2023届高三化学二轮专题复习-化学反应原理综合题

2023届高三化学二轮专题复习-化学反应原理综合题 1．（2023·全国·模拟预测）甲烷化反应即为氢气和碳氧化物反应生成甲烷，有利于实现碳循环利用。 已知涉及的反应如下： 反应Ⅰ：CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g) ΔH1=- 206.2kJ·mol-1 反应Ⅱ：CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH2 反应Ⅲ：CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ΔH3=-165 kJ ·mol-1 积碳反应(CO的歧化反应和CH4的裂解反应是催化剂积碳的主要成因)：2CO(g) CO2(g) +C(s)(反应Ⅳ)：CH4(g) C(s) +2H2(g)(反应Ⅴ)。 回答下列问题： (1)ΔH2=_______kJ ·mol-1。 (2)在360°C时，在固定容积的容器中进行上述反应(不考虑积碳反应)，平衡时CO和H2的转化率及CH4和CO2的产率随变化的情况如图1所示。 ①图中表示CO转化率、CH4产率变化的曲线分别是_______、_______ (填标号)，A、C两点的值相同，C点通过改变温度达到A点，则A、B、C三点温度由大到小的顺序是_______。 ②按=3： 1向恒容容器内投料，初始压强为p0，若仅发生Ⅰ、Ⅱ两个反应，达到平衡时总压为 ，CO的平衡转化率为a，则CH4的选择性=_______%，[CH4的选择性= ]反应Ⅰ的Kp=_______ (用分压表示，分压=总压 ×物质的量分数)。 (3)已知各反应的平衡常数随温度的变化曲线如图2所示，相同时间内甲烷产率随温度升高的变化曲线如图3。 由图2可知，CO的歧化反应属于_______ (填“吸热”或“ 放热”)反应，相同时间内CH4的产率在温度高于330°C时降低的可能原因之一是催化剂活性降低，高温导致催化剂活性降低的原因是_______。 2．（2023·陕西西安·统考二模）氢气在工业上具有重要的应用，从炼钢到食品无处不在，未来随着“碳中和”战略的推进，氢气的使用率必将得到进一步的提升。 (1)用H2可以将CO2转化为CH4，该过程中涉及的反应如下。 ①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41kJ•mol-1 ②CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H2=-205kJ•mol-1 ③CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g) △H3=-131kJ•mol-1 ④C(s)+2H2O(g)CH4(g)+CO2(g) △H4=-25kJ•mol-1 则反应CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)的△H=_____，反应③、④的存在会导致甲烷的产率_____(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)微观动力学研究表明，在催化剂作用下，反应CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)的能量变化如图所示(吸附在催化剂表面的物质用“*”标注)。 在该反应历程中，最大的能垒E正=_____eV，请写出该步骤反应的化学方程式：_____。 (3)在一定条件下，向某2L恒容密闭容器中充入2molCO2、4molH2，发生反应②，测得反应10min时，不同温度下氢气的转化率如图所示。 ①a、b、c三点对应的v(CH4)逆由大到小的顺序为_____(用a、b、c表示)，请解释原因：_____；T2温度下，若起始时容器内的压强为3MPa，前10min内v(H2)=_____MPa•min-1，该温度下反应的Kp=_____(MPa)-2(保留一位小数，Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量的分数)。 ②已知速率方程v正=k正•p4(H2)•p(CO2)、v逆=k逆•p2(H2O)•p(CH4)，k正、k逆只与温度有关。若T2时，k逆=2(MPa)-2•min-1，则该温度下k正=_____(MPa)-4•min-1。 (4)科学家一直研究开发氢能源，我国科学家研发的循环制氢和贮氢的新工艺如图。下列有关说法正确的是_____(填字母)。 A．ZnFe2O4中Fe为+6价 B．ZnFe2O4降低了H2O分解的活化能 C．反应2中需要不断地补充ZnO、Fe3O4 D．反应3通入氩气作为保护气是因为氩气的化学性质稳定 E.贮氢过程可表示为3H2+2Mg2Cu=3MgH2+MgCu2 3．（2023·湖南常德·统考一模）氰化氢()分子被认为是生命起源中重要的中间体之一，主要应用于电镀业、采矿业等，可制造各种树脂单体。迄今为止，它所产生的与生物相关联的化合物种类最多。 (1)的合成 氰化氢可用甲烷氨氧化法合成，其热化学反应方程式为： 相关化学键的键能数据如下表： 化学键 414 393 891 436.4 上述反应的为_________； (2)的