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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.(2023·山东·济南一中校联考三模)近年,甲醇的制取与应用在全球引发了关于“甲醇经济”的广泛探讨。二氧化碳加氢制甲醇已经成为研究热点,在某催化加氢制的反应体系中,发生的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)下列能说明反应Ⅰ一定达到平衡状态的是_______(填标号)。
A. B.平衡常数不再发生变化
C.混合气体的密度不再发生变化 D.混合气体中的百分含量保持不变
(2)在催化剂作用下,将平均相对分子质量为16的和的混合气体充入一恒容密闭容器中发生反应Ⅰ、Ⅱ,已知反应Ⅱ的反应速率,为速率常数,x为物质的量分数。
①当转化率达到60%时,反应达到平衡状态,这时和的平均相对分子质量为23,若反应Ⅱ的,平衡时反应速率_______;
②经验公式为,其中为活化能,T为热力学温度,k为速率常数,R和C为常数,则_______ (用含、、T、R的代数式表示)。
③由实验测得,随着温度的逐渐升高,反应Ⅰ为主反应,平衡逆向移动平衡时混合气体的平均相对分子质量几乎又变回16,原因是_______。
(3)其他条件相同时,反应温度对选择性的影响如图所示:
由图可知,温度相同时选择性的实验值略高于其平衡值,可能的原因是_______。
(4)利用甲醇分解制取烯烃,涉及反应如下。
a.
b.
c.
恒压条件下,平衡体系中各物质的量分数随温度变化如图所示:
已知时,,平衡体系总压强为P,则反应c的平衡常数_______。
2.(2023·河南·校联考三模)丙烯是合成有机物的基本原料之一,工业上可以通过石油裂化和裂解获得。
(1)用于合成异丙醇。
已知:①2CH3CH(OH)CH3(g)+9O2(g) 6CO2(g)+8H2O(g) ΔH1=—akJ·mol-1
②2CH3CH=CH2(g)+9O2(g) 6CO2(g)+6H2O(g) ΔH2=—bkJ·mol-1(a>b)
若CH3CH=CH2(g)+H2O(g) CH3CH(OH)CH3(g) ΔH,该反应逆反应的活化能为ckJ·mol-1,则正反应的活化能为___________kJ·mol-1(用含a、b、c的代数式表示)。
(2)丙烷氧化脱氢制备丙烯的反应为C3H8(g)+O2(g) C3H6(g)+H2O(g)ΔH<0。一定条件下,恒压密闭容器中C3H8与O2起始物质的量比分别为2:1、1:1、1:2、1:3,平衡时C3H8的体积分数[φ(C3H8)]随温度、的变化关系如图所示。
①表示=1:2的曲线是___________(填“I”“II”“III”或“IV”)。
②T3___________T4(填“>”或“<”),原因是___________。
③M点时,O2的转化率是___________(保留三位有效数字)。
(3)在HZSM-5催化下用甲醇可制取丙烯,反应为3CH3OH(g)C3H6(g)+3H2O(g) ΔH,一定温度下,向2L恒容密闭容器中通入3molCH3OH(g),平衡时,n(C3H6)=0.6mol,下列说法正确的是___________(填字母)。
A.HZSM-5能提高该反应的平衡转化率
B.达到平衡时,再向容器中通入1.5molCH3OH(g),重新达到平衡时C3H6的浓度增大
C.达到平衡后,再通入物质的量均为0.6mol的CH3OH(g)、C3H6(g)、H2O(g),此时平衡逆向移动
D.若起始时向2L绝热恒容密闭容器中通入3molCH3OH(g),平衡时,n(H2O)=1.6mol,则ΔH<0
(4)工业上用“丙烯氨氧化法”制备丙烯腈(CH2=CHCN)包括如下反应:
I.C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)CH2=CHCN(g)+3H2O(g)
II.C3H6(g)+O2(g)CH2=CHCHO(g)+H2O(g)(副反应)
向T°C、压强为28MPa的恒压密闭容器中通入1mol丙烯、1mol氨气和4.8mol氧气发生反应I、II,容器内H2O(g)、CH2=CHCN(g)、C3H6(g)的物质的量(n)随时间(t)的变化关系如图所示:
①图中表示CH2=CHCN(g)的曲线是___________(填“a”“b”或“c”)。
②平衡时,CH2=CHCHO(g)的分压p(CH2=CHCHO)=___________MPa。
③反应II的压强平衡常数Kp=___________(Kp为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
3.(2023·广西南宁·统考二模)氮及其化合物在科研及生产中均有重要的应用。根据已学知识回答下列问题:
I.汽车尾气中发生的反应有:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746kJ•mol-1
(1)已知部分