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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·河北沧州·统考二模)氮及其化合物在工农业生产中有着重要应用,减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。
Ⅰ、一定条件下,用催化还原可消除NO污染。
已知:①
②
(1)和完全反应,每生成2.24L(标准状况)NO时,吸收8.9kJ的热量;则 △H=___________ 。
(2)反应②分两步进行,其反应历程与能量变化关系如图所示,写出决定NO氧化反应速率的化学方程式:___________。
(3)将2mol NO(g)、1mol (g)和1mol He(g)通入反应器,在温度T、压强p条件下进行反应②和。平衡时,若、与三者的物质的量相等,则NO转化率为___________,反应②平衡常数___________ (用含p的代数式表示,不考虑)。
Ⅱ、汽车尾气中的氮氧化物可利用如下反应处理: ,实验测得,,(、为速率常数,只与温度有关)。
(4)达到平衡后,仅升高温度,增大的倍数___________(填“>”“<”或“=”)增大的倍数。
III、近年来,低温等离子技术是在高压放电下,产生自由基,自由基将NO氧化为后,再用溶液吸收,达到消除NO的目的。实验室将模拟气(、、NO)以一定流速通入低温等离子体装置,实验装置如图所示。
(5)等离子体技术在低温条件下可提高NO的转化率,原因是______________________。
(6)其他条件相同,等离子体的电功率与NO的转化率关系如图所示,当电功率为30W时,NO转化率达到最大的原因可能是___________。
2.(2023·福建莆田·统考二模)有效转化是研究“碳中和”的重要方向。
(1)可用于人工合成淀粉,其中前两步的反应如下图所示。
已知
则的___________(用、、表示)。
(2)CO2催化加氢可合成乙烯,反应为2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH<0,在恒压密闭容器中,起始充入2molCO2(g)和6molH2(g)发生反应,不同温度下达到平衡时各组分的体积分数随温度的变化如图所示。
①下列说法正确的是____
A.b点时:2v正(H2)=3v逆(H2O)
B.a、b、c三点的平衡常数:Ka>Kc>Kb
C.将H2O(g)液化分离可提高C2H4的产率
D.活性更高的催化剂可提高CO2的平衡转化率
②表示C2H4体积分数随温度变化的曲线是___________(填“k”“l”“m”或“n”)
③若d点表示240℃某时刻H2的体积分数,保持温度不变,则反应向_________(填“正”或“逆”)反应方向进行。
④205℃,反应达b点所用时间为tmin,则此过程中用CO2表示的反应速率是______mol/min。若平衡时b点总压为P,则平衡常数Kp=_________(列出计算式,以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
⑤其他条件相同,分别在催化剂X、Y作用下发生该反应,测得相同时间CO2的转化率与温度的关系如下图所示。使用催化剂X,当温度高于302℃,CO2转化随着温度升高而下降的原因是___________。
3.(2023·山东东营·东营市第一中学校考二模)氮及其化合物在科研及生产中均有重要应用。
(1)下图为工业合成氨的流程图:
图中采取的措施可提高原料转化率的是_______(填序号)。
(2)该反应在催化作用的化学吸附及初步表面反应历程如下:
注:方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量(括号里的数字单位:eV),TS表示过渡态,*表示吸附态。
①写出参与化学吸附的反应方程式:_______。
②以上历程须克服的最大能垒为_______eV。
(3)合成氨热力学研究表明,反应在不同压强(p)和氮氢比下,平衡体系中氨的体积分数随温度(T)的变化曲线如图所示。
①_______;a点对应的转化率:_______(填“>”“<”或“=”,下同)。
②c点对应的小于a点对应的,原因为_______。
③a点对应的压强平衡常数_______(用体系中各气体的分压来表示,分压=总压×物质的量分数)
(4)为研究合成氨动力学行为,在恒温恒容的密闭容器中,某催化剂表面上发生。测得在同种催化剂下分解的实验数据如下表所示:
编号
反应时间
表面积
0
20
40
60
80
甲
a
3.0
2.6
2.2
1.8
1.4
乙
3.0
2.2
1.4
1.0
1.0
①根据甲组数据,随着反应进行,减小,平均反应速率_______(填“变大”“变小”或“不变”),对该变化的合理解释是_______。
②反应在接近平衡时净反应速率方程式为:,,分别为逆、正反应速率常数,、、代表各组