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2024届高三新高考化学大一轮专题训练-----化学反应原理综合题
1.(2023·安徽安庆·校联考模拟预测)乙烯是重要的有机化学原料,工业上可利用乙烷脱氢制备乙烯。
(1)乙烷裂解为乙烯为自由基反应,其可能的引发反应及对应化学键的解离能如下:
可能的引发反应
有关键的解离能( kJ/mol)
C2H6(g) →C2H5 ·(g) +H·(g)
410
C2H6(g)→ 2CH3·(g)
368
根据表格信息,乙烷裂解引发的反应主要为________________________。
(2)经过引发的后续反应历程为(已略去链终止过程):
……
ΔH1
ΔH2
①C2H4(g) +H2(g) →C2H6(g)的ΔH=________________________(用含ΔH1和ΔH2的式子表示)。
②上述历程中“……”所代表的反应为____________________________________。
(3)CH3·中的单电子不能占据杂化轨道,则CH3·中碳原子的杂化方式为________________________。
(4)乙烷裂解中主要发生的反应及其在不同温度下的平衡常数如下表:
反应
1100K
1300K
1500K
I.C2H6C2H4+H2
1.6
18.9
72.0
II.C2H6C2H4 +CH4
60.9
108.7
165.8
III.C2H4C2H2 +H2
0.015
0.33
3.2
IV.C2H22C+H2
6.5×107
1.5×106
1.0×105
①当裂解反应达到平衡状态时,体系将会产生大量积碳。由表中数据分析,平衡时混合气体中____________(填化学式)的百分含量最大,原因是______________。
②为提高乙烯的产率,工业生产的适宜反应条件为______(填标号)。
A.高温 较长的反应时间 B.高温 较短的反应时间
C.低温 较长的反应时间 D.低温 较短的反应时间
③在某温度下投入molC2H6发生上述反应,平衡时混合体系的压强为p,其中C2H6、C2H4、CH4的物质的量分别为mmol、nmol、rmol,未检测出C2H2。则此温度下反应Ⅰ的平衡常数Kp____________(以分压表示,分压=总压物质的量分数)。
(5)工业上制备乙烯常使用Ni-Cr-Fe合金炉,某Ni-Cr-Fe合金的晶胞结构如图所示,表示Ni原子,表示Fe原子,由4个Ni原子和2个Fe原子所形成的八面体空隙中心的一半填充Cr原子(如图中位置),则该合金可表示为__________(填化学式)。
2.(2023·广东茂名·统考二模)二氧化碳催化加氢直接合成二甲醚(DME)既可以实现碳减排又可以得到重要的有机原料,对于保证经济的高速发展和实现长期可持续发展战略均具有重要意义,其中涉及的反应有:
(ⅰ)
(ⅱ)
(ⅲ)
已知:生成物A的选择性
回答下列问题:
(1)的___________(用含a、b或c的代数式表示)。
(2)反应ⅰ、ⅱ、ⅲ的吉布斯自由能随温度变化如图,下列说法正确的是___________。
A.常温下,反应ⅰ、ⅱ、ⅲ均能自发
B.410K时,反应ⅰ和反应ⅲ的反应速率相等
C.温度升高,的选择性提高,的选择性降低
D.提高二甲醚产率的关键是寻找对甲醇具有高选择性的催化剂
(3)在3.0MPa下,研究人员在体积固定的容器中充入和发生反应,的平衡转化率和生成物的选择性随温度变化如图(不考虑其他因素影响)。
①___________0(填“>”或“<”)。
②若在220℃下,平衡时___________,计算反应在220℃下的平衡常数___________(写出计算过程,结果保留三位有效数字)。
③当其他条件不变,压强为4.0MPa、温度为260℃时,图中点___________(填“A”、“B”、“C”或“D”)可表示二甲醚的选择性。
(4)在基催化剂下发生反应,机理如图:
该机理表示的是反应___________(填“ⅰ”、“ⅱ”或“ⅲ”)的反应过程。写出转化③的反应方程式___________。
3.(2023春·上海黄浦·高二上海市向明中学校考期中)I.一定温度下,向容积为2L的恒容密闭容器中加入等物质的量的和,发生反应 。测得不同反应时间容器内的物质的量如表;
时间(min)
0
10
20
30
40
n/mol
1
0. 75
0.65
0.6
0.6
回答下列问题:
(1)0~20min内HI的平均反应速率为_______。
(2)反应达到化学平衡状态时,的转化率为_______,容器内HI的体积分数为_______。
(3)该条件下