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2023年高考化学模拟题分类专题17原理综合题 B(全国1卷 河北江苏)
主观题,共15小题
1.(2023·河北·高三统考二模)我国要在2060年实现碳中和的目标,的资源化对于实现碳中和具有重要意义。回答下列问题:
(1)与重整生成和CO的反应为 kJ⋅mol
①已知
物质
标准燃烧热(kJ•mol)
-285.8
-283.0
则表示燃烧热的热化学方程式为_______。
②在恒温恒容装置中通入等体积和,发生上述反应,起始压强为p,的平衡转化率为α,达平衡时,容器内总压强为_______,该反应的平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(2)利用和合成乙烯: 。
①上述反应的Arrhenius经验公式实验数据如图中曲线a所示,已知Arrhenius经验公式(为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。反应的活化能_______kJ⋅mol。当改变外界条件时,实验数据如图中曲线b所示,则实验可能改变的外界条件是_______。
②在恒容密闭容器中,起始压强相同,反应温度、投料比对平衡转化率的影响如图所示。则_______0(填“>”或 “<”,下同);a_______3;M、N两点的反应速率_______。
③常压某温度下,按(总物质的量为4a mol)的投料比充入密闭容器中发生反应。随时间(t)的变化趋势如图中曲线A所示。其它条件相同,若将容器的体积改为原来的一半,时刻随时间(t)的变化趋势曲线为_______(填B、C或D)。
2.(2023春·辽宁葫芦岛·高三校联考阶段练习)研究CO、CO2在一定条件下与H2催化合成CH4等有机化工产品,对实现“碳中和”目标具有重要的意义。在一定条件下CO(g)与H2(g)可发生如下反应:
反应Ⅰ:CO(g)+3H2(g)⇌CH4(g)+H2O(g) △H1=-206.4kJ•mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) △H2
反应Ⅲ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H3=+41.2kJ•mol-1
(1)部分物质的标准生成焓数据如表所示:
物质
CO(g)
H2(g)
CH4(g)
H2O(g)
标准生成焓/(kJ•mol-1)
-110
0
-74.6
x
则x=______;△H2=______kJ•mol-1。
(2)一定温度范围内反应I和反应Ⅱ的lgKp-的线性关系如图1所示。
①依据图像,可知T1℃时,反应Ⅲ的平衡常数Kp3=______。
②图中v正(A)_____(填“>”、“<”或“=”)v逆(B)。
(3)①恒温(323K)恒压(p)条件下,在密闭容器中起始时按n(H2):n(CO2)=1:1投料进行反应(仅发生反应Ⅱ和反应Ⅲ),CO2初始分压分别为p0-(a)MPa、p0-(b)MPa、p0-(c)MPa,测得CO2的压强转化率α(CO2)[已知:气体A的压强转化率表示为α(A)=(1-)×100%,p0MPa为A的初始分压,p1MPa为某时刻A的分压]与时间(t)的关系如图2,则p0-(a)、p0-(b)、p0-(c)由大到小的顺序为_____。
②在密闭容器中起始时按n(H2):n(CO2)=3:1投料,分别在压强为1MPa和5MPa的恒压下进行反应(两压强下均只发生反应Ⅱ和反应Ⅲ)。恒压条件下反应温度对平衡体积分数δ(x)[x为CO或CH4,δ(x)=×100%]的影响如图3所示。
则在1MPa时,表示CH4和CO的平衡体积分数随温度变化关系的曲线依次是_____(填“a”、“b”、“c”或“d”,下同)和______;在T℃、一定压强下,反应在M点达到化学平衡,平衡时CH4的分压p(CH4)=_____MPa,反应Ⅲ的平衡常数Kp=_____。
3.(2023·河北·高三统考二模)二甲醚是重要的有机合成原料:工业上常用合成气(主要成分为、)制备二甲醚,其主要反应如下:
反应ⅰ:,
反应ⅱ:,
反应ⅲ:,
(1)已知时,由稳定态单质生成化合物的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓。几种物质的标准摩尔生成焓如下表所示,据此计算___________。
物质
0.0
(2)已知,随温度变化的三种趋势如下图中线条所示。能用来表示反应ⅰ的线条是___________(填线条字母)。
(3)在催化剂的作用下发生反应ⅰ,其可能反应机理如下图所示。
①根据元素电负性的变化规律,图中反应步骤Ⅲ可描述为___________。
②在合成甲醇过程中,需要不断分离出甲醇的原因为___________(填选项字母)。
a.有利于平衡正向移动b.防止催化剂中毒c.提高正反应速率
(4)一定温度下,在体积为的刚性容器中充入和