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2024届高三新高考化学大一轮专题训练题-化学反应原理综合题
1.(2022·全国·模拟预测)2022年北京冬奥会首次采用氢能作为火炬燃料,体现绿色奥运理念。工业上利用天然气制备氢气,还能得到乙烯、乙炔等化工产品,有关反应原理如下:
反应1:2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) ΔH1
反应2:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) ΔH2
请回答下列问题:
(1)已知几种物质的燃烧热(ΔH)数据如下:
物质
CH4(g)
C2H2(g)
C2H4(g)
H2(g)
燃烧热(ΔH)/(kJ/mol)
-890.3
-1299.5
-1411.0
-285.8
①写出表示C2H2(g)燃烧热的热化学方程式:_______。
②上述反应中,ΔH1-ΔH2=_______kJ·mol-1。
③已知反应1的ΔS=+220.2 J·mol-1·K-1,则下列所给温度能使该反应自发进行的是_______(填标号)。
A.0℃ B.25℃ C.1250℃ D.2 000℃
(2)在恒温恒容密闭容器中充入适量CH4发生上述反应1和反应2,下列情况不能说明上述反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.气体总压强不随时间变化 B.气体密度不随时间变化
C.气体平均摩尔质量不随时间变化 D.H2体积分数不随时间变化
(3)2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的速率方程为v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H2)·c3(H2)(k正、k逆为正、逆反应速率常数,与温度有关)。其他条件相同,T1℃达到平衡时k正=1.5k逆,T2℃达到平衡时k正=3. 0k逆。由此推知,T1_______T2(填“>”“<”或“=”)。
(4)一定温度下,在总压强保持恒定为121 kPa时,向某密闭容器中充入CH4和N2组成的混合气体( N2不参与反应),测得CH4的平衡转化率与通入气体中CH4的物质的量分数的关系如图所示。
①图中随着通入气体中CH4的物质的量分数的增大,甲烷的平衡转化率降低的主要原因是_______。
②已知M点乙炔的选择性为75% [乙炔的选择性=×100%]。该温度下,反应2的平衡常数Kp=_______kPa(结果保留2位有效数字,Kp是以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
2.(2022·北京西城·统考二模)处理再利用H2S有多种方法。
(1)碱法脱硫
用K2CO3溶液吸收H2S。
已知:氢硫酸和碳酸的电离常数如表。
Ka1
Ka2
H2S
1.1×10-7
1.3×10-13
H2CO3
4.5×10-7
4.7×10-11
①用化学用语表示K2CO3溶液显碱性的原因:____。
②用过量的K2CO3溶液吸收H2S的离子方程式是____。
(2)热分解法脱硫
在密闭容器中发生反应2H2S(g)S2(?)+2H2(g)。其他条件不变时,H2S的平衡转化率随温度和压强的变化如图。
①P3>P2>P1,反应中S2____(填‘“是”或“不是”)气态,理由是____。
②实际反应在高温下进行的原因是____。
(3)间接电解法脱硫
间接电解法脱硫过程的示意图如图。
①溶液X的主要溶质是____。
②简述在电解反应器中FeCl3溶液再生的原理:____。
③不考虑其他副反应,理论上5molH2S反应能生成____gH2。
3.(2023·北京西城·北京四中校考模拟预测)用零价铁()去除含氮废水中的硝酸盐()是环境修复的重要方法。一种去除的过程如下。
(1)Ⅱ中充分反应后,分离混合物的方法是_______。
(2)Ⅱ中反应的离子方程式是_______。
(3)实验发现,在Ⅱ中补充一定量的可以明显提高的去除率。向两份含氮废水[]中均加入足量粉,做对比研究。
实验序号
ⅰ
ⅱ
所加试剂
粉
粉、()
的去除率
≈50%