2023届高三化学一轮专题复习——化学反应原理综合题训练

2023届高三化学一轮专题复习——化学反应原理综合题 1．（2023·山西忻州·统考一模）为了实现碳达峰和碳中和目标，二氧化碳的高效利用成为研究的热点。某研究小组采用双合金团簇催化甲烷干法重整法(DRM)取得了良好的效果。已知：CH4、H2、CO的燃烧热分别为-890.3 kJ/mol、-285.8kJ/mol，-283kJ/mol。 (1)甲烷干法重整(DRM)反应为CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) △H，则△H=_______。 (2)通过大量的研究Pt12Ni、Sn12Ni、Cu12Ni三种双金属合金团簇可用于催化DRM反应，在催化剂表面涉及多个基元反应，分别为过程1：甲烷逐步脱氢，过程2：CO2的活化(包括直接活化和氢诱导活化)，过程3：C★和CH★的氧化，过程4：扩散吸附反应。其反应机理如图1所示。 则CO2的氢诱导活化反应方程式为_______，过程3的最终产物为_______，过程4发生扩散吸附的微粒为_______。 (3)三种催化剂催化甲烷脱氯过程的能量变化如图2所示： ①甲烷脱氢过程中最大活化能步骤为_______。(用反应方程式表示) ②Sn12Ni、Pt12Ni、Cu12Ni三种催化剂催化甲烷脱氢过程的脱氢速率分别为v1、v2、v3，则脱氢速率由大到小的顺序为_______。 ③Sn12Ni双金属团簇具有良好的抗积碳作用，有效抑制碳沉积对催化剂造成的不良影响，请结合图示解释原因：_______。 (4)已知：甲烷干法重整(DRM)过程中发生副反应  △H>0，T℃时，在恒压反应器中，通入2molCH4和1molCO2，总压强为p0，平衡时甲烷的转化率为40%，H2O的分压为p。 ①关于上述平衡体系，下列说法正确的是_______(填标号)。 A．n(CH4)：n(CO2)=2：1 B．将H2O(g)液化，可以提高主反应的速率 C．若反应在恒容条件下进行，甲烷转化率小于40% D．若降低反应温度，主、副反应均逆向进行 ②DRM反应的Kp=_______(列出计算式即可，分压=总压×物质的量分数)。 2．（2023·福建·校联考一模）捕集转化为合成气(和)，再转化为烃类及含氧化合物等高附加值化学品(即费-托合成)，有利于实现碳循环利用。 (1)捕集涉及下列反应： ①   ②   有关物质能量变化如图1所示，设稳定单质的焓(H)为0，则_______。 (2)保持总压恒定，初始和的物质的量之比，发生上述①②反应，不同温度下平衡组分物质的量分数如图2，在600℃以下时，含量高于的原因为_______；某温度下，平衡体系中和的物质的量分数均为10％，则反应①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)。 (3)在恒温恒压条件下，和按一定体积比投料，通过费-托合成反应生成甲烷和气态水，假设副反应忽略不计。 (ⅰ)反应的热化学方程式为_______。 (ⅱ)下列措施可以增大平衡转化率的是_______(填标号)。 A．适当升高温度 B．降低温度 C．增大原料气中的体积分数 D．选择更高效的催化剂 (ⅲ)和反应达平衡时，的转化率为，则反应的平衡常数_______(写出含有的计算式；对于反应，，x为体积分数)。 3．（2023·广东清远·清新一中校考模拟预测）完成下列小题： Ⅰ．催化剂活性是指催化剂的催化能力。金属铂(Pt)及其化合物在催化剂和电镀等领域有着重要的应用。 (1)可以与发生置换反应，生成具有较强活性的催化剂金属铂(铂黑)，写出上述反应的化学方程式：__________。 (2)氯铂酸可用于石油化工中加氢、脱氢催化剂的活性部分，氯铂酸溶液中加入过量的KCl溶液，搅拌均匀，过滤，滤液经________________后，合并晶体，干燥，可以得到应用于电镀的氯铂酸钾，氯铂酸钾易结晶析出的原因是______________________。 Ⅱ．丙烷在25℃和光照条件下与发生反应，生成氯丙烷和氯丙烷两种卤代烃。CH3CH2CH3+Cl2CH3CH2CH2Cl(45%)+CH3CHClCH3(55%) (3)从CH3CH2CH3分子中等效H原子来看，得到的氯丙烷和氯丙烷的物质的量应为3∶1，但从实际得率看，有很大的差异，丙烷分子结构中两种不同化学环境氢原子的活性，还要受到其他因素的影响。假设分子结构中甲基上的H原子的活性为x，亚甲基上的H原子的活性为y，则__________(保留两位有效数字)。 (4)烷烃与卤素单质的取代反应本质是与卤素自由基(X·)的反应，生成烷烃自由基(R·)和卤化氢，丙烷分别与卤素原子“Cl·”和“Br·”发生反应的能量变化如图所示，已知得到的丙烷自由基可以通过单电子(·)进一步结合卤素原子，生成对应结构的一卤代烃产物。 和哪个更