精品解析：江苏省南京市盐城市2023届高三3月第二次模拟考试化学试题变式题(原理综合题)

1. 苯乙烯是合成橡胶和塑料的重要原料，可由乙苯为原料制得。 （1）利用“乙苯脱氢反应”可制备苯乙烯。 C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g) ΔH=akJ•mol-1 保持气体总压不变，原料气按以下A、B、C三种投料方式进行： A.乙苯 Bn(乙苯)：n(N2)=1：10 C.n(乙苯)：n(CO2)=1：10 三种投料分别达到平衡时，乙苯转化为苯乙烯的转化率[×100%]与温度的关系如图1所示。 ①α_____0(填“＞”、“＜”或“不能确定”)。 ②相同温度下，投料方式B乙苯的平衡转化率比投料方式A的高，其原因是_____。 ③相同温度下，投料方式C乙苯的平衡转化率比投料方式B的高，其可能原因是_____。 ④工业上利用“乙苯脱氢反应”生产苯乙烯时，会产生少量积碳。使用相同条件下水蒸气代替N2，可较长时间内保持催化剂的催化活性，其原因是_____。 （2）CO2用于制备苯乙烯有助于实现“碳中和” ①在催化剂X作用下，CO2参与反应的机理如图2所示(α、β表示乙苯分子中C或H原子的位置；A、B为催化剂的活性位点，其中A位点带部分正电荷，B1、B2位点带部分负电荷)。根据元素电负性的变化规律，图2所示的反应机理中步骤I和步骤II可描述为_____。 ②保持混合气体总压(p)等其他条件不变，CO2分压[p(CO2)=×p]与乙苯转化率的关系如图3所示。p(CO2)＞14kPa时，乙苯转化率下降的原因是_____。 2. 二甲醚催化还原法可用于治理空气中的NOx。 （1）工业利用CO2加氢制二甲醚的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 在2 MPa，起始投料时，CO2的平衡转化率及CH3OCH3和CH3OH的平衡体积分数随温度变化如图-1所示。 ① △H=_______ ②从453-553℃，升高温度CO2平衡转化率降低的原因是_______。 ③为提高单位时间内CH3OCH3产率。研发的催化剂需具备的特点是_______。 （2）在催化剂作用下，二甲醚还原NO的反应原理为 △H＜0。在有氧和无氧的环境下，NO的去除率随温度变化如图-2所示。 ①无氧环境下，在250~450℃范围内随着温度的升高，NO的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是_______。 ②温度高于400℃时，NO去除率明显低于无氧环境的可能原因有_______。 3. 二甲醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用。工业上 CO和 H2为原料生产 CH3OCH3的新工艺主要发生三个反应： ①CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) + 91 kJ ②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) + 24 kJ ③CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g) + 41kJ 新工艺的总反应为 3CO(g)＋3H2(g) CH3OCH3(g)＋CO2(g) + Q （1）总反应平衡常数表达式为_______；Q=_______。 （2）增大压强，CH3OCH3的产率_______ (选填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，平衡常数将_______。 （3）一定温度和压强下，往体积为 20L 的容器中通入一定物质的量的 H2 与 CO，达到平衡时，容器中含有 0.1mol 二甲醚。计算整个过程中H2的平均反应速率：_______(用字母表示所缺少的物理量并指明其含义)。 （4）原工艺中反应①和反应②分别在不同的反应器中进行，无反应③发生。新工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率，原因是_______。 （5）当上述反应体系在恒温恒容条件下达到平衡时，下列各项叙述正确的是_______(选填编号)。 a．反应室内气体密度保持不变 b．反应速率之比存在关系：3υ(CO)生成=υ(CO2)消耗 c．反应物与生成物的物质的量浓度之比保持不变 d．c(CO)：c( H2)一定等于 1：1 （6）为了寻找合适的反应温度，研究者进行了一系列试验，每次试验保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变，试验结果如图。 CO 转化率随温度变化的规律是_______， 其原因是_______。 4. 中国首次实现了利用二氧化碳人工合成淀粉，为全球的“碳达峰”、“碳中和”起到重大的支撑作用。其中最关键的一步是以CO2为原料制CH3OH。在某CO2催化加氢制CH3OH的反应体系中，发生的主要反应有： I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.1kJ·mol-1 IICO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=-90.0kJ·mol-1 （1）CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=___。