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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·模拟预测)通过煤的气化和液化,使碳及其化合物得以广泛应用。
I.工业上先用煤转化为CO,再利用CO和水蒸气反应制H2时,存在以下平衡:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
(1)向1L恒容密闭容器中充入CO和H2O(g),800℃时测得部分数据如下表。
t/min
0
1
2
3
4
n(H2O)/mol
0.600
0.520
0.450
0.350
0.350
n(CO)/mol
0.400
0.320
0.250
0.150
0.150
则该温度下反应的平衡常数K=___________。(保留2位有效数字)
(2)相同条件下,向2L恒容密闭容器中充入1molCO、1molH2O(g)、2molCO2、2molH2,此时v(正)___________v(逆)(填“>”“=”或“<”)。
Ⅱ.已知CO(g)、H2(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为283kJ·mol-1、286kJ·mol-1、726kJ·mol-1。
(3)利用CO、H2合成液态甲醇的热化学方程式为___________。
(4)依据化学反应原理,增加压强对制备甲醇反应速率影响是___________(填“加快”“减慢”或“无影响”),对甲醇产率影响是___________(填“增大”“减少”或“无影响”)。
Ⅲ.为摆脱对石油的过度依赖,科研人员将煤液化制备汽油,并设计了汽油燃料电池,电池工作原理如图所示:一个电极通入氧气,另一电极通入汽油蒸气,电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-。
(5)以辛烷(C8H18)代表汽油,写出该电池工作时的负极反应方程式___________。
(6)已知一个电子的电量是1.602×10-19C,用该电池电解饱和食盐水,当电路中通过1.929×105C的电量时,生成NaOH___________g。
Ⅳ.煤燃烧产生的CO2是造成温室效应的主要气体之一
(7)将CO2转化成有机物可有效地实现碳循环。如:
a.6CO2+6H2OC6H12O6+6O2
b.2CO2+6H2C2H5OH+3H2O
c.CO2+CH4CH3COOH
d.2CO2+6H2CH2=CH2+4H2O
以上反应中,原子利用率最高的是___________。
2.(2023·江西鹰潭·统考一模)当今,世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间点。因此研发CO2的回收和综合利用成为研究热点。
I.一种脱除和利用水煤气中CO2的方法为,在吸收塔中用K2CO3溶液吸收CO2;吸收液再生可得较纯净的CO2用于合成其他物质。
(1)若K2CO3溶液吸收一定量的CO2后,c()= 5c(),则该溶液的pH=___________(该温度下H2CO3的Ka1=4.6×10-7,Ka2=5.0×10-11)。
II.CO2可用于合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g) = CH2=CH2(g)+4H2O(g) ΔH =a kJ/mol
(2)已知: H2和CH2 = CH2的标准燃烧热分别是285.8 kJ/mol和1410.0 kJ/mol。H2O(g) = H2O(l) ΔH =- 44 kJ/mol 则a=___________kJ/mol。
(3)上述由CO2合成CH2= CH2的反应在下___________。自发(填“高温”或“低温”)。
(4)如图所示为在体积为1 L的恒容容器中,投料为3mol H2和1 mol CO2时,测得的温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响。
①下列说法正确的是___________。
a.其他条件不变,若不使用催化剂,则250°C时CO2的平衡转化率可能位于点M1
b.平衡常数大小: M>N
c.其他条件不变,若投料改为4mol H2和1 mol CO2时,则250℃时CO2的平衡转化率可能位于点M2
d.当压强、混合气体的密度或n(H2)/n(CO2)不变时均可视为化学反应已达到平衡状态
②计算250℃时该反应平衡常数的数值K=___________。
③若达到平衡后再向体系内通入1.5 mol CO2和1 mol H2O, 则平衡___________ (填向左移动、向右移动或不移动)。
III.利用“Na -CO2”电池将CO2变废为宝。我国科研人员研制出的可充电“Na -CO2 ”电池,以等质量的钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料,总反应为4Na+3CO22Na2CO3 +C。放电时该电池“吸入”CO2,其工作原理如图所示:
(5)若生成的Na2CO3和C全部沉积在电极表面,放电时,正极的电极反应式为___________,当转移0.4mol e- 时,两电