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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·广东佛山·统考二模)工业利用、催化合成氨实现了人类“向空气中要面包”的梦想。
(1)原料气(含、、CO)中的CO能被催化剂吸附,需经过铜氨液处理除去,反应为: 。
①除去原料气中CO的理由是___________。
②为提高CO吸收率,应选择的条件为___________。
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
③中的配体为____________
(2)研究发现铁催化剂表面上合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在铁催化剂表面上的物种用*标注。
①该反应历程中最大活化能对应步骤的化学方程式为___________。合成氨反应:的___________(用图中字母表示)。
②铁催化合成氨时与需吸附在催化剂表面活性位点进行反应,由合成氨反应的速率方程(k为速率常数)可知,越大,反应速率越小。原因是___________。
(3)反应的标准平衡常数可表达为:,其中为标准压强(0.1MPa),、和分别为各组分的平衡分压(分压=总压×物质的量分数)。若和起始物质的量之比为1∶3,反应在恒温、恒压(10MPa)下进行,平衡时转化率为50%,则___________(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。
2.(2023·河北衡水·衡水市第二中学校考模拟预测)环己烯是工业常用的化工品。工业上通过热铂基催化剂重整将环己烷脱氢制备环己烯,化学反应为 △H。
(1)几种共价键的键能数据如下:
共价键
H—H
C—H
C—C
C=C
键能/()
436
413
348
615
△H=_______。
(2)在恒温恒容密闭容器中充入环己烷气体,仅发生上述反应。下列叙述错误的是_______(填字母)。
A.气体平均摩尔质量不随时间变化时反应达到平衡状态
B.平衡后再充入气体,平衡向右移动,转化率增大
C.加入高效催化剂,单位时间内的产率可能会增大
D.增大固体催化剂的质量,一定能提高正、逆反应速率
(3)环己烷的平衡转化率和环己烯的选择性()随温度的变化如图所示。
①随着温度升高,环己烷平衡转化率增大的原因是_______。随着温度升高,环己烯的选择性变化的可能原因是_______(填字母)。
A.平衡向逆反应方向移动 B.环己烷裂解发生副反应
C.环己烯易发生聚合反应 D.催化剂的选择性增大
②当温度高于600℃时,可能的副产物有_______(任写一种结构简式)。
(4)在873K、100kPa条件下,向反应器中充入氩气和环己烷的混合气体,仅发生反应:。
①环己烷的平衡转化率随的增大而升高,其原因是_______。
②当时,达到平衡所需时间为20min,环己烷的平衡转化率为,则环己烷分压的平均转化速率为_______。该环己烷脱氢反应的压强平衡常数_______kPa。(均保留2位小数)注:用分压计算的平衡常数为压强平衡常数(),分压=总压×物质的量分数。
(5)“”表示铂基催化剂,“*”表示吸附在该催化剂表面,环己烷脱氢反应的机理如下,请补充基元反应③______;
①
②
③
④ *H2H2+
3.(2023·浙江宁波·统考二模)锰及其化合物在催化剂及金属材料方面有重要的应用。我国主要以菱锰矿(主要成分为,M为Mn、Mg或Ca)为原料,通过热解法生产二氧化锰等锰基催化剂。
(1)提取的转化关系如下:
已知 ,关系如下图。
①“焙烧”过程最大的是___________。
A. B. C.
②“焙烧”温度应控制在___________。
(2)T℃时,碳酸锰热解制二氧化锰的热化学方程式:
①若该反应的速率方程表示为:和[和分别为正、逆反应速率常数,在一定温度下为常数],该反应的平衡常数___________(用、表示)。
②焙烧时在入口持续通入空气,并不断用真空抽气泵在装置尾端抽气的目的是___________。
(3)由原料气(、)与煤粉在锰基催化剂条件下制乙炔,该生产过程是目前清洁高效的煤化工过程。已知:发生的部分反应如下(在25℃、101 kPa时),、在高温条件还会分解生成碳与氢气:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
上述反应在体积为1L的密闭容器中进行,达到平衡时各气体体积分数和反应温度的关系曲线如图甲所示。
①下列说法正确的是___________。
A.1530 K之前乙炔产率随温度升高而增大的原因:升温使反应Ⅱ、Ⅲ平衡正向移动
B.1530 K之后会有更多的甲烷与乙烯裂解生成碳导致乙炔产率增加不大
C.1530 K时测得气体的总物质的量为1.000 mol,则反应III的平衡常数为0.8652
D.相同条件下,改用更高效的催化剂