内容正文:
2023届高三化学二轮复习题-化学反应原理综合题
1.(2023·浙江·校联考一模)氢气作为一种可再生能源,它的制备一直都是研究的热点。其中甲醇水蒸气重整制氢气包含以下三个反应:
Ⅰ. kJ/mol
Ⅱ. kJ/mol
Ⅲ.
某课题小组经计算得到三个反应的平衡常数对数值与温度的关系图如下:
(1)反应Ⅲ的___________kJ/mol,反应Ⅰ的平衡常数与温度的关系图为___________。
(2)在铜基催化剂条件下探究水醇比()以及当水醇比=1时温度对的选择性和CO物质的量分数的影响,结果分别如下:
①下列说法正确的是___________
A.根据图1,重整制氢的反应温度一般控制在450K~600K之间,可能是要保证甲醇的转化率并控制有适量的CO的含量,有利于维持合适的温度。
B.根据图2,反应过程中,水醇比增加可能会消耗更多的能量。
C.反应不能由体系密度不变来判定达到平衡。
D.催化剂只会对某一个反应有催化作用,所以对某种产物具有选择性。
②根据图3,当温度大于220℃时,选择性下降而CO的含量上升可能的原因是:___________。
(3)在某压强P1下,甲醇转化率随温度变化如图所示,
①请画出压强P2下,P2<P1,相同时间,甲醇转化率随温度变化图___________。
②260℃时,P1压强下,充入等物质的量的甲醇和水,保持压强不变体系达平衡时,,反应Ⅲ的___________。
2.(2023·海南海口·海南华侨中学校考二模)将烟气和空气中的通过催化方式直接还原为甲烷等燃料的过程具有非常重要的意义。
I.光催化还原
(1)华中科技大学某团队构建了一种光催化剂使和反应生成和,其中的转化率约为,写出该化学方程式:________________。
II.热催化还原——萨巴蒂尔反应:
时,在一恒容密闭容器中通入、,至其分压分别为、,再加入催化剂并加热使其发生萨巴蒂尔反应。
(2)为使固体催化剂与反应物充分接触,应采取的措施是________________。
(3)写出该反应的平衡常数表达式:________________。(用浓度表示)。
(4)研究表明的反应速率,某时刻测得的分压为,则该时刻________。
(5)相同时间内,不同催化剂(I、II、III)下,测得的转化率如图所示。在时,不同催化剂下,的转化率相同的原因是________________。
(6)光催化还原和热催化还原法中更好的是________,简述理由:________(答一条即可)。
3.(2023·河北沧州·统考一模)氢能作为一种高热值、零污染的能源,对于促进全球经济脱碳,特别是在工业和交通领域将发挥不可或缺的替代作用。甲烷水蒸气催化重整制氢气是目前工业上比较常见的制氢工艺。回答下列问题:
(1)已知:、时,甲烷、一氧化碳和氢气的燃烧热分别为、和,,在催化剂作用下,甲烷水蒸气催化重整制氢气的为_______。
(2)该反应易在_______(填“较高温度”或“较低温度”)下自发进行。
(3)氧化钴催化作用下,在体积分别为和的密闭容器中,各充入和发生甲烷水蒸气催化重整制氢气的反应,达到平衡时,该反应的正反应速率可表示为,逆反应速率可表示为(和为速率常数,且只与温度有关),反应达到平衡时,甲烷的转化率随温度的变化曲线如图所示。
①氧化钴中的最外层电子排布式为_______。
②图中a、b、c三点所对应的平衡常数K的大小顺序为_______(用字母表示,下同),逆反应速率的大小关系为_______。
③时,图中a点对应的正反应速率,则_______。
④时,的密闭容器中,该反应的_______。
4.(2023·河北保定·统考一模)我国要在2060年实现碳中和的目标,的资源化对于实现碳中和具有重要意义。回答下列问题:
(1)与重整生成和CO的反应为 kJ⋅mol
①已知
物质
标准燃烧热(kJ•mol)
-285.8
-283.0
则表示燃烧热的热化学方程式为_______。
②在恒温恒容装置中通入等体积和,发生上述反应,起始压强为p,的平衡转化率为α,达平衡时,容器内总压强为_______,该反应的平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(2)利用和合成乙烯: 。
①上述反应的Arrhenius经验公式实验数据如图中曲线a所示,已知Arrhenius经验公式(为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。反应的活化能_______kJ⋅mol。当改变外界条件时,实验数据如图中曲线b所示,则实验可能改变的外界条件是_______。
②在恒容密闭容器中,起始压强相同,反应温度、投料比对平衡转化率的影响如图所示。则_______0(填“>”或 “<”