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---化学反应原理综合题 1．（2023春·湖北孝感·高三校联考阶段练习）党的二十大报告中指出：积极稳妥推进碳达峰碳中和，立足我国能源资源禀赋，坚持先立后破，有计划分步骤实施碳达峰行动。因此CO2的捕集和利用成了研究的重点。 (1)一种从空气中捕获CO2的转化原理如图所示。    已知图中涉及的四步反应中，△H1=-193.7kJ•mol-1、△H3=+179.2kJ•mol-1、△H4=-64.5kJ•mol-1，则△H2= kJ•mol-1。(四步反应中相同物质的状态相同) (2)CH4－CO2催化重整对温室气体的减排具有重要意义。T1℃时，在体积为10L的恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的CH4(g)和CO2(g)，同时进行反应： I.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=+246.9kJ•mol-1； II.CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) △H=-205.7kJ•mol-1。 体系中各组分的物质的量随时间的变化如图所示，H2O(g)的物质的量变化情况如曲线D所示。      ①图中表示两种组分的是曲线 (填标号)，曲线B表示的物质为 (填化学式)。 ②CH4－CO2催化重整的目的主要是获得更多的合成气(CO和H2)，则反应I更适宜的条件是 (填标号)。 A．高温、高压      B．高温、低压      C．低温、高压       D．低温、低压 ③T1℃时，用CH4表示从开始到5min时的平均反应速率v(CH4)= mol•L-1•min-1。反应I的平衡常数K= 。 (3)利用固体氧化物电解池可将CO2和H2O转化为合成气并生产高纯度O2，原理如图3所示。a极为 (填“阴极”或“阳极”)，写出b极上参加反应的CO2和H2O(物质的量比1：1)发生的电极反应： 。    2．（2023·广东深圳·深圳市高级中学校考模拟预测）为了实现“碳达峰”和“碳中和”的目标，将CO2转化成可利用的化学能源的“负碳”技术是世界各国关注的焦点。 方法Ⅰ：CO2催化加氢制甲醇。 以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下： 反应i：CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) △H1 反应ii：CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) △H2＝ +41.0 kJ·mol-1 反应iii：CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) △H3＝ -90.0 kJ·mol-1 (1)计算反应i的△H1＝ 。 (2)一定温度和催化剂条件下，0.73mol H2、0.24mol CO2和0.03mol N2(已知N2不参与反应)在总压强为3.0MPa的密闭容器中进行上述反应，平衡时CO2的转化率、CH3OH和CO的选择性随温度的变化曲线如图所示。 ①图中曲线b表示物质 的变化(填“CO2”“CH3OH”或“CO”)。 ②上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法不正确的有 (填字母)。 A．降低温度，反应i～iii的正、逆反应速率都减小 B．向容器中再通入少量N2，CO2的平衡转化率下降 C．移去部分H2O(g)，反应iii平衡不移动 D．选择合适的催化剂能提高CO2的平衡转化率 E．平衡时CH3OH的体积分数一定小于50% ③某温度下，t1 min反应到达平衡，测得容器中CH3OH的体积分数为12.5%。此时用CH3OH的分压表示0-t1时间内的反应速率v(CH3OH)＝ MPa·min-1.设此时n(CO) ＝ a mol，计算该温度下反应ii的平衡常数Kx＝ (用含有a的代数式表示)。    [已知：分压＝总压 × 该组分物质的量分数；对于反应mA(g) + nB(g)pC(g) + qD(g)，，x为物质的量分数。] 方法Ⅱ：CO2电解法制甲醇 利用电解原理，可将CO2转化为CH3OH，其装置如图所示： (3)双极膜B侧为 (填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。 (4)TiO2电极上电极反应方程式： 。 方法Ⅲ：CO2催化加氢制低碳烯烃(2～4个C的烯烃) 某研究小组使用Zn-Ga-O/SAPO-34双功能催化剂实现了CO2直接合成低碳烯烃，并给出了其可能的反应历程(如图所示)。H2首先在Zn-Ga-O表面解离成2个H*，随后参与到CO2的还原过程；SAPO-34则催化生成的甲醇转化为低碳烯烃。 注：☐表示氧原子空位，*表示吸附在催化剂上的微粒。 (5)理论上，反应历程中消耗的H*与生成