的是__________(单选题) a．其他条件不变，若充入N2，达到新平衡时，、均增大 b．加入催化剂可提高NO的平衡转化率 c．若适当增大压强，则平衡正向移动 d．其他条件不变，若容器体积扩大一倍，达到新平衡时，c(N2)小于原来的一半 Ⅱ.研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了验证催化剂比表面积对反应速率的影响规律，在温度为T0时，某同学设计了以下实验： 实验编号 T(K) NO的初始浓() CO的初始浓度 () 催化剂的比表面积 () I T0 75 II T0 50 (6)在图3中画出表中实验II条件下混合气体中NO的浓度随时间变化的曲线。________ 2．（2023·四川宜宾·统考二模）将CO2转化为更有价值的化工原料，正成为科学家们研究的一个重要领域。回答下列问题： (1)已知：①2H2(g)＋O2(g) ＝2H2O(g) ΔH＝ − 484 kJ∙mol−1 ②2CH3OH(g)＋ 3O2(g) ＝2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH ＝−1353 kJ∙mol−1 则CO2(g)＋ 3H2(g) ＝ CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH ＝_______ kJ∙mol−1。 (2)在恒压密闭容器中通入CO2和H2的混合气体，制备甲醇过程中测得甲醇的时空收率(STY)(表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)随温度(T)变化如下表： T/°C 170 180 1 90 200 210 220 230 STY/[mol/(mol·h)] 0.10 0.15 0.20 0.25 0.28 0.20 0.15 ①该反应最适宜的温度是_______。 ②在220°C和170 °C条件下，该反应速率之比： υ(220°C)： υ(170°C)＝_______。 ③随温度升高，甲醇的时空收率先增大后减小，可能的原因是_______。 (3)CO2催化加氢制甲醇过程中，存在竞争的副反应主要是： CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH ＝＋41 kJ∙mol−1。在恒温密闭容器中，CO2的平衡转化率[α(CO2)%]和甲醇选择性[(CH3OH)%＝ ×100%]随着温度变化关系如下图所示。 ①分析温度高于236°C时图中曲线下降的原因_______。 ②按1 mol CO2(g)、3 mol H2(g)投料反应，计算 244°C时反应生成CH3OH的物质的量为_______mol。 (保留两位有效数字) ③在压强为p的反应条件下，1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)反应并达到平衡状态，CO2平衡转化率为20%，甲醇选择性为50%，该温度下主反应的平衡常数Kp＝_______。 ( 列出计算式即可) 3．（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