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2023届高三化学一轮专题训练-化学反应原理综合题
1.(2023·全国·模拟预测)油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢,需要回收处理并加以利用。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
则反应③的________;下列叙述能说明反应③达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.断裂2mol键的同时生成1mol键 B.恒容条件下,体系压强不再变化
C.恒容条件下,气体的密度不再变化 D.
(2)在不同温度、反应压强为100kPa,进料的摩尔分数(可看成体积分数)为0.1%~20%(其余为)的条件下,对于反应①,分解平衡转化率的结果如图1所示。则、和由大到小的顺序为_______;的摩尔分数越大,分解平衡转化率越小的原因是___________。
(3)反应①和③的随温度的影响如图2所示,已知(R为常数,为温度,为平衡常数),则在1000℃时,反应的自发趋势①____③(填“>”、“<”或“=”)。在1000℃、100kPa反应条件下,将的混合气进行反应,达到平衡时约为1:4,微乎其微,其原因是_______________。
(4)在1000℃、100kPa反应条件下,将的混合气进行反应③,达到平衡时,分压与的分压相同。则反应③的__________(不用写单位)。
2.(2023·北京石景山·统考模拟预测)水体中过量的抗生素会对环境造成极大危害,零价铁(Fe)及耦合技术在处理抗生素废水中应用广泛。
I.还原法
零价铁作为一种还原剂可以提供电子,水中的得电子生成(氢自由基),通过双键加成、单电子还原与抗生素发生反应。
(1)氧化反应:_______。
还原反应:(电中性)。
(2)与阿莫西林(抗生素的一种)发生多步反应,第一步如下图所示,请在图中标出阿莫西林断裂的化学键(参考示例“”),用“O”在中间产物圈出一个手性碳原子_______。
(3)纳米零价铁5分钟去除甲硝唑接近100%,相同条件下非纳米零价铁去除率约为0%,试解释原因_______。
II.氧化法
(4)酸性条件Fe可与溶解氧生成,和作用生成羟基自由基和,氧化抗生素。和生成的离子方程式是_______。
(5)下图为酸性条件零价铁−电芬顿耦合法(电化学氧化法)原理示意图的一部分,左侧连接电源_______,结合阴极电极反应说明该法生成的原理_______。
3.(2023·河南·统考三模)为加快实现“双碳”目标,有效应对全球气候变化、构建低碳社会,CO₂资源化利用受到越来越多的关注。
I.Sabatier反应可实现CO₂甲烷化:
反应1 CO₂(g)+4H₂(g) CH₄(g)+2H₂O(g) ΔH=-165kJ⋅mol⁻¹
同时还发生的反应如下:
反应2 CO₂(g)+H₂(g) CO(g)+H₂O(g) ΔH=+41kJ⋅mol⁻¹
(1)已知键能是指气态原子形成1mol化学键释放的能量,上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键
O-H
C-H
C=O
H-H
键能/(kJ·mol⁻¹)
463
414
802
436
则C(g)+O(g)=CO(g) ΔH=___________kJ⋅mol⁻¹。
(2)向某恒压密闭容器中充入5molCO₂和20molH₂,在不同温度下达到平衡时各含碳元素物质的物质的量n(X)与温度T的关系如下图所示。
①当反应1和反应2均达到化学平衡状态时,维持温度不变,增大容器体积,则反应2的平衡移动方向___________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”),反应2的平衡常数___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②曲线Y表示的是___________(填含碳元素物质的化学式)的物质的量与温度的关系,曲线Z所表示的物质在800K~1100K之间物质的量增大的原因是___________。
③800K时,反应2的压强平衡常数Kp=___________(计算结果保留两位有效数字,用分压代替浓度,分压=物质的量分数×总压)。
Ⅱ.一种从高炉气回收CO₂制储氢物质HCOOH的综合利用示意图如下:
(3)铂电极上生成HCOOH的电极反应式为___________;电解过程中还伴随着析氢反应,若生成HCOOH的电解效率为80%,当电路中转移1mole⁻时,阴极室溶液的质量增加___________g(CO₂溶解量不计)[B的电解效率=]。
4.(2023·四川泸州·统考二模)铁的化合物在工业中有重要价值。回答下列问题:
(1)Fe(CO)5是一种重要的催化剂,制取反应为Fe(s)+5CO(g)=Fe(CO)5(g),ΔH<0。在1L恒容密闭容器中加入足量铁粉和0.24molCO。
①0