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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.(2023·河北沧州·统考二模)氮及其化合物在工农业生产中有着重要应用,减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。
Ⅰ、一定条件下,用催化还原可消除NO污染。
已知:①
②
(1)和完全反应,每生成2.24L(标准状况)NO时,吸收8.9kJ的热量;则 △H=___________ 。
(2)反应②分两步进行,其反应历程与能量变化关系如图所示,写出决定NO氧化反应速率的化学方程式:___________。
(3)将2mol NO(g)、1mol (g)和1mol He(g)通入反应器,在温度T、压强p条件下进行反应②和。平衡时,若、与三者的物质的量相等,则NO转化率为___________,反应②平衡常数___________ (用含p的代数式表示,不考虑)。
Ⅱ、汽车尾气中的氮氧化物可利用如下反应处理: ,实验测得,,(、为速率常数,只与温度有关)。
(4)达到平衡后,仅升高温度,增大的倍数___________(填“>”“<”或“=”)增大的倍数。
III、近年来,低温等离子技术是在高压放电下,产生自由基,自由基将NO氧化为后,再用溶液吸收,达到消除NO的目的。实验室将模拟气(、、NO)以一定流速通入低温等离子体装置,实验装置如图所示。
(5)等离子体技术在低温条件下可提高NO的转化率,原因是______________________。
(6)其他条件相同,等离子体的电功率与NO的转化率关系如图所示,当电功率为30W时,NO转化率达到最大的原因可能是___________。
2.(2023·广东潮州·统考二模)合成氨反应是目前最有效的工业固氮方法,解决数亿人口生存问题。合成氨的反应历程和能量变化如图所示。请回答下列问题:
(1)分子中π键数目为_________,合成氨反应的热化学方程式为_________。
(2)对总反应速率影响较大的步骤的的化学方程式为__________________。
(3)在、压强为条件下,向一恒压密闭容器中通入氢氮比为3的混合气体,体系中气体的含量与时间变化关系如图所示:
①反应达到平衡,试求内氨气的平均反应速率_____,该反应的___(用数字表达式表示)。(为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)
②以下叙述能说明该条件下反应达到平衡状态的是________。
a.氨气的体积分数保持不变 b.容器中氢氮比保持不变
c.和平均反应速率之比为1∶2 d.气体密度保持不变
③若起始条件相同,在恒容容器中发生反应,则达到平衡时的含量符合图中_________点(填“d”、“e”、“f”或“g”)。
(4)可在催化剂表面消除氮氧化物等大气污染物,
研究表明,在催化剂中,表面上形成的以的形式被储存。随后在载体上,与和产生,该反应的离子方程式为_________。(已知该反应的和物质的量之比为1∶1。
(5)利用催化剂通过电化学反应在室温下合成氨的原理如图所示,该装置中阴极的电极反应式为_________。
3.(2023·辽宁大连·大连二十四中校考模拟预测)研究消除废气污染对建设美丽家乡,打造宜居环境有重要意义。
(1)已知:工业废气中的氮氧化物可用以下反应去除,常温常压下(298K,100kPa),以下反应的焓变和熵变如表1所示:
①
②
③
表1:
反应
焓变(kJ/mol)
熵变()
①
-163
+22.6
②
+112.7
+150
③
-67.8
+120
结合表1中的数据,工业上,反应___________(填反应编号)不可用于常温常压下去除氮氧化物,请通过计算说明理由:___________。
(2)治理排出的尾气(含CO、、NO)的方法可在密闭容器中发生如下反应:
I.
Ⅱ.
一定温度下,向体积为2L的恒容的密闭容器中,充入4molCO、2molNO、2mol发生上述反应,达到平衡状态时,测得的物质的量为0.4mol,且体系中的物质的量比的多0.8mol,则该温度下达平衡时,反应Ⅱ的平衡常数K=___________L/mol。
(3)原煤经热解、冷却得到的煤焦可用于NO的脱除。热解温度为500℃,900℃得到的煤焦分别用S-500、S-900表示,相关信息如下表:
煤焦
元素分析/%
比表面积/
C
H
S-500
80.79
2.76
105.69
S-900
84.26
0.82
8.98
将NO浓度恒定的废气以固定流速通过反应器(图1)。不同温度下,进行多组平行实验,测定相同时间内NO的出口浓度,可得NO的脱除率与温度的关系如图2所示。
[已知:NO的脱除主要包含吸附和化