内容正文:
2023届高三化学一轮专题复习——化学反应原理综合题
1.(2023·云南·统考二模)CO2与氢气在固载金属催化剂上可发生以下反应:
反应i. CO2(g)+H2(g) HCOOH(g) ΔH1
反应ii. CO2(g)+H2(g) H2O(g)+CO(g) ΔH2>0
反应iii.……
可能的反应机理如下(M为催化剂);
回答下列问题:
(1)反应iii的化学方程式为___________。
(2)已知下列几种物质的标准摩尔生成焓(在101kPa时,由最稳定单质合成1mol指定产物时所放出的热量):
物质
CO2(g)
H2(g)
HCOOH(g)
标准摩尔生成焓/kJ·mol-1
-393.51
0
-362.3
依据以上信息,ΔH1=___________。
(3)在一定压强下,按n(H2):n(CO2)=1:1 投料,发生反应i和反应ii (忽略反应iii), 反应相同时间,CO2的转化率及HCOOH选择性(甲酸选择性=随温度变化曲线如下图所示。
①下列措施能提高CO2平衡转化率的是___________ ( 填标号)。
A.降低温度 B.再充入Ar C.分离出HCOOH
②673.15K,反应后体系中H2的分压为a MPa,则反应i的压力商计算式Qp=___________ MPa-1。
③当温度高于673.15K,随温度升高,反应i与反应ii的反应速率相比,增加更显著的是反应___________ (填“ i”或“ii”),判断的理由是___________。
(4)若在Bi或Bi/CeO2催化剂表面还原CO2生成HCOOH, 模拟经历两种中间体的能量变化如图所示。HCOOH的合成更倾向于通过生成___________中间体,且___________ (填 “Bi”或“Bi/CeO2”)的催化活性更优异。
2.(2023·陕西汉中·统考二模)有效去除大气中的H2S、SO2以及废水中的硫化物是环境保护的重要课题。
(1)氨水可以脱除烟气中的SO2.氨水脱硫的相关热化学方程式如下:
2NH3(g) + H2O(1) + SO2(g)=(NH4)2SO3(aq) ΔH=akJ/mol
2NH4HSO3(aq)=((NH4)2SO3 (aq) + H2O(l) + SO2(g) ΔH =bkJ/mol
2(NH4)2SO3(aq) + O2(g)= 2(NH4)2SO4 (aq) ΔH = ckJ/mol
反应2NH3(g) + 2NH4HSO3(aq)+O2(g)= 2(NH4)2SO4+(aq)的 ΔH =_______ kJ/mol(用含a、 b、c的代数式表示)。
(2)H2S与CO2在高温下发生反应: H2S(g) + CO2(g) COS(g)+ H2O(g)。在610K时,将。0.40 mol H2S与0.20 mol CO2充入5 L的空钢瓶中,反应达到平衡后水的物质的量分数为0.2。
①上述条件下H2S的平衡转化事α1=_______ %。
②若在620 K重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.3,该反应的ΔH _______ 0(填“<” “>”“<或=”)。
③在610 K时反应H2S(g) + CO2(g) COS(g) + H2O(g)平衡建立的基础上,改变下列一种条件,能使H2S平衡转化率增大的是_______ (填标号)。
A.向容器中通入H2S B.向容器中通入CO2
C.加入催化剂 D.缩小容器的体积
(3)在气体总压强分别为p1和p2时,反应2SO3(g) 2SO2 g) + O2(g)在不同温度下达到平衡, 测得SO3(g)及SO2(g)的物质的量分数如图所示:
①压强: p2_______ p1(填:“>”或”<”) :判断的理由是_______。
②若p1=8.1MPa,起始时充入a mol的SO3(g)发生反应,计算Q点对应温度下该反应的平衡常数Kp=_______ MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压-总压×物质的量分数)。
3.(2023·广东茂名·统考二模)二氧化碳催化加氢直接合成二甲醚(DME)既可以实现碳减排又可以得到重要的有机原料,对于保证经济的高速发展和实现长期可持续发展战略均具有重要意义,其中涉及的反应有:
(ⅰ)
(ⅱ)
(ⅲ)
已知:生成物A的选择性
回答下列问题:
(1)的___________(用含a、b或c的代数式表示)。
(2)反应ⅰ、ⅱ、ⅲ的吉布斯自由能随温度变化如图,下列说法正确的是___________。
A.常温下,反应ⅰ、ⅱ、ⅲ均能自发
B.410K时,反应ⅰ和反应ⅲ的反应速率相等
C.温度升高,的选择性提高,的选择性降低
D.提高二甲醚产率的关键是寻找对甲