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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·福建龙岩·统考模拟预测)将CO2转化为高附加值的化学品或液体燃料是CO2资源化利用的有效方法,其中转换为甲醇是最可能的利用路径,主要涉及反应如下(其他副反应忽略不计):
反应Ⅰ:CO2 (g) + 3H2 (g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO2 (g) + H2 (g) CO(g) + H2O(g) ΔH2
请回答下列问题:
(1)已知H2的燃烧热ΔH =akJ·mol −1和CO的燃烧热ΔH =bkJ·mol −1,水的汽化热(1mol H2O从液体汽化为气体所需要吸收的热量)为ckJ·mol −1,则ΔH2 =___________(用含a、b、c的代数式表示)。
(2)若在恒温恒压条件下进行上述反应,下列说法正确的是___________。
A.起始压强越大,平衡时的值越大
B.反应达到平衡时,v正( CO2)> v逆( CH3OH)
C.当n(CO):n(H2O)不变时,反应Ⅰ、Ⅱ均处于平衡状态
D.向平衡体系中充入少量惰性气体,甲醇平衡产率不变
(3)以n(CO2)=1mol、n(H2)=3mol为初始量,进行上述反应,CO2的平衡转化率(X-CO2)、CH3OH的选择性(S-CH3OH)随温度、压强变化如图所示:
已知:
①ΔH1___________ΔH2(填“>”“<”或“=”),原因是___________。
②p1___________p2(填“>”“<”或“=”)。
③在温度为T,压强为p1(单位为kPa)时,经10min反应达到平衡。
(i)H2的平衡转化率为___________;
(ii)反应Ⅱ的压强平衡常数Kp=___________(列出数字运算表达式即可);
(iii)计算0~10min之间,CO2分压的平均变化速率为___________kPa·min-1(用含p1的代数式表示)。
2.(2023春·江西南昌·高一南昌二中校考阶段练习)Ⅰ.完成下列问题。
(1)一定温度下,向容积为的密闭容器中通入和,混合气体起始压强为。发生如下反应:,反应进行到时测得剩余,此时的浓度为。反应进行到时该容器内混合气体总压强为后反应达到平衡。
①为___________。
②请用来表示时反应物的转化率为___________。
③在四种不同的条件下测定得到以下反应速率,其中表示的反应速率最快的是___________。
A.; B.;
C.; D.;
(2)已知:,不同温度下,分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度消耗一半时所需的相应时间),则_________(填“>”、“=”或“<”)。当温度为、起始压强为,反应至时,此时体系压强________(用表示)。
Ⅱ.将一定量纯净的氨基甲酸铵()置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:。
(3)下列能说明该分解反应已经达到化学平衡状态的是___________(填字母)。
A.密闭容器中的体积分数保持不变
B.密闭容器中气体的总物质的量不变
C.容器中与的物质的量之比保持不变
D.密闭容器中总压强保持不变
E.密闭容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
(4)能使该反应的反应速率增大的是___________(填字母)。
A.及时分离出气体 B.适当升高温度
C.加入少量 D.选择高效催化剂
(5)如图所示,上述反应中断开反应物中化学键吸收的能量___________形成生成物中化学键放出的能量(填“大于”“等于”或“小于”)。
3.(2023·河北衡水·河北武邑中学校考模拟预测)乙醇是一种很有发展前景的能源替代品,通过CO和催化加氢制乙醇的体系中涉及化学应为:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1)则加氢制的热化学方程式为______;该反应的化学平衡常数______(用、或表示)。
(2)反应Ⅲ自发进行趋势很大的原因为______,已知,升高温度,该反应自发进行的程度将______(填“增大”、“减少”或“不变”)。
(3)T℃时,向盛有催化剂的2L恒容密闭容器中充入2mol和4mol,发生上述反应,10min末达到平衡,此时的转化率为80%,和的物质的量浓度分别为和.则0~10min内,平均反应速率______;反应Ⅲ的平衡常数______(保留两位有效数字)。
(4)根据DFT计算和实验分析,在Ti掺杂稳定的Rh单原子催化剂表面进行的加氢制乙醇的反应历程如图所示(其中“*”表示吸附态;TS表示过渡态,对应的数值表示该步骤的活化能),转化为的路径有两条,其优势路径决速步骤的活化能为______,劣势路径决速步骤的化学方程式为_____