2023届高三化学一轮复习——化学反应原理综合题

2023届高三化学一轮复习——化学反应原理综合题 1．（2022·全国·高三专题练习）2022年5月10日天舟四号货运飞船成功对接空间站天和核心舱并转入组合体飞行，空间站的水气整合系统利用“萨巴蒂尔反应”，将CO2转化为CH4和水蒸气，配合O2生成系统可实现O2的再生。回答下列问题： 已知萨巴蒂尔反应为：CO2(g)+ 4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H1 反应I：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H2=-483 kJ/mol 反应II：CO2(g)+ 2H2O(g)CH4(g)+2O2(g) △H3=+802.3 kJ/mol (1)若“萨巴蒂尔反应”的逆反应活化能E逆=akJ/mol，则正反应活化能为_______kJ/mol。 (2)“萨巴蒂尔反应”在固定容积的密闭容器中发生，若要提高CO2的平衡转化率，可采取的措施有_______(写两条)。 (3)在某一恒容密闭容器中加入CO2、H2，其分压分别为15kPa、30kPa，加入催化剂并加热使其发生“萨巴蒂尔反应”。研究表明CH4的反应速率v(CH4)= 1.2×10-6p(CO2)p4(H2) (kPa﹒s-1)，某时刻测得H2O(g)的分压为10kPa，则该时刻v(H2)=_______ kPa﹒s-1。 (4)恒压条件时，按c(CO2)：c(H2O)=1：2投料，发生反应II，测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图。 图中代表CH4浓度的曲线为_______；350℃时，A点的平衡常数为_______(填计算结果)。 (5)氧再生反应可以通过酸性条件下半导体光催化转化实现，反应机理如图所示： ①光催化CO2转化为CH4的阴极方程式为_______。 ②催化剂的催化效率和CH4的生成速率随温度的变化关系如图所示。300℃到400℃之间，CH4生成速率加快的原因是_______。 2．（2022·江苏苏州·统考模拟预测）废气中的H2S可用电解、Fe2(SO4)3吸收和活性炭吸附氧化等多种方法脱除。 (1)电解法脱除：将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应： S2--2e-=S (n-1)S+S2-=S ①写出阴极的电极反应方程式___________。 ②电解后阳极区溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式为___________。 (2)Fe2(SO4)3吸收脱除：用Fe2(SO4)3溶液吸收H2S，其反应后的溶液可在硫杆菌作用下实现吸收液的再生。 ①用Fe2(SO4)3吸收液脱除H2S的原理经历以下三步： 第一步：H2S(g)H2S(aq) 第二步：H2SH＋＋HS- 第三步：HS-＋2Fe3+=S↓＋2Fe2+＋H+ 一定条件下，不同Fe3+浓度溶液及该溶液起始pH与脱硫率的关系如图所示。当Fe3+浓度大于10 g·L-1时，随着Fe3+浓度增大，脱硫率逐渐降低。其原因是___________。 ②反应后的溶液在硫杆菌作用下进行再生的反应为：4FeSO4＋O2＋2H2SO42Fe2(SO4)3＋2H2O。反应相同时间后，溶液中Fe2+的氧化速率与温度的关系如图所示。温度超过30℃后，随着温度升高，Fe2+的氧化速率下降的原因是___________。 (3)活性炭吸附氧化：可用表面喷淋水的活性炭吸附氧化H2S，其反应原理如图所示。其他条件不变时，水膜的酸碱性与厚度会影响H2S的去除率。 ①适当增大活性炭表面的水膜pH，H2S的氧化去除率增大的原因是___________。 ②若水膜过厚，H2S的氧化去除率减小的原因是___________。 3．（2022·安徽·淮南第一中学校联考模拟预测）2021年9月24日，一篇重磅研究论文登上了国际顶级学术期刊《科学》，中国科学院带领团队，采用一种类似“搭积木”的方式，从头设计、构建了11步反应的非自然固碳与淀粉合成途径，在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。降低大气中CO2含量是当今世界重要科研课题之一，以CO2为原料制备甲烷、甲醇、甲酸等能源物质具有较好的发展前景。问答下列问题： (1)下列关于淀粉说法正确的是_______。 a.淀粉和纤维素都是多糖，其分子式相同        b.淀粉、油脂、蛋白质都是高分子化合物 c.淀粉的特征检验可以用碘化钾溶液            d.淀粉可用于制备葡萄糖、食醋、酿酒 (2)采用“CO2催化加氢制甲醇”方法将其资源化利用。该体系中涉及以下两个反应： I.CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g) II.CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g) 恒容条件下，当体系的压强不再变化时，_______ (填“可以”或者“不可以”)说明反应I和II都到达了化学平