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

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·甘肃·统考二模）绿色能源的开发利用是未来能源发展的重要方向，也是实现“碳中和”目标的重要举措。氢能是重要的绿色能源，利用甲烷来制取氢气的总反应可表示为：CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)，该反应可通过如下过程来实现： 反应I：CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g)△H1=+206.3kJ·mol-1 反应II：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H2=-41.2kJ·mol-1 (1)总反应的△H=_______kJ·mol-1 (2)反应I在恒压条件下，不同进气比［n(CH4)：n(H2O)］和不同温度时测得相应的CH4平衡转化率见下表。 平衡点 a b c d n(CH4)：n(H2O) 0.5 0.5 1 1 CH4平衡转化率/% 50 69 50 80 ①c点平衡混合物中H2的体积分数为_______，a、b两点对应的反应速率va______________vb(填“＜”“=”或“〉”)，判断的理由为_______。 ②若d点的总压强为aMPa，则d点的分压平衡常数KP为_______(用平衡分压代替浓度计算，分压=总压×物质的量分数，计算结果精确到0.01)。 (3)反应II在工业上称为一氧化碳的催化变换反应，研究表明该反应用Fe3O4作催化剂，反应历程如下： 第一步：Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2第二步：3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2 已知第一步为慢反应，则第一步反应的活化能比第二步反应_______(填“大”或“小”)。由于CO还原性较强，若将Fe3O4还原成Fe，并以Fe的形式大量存在于反应体系中，会使催化剂失去活性，但在实际生产中一般不会发生催化剂失去活性的情况，请结合一氧化碳的催化变换反应历程说明理由_______。 (4)研究表明，CO催化变换反应的速率方程为，该表达式中分别表示相应的物质的量分数，KP为分压平衡常数，k为反应的速率常数，温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下，反应速率随温度变化的曲线如下图所示。温度升高时，CO催化变换反应的KP_______(填“增大”或“减小”)。根据速率方程分析，T>Tm时r逐渐减小的原因是_______。 2．（2022·福建·模拟预测）当今中国积极推进绿色低碳发展，力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。因此，研发CO2利用技术，降低空气中CO2含量成为研究热点。以CO2、H2为原料同时发生反应Ⅰ、Ⅱ如下： 反应Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)    △H1    K1 反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)    △H2    K2 (1)如图1所示，则△H1-△H2____0(填“＞”、“＜”或“=”)。 (2)一定条件下，向体积为2L的恒容密闭容器中通入0.1molCO2和0.3molH2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH为0.02mol，CO为0.04mol，此时CO2的转化率为____。反应Ⅰ的化学平衡常数K1=_____。 (3)CO2也可以与NH3合成尿素，反应为：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)   △H<0，分为两步： 反应步骤 反应方程式 Ⅰ 2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(l)    △HⅠ 快速放热 Ⅱ NH2COONH4(l)NH2CONH2(l)+H2O(g)    △HⅡ 慢速吸热 已知投料的组成为CO2、NH3和水蒸气(有助于分离尿素)，一定条件下，不同氨碳比与水碳比投料时CO2平衡转化率图象(图2，其中a、b代表水碳比)：下列叙述正确的是_____。 A．反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ，△HⅠ<△HⅡ B．增大氨碳比有利于提高尿素产率，原因之一是过量氨气与反应Ⅱ生成的水反应，促进平衡正移 C．实际生产中若选择曲线a，则氨碳比应控制在4.0左右 D．曲线a的水碳比大于曲线b，减小水碳比有利于尿素生成 (4)CO2/HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。例如：HCO催化储氢，在密闭容器中，向含有催化剂的KHCO3溶液(CO2与KOH溶液反应制得)中通入H2生成HCOO-，其离子方程式为HCO+H2HCOO-+H2。若其他条件不变，HCO转化为HCOO-的转化率随温度的变化如图3所示。反应温度在80℃～120℃范围内，HCO催化加氢的转化率下降的可能原因是_____(至少两点理由)。 3．（2022·福建·模拟预测）2022年冬奥会的国家速滑馆“冰丝带”采用二氧化碳跨临界制冰，CO2的资源化可以