精品解析：安徽省、云南省、吉林省、黑龙江省2023届高三2月适应性测试变式题(原理综合题)

1. 异丁烯是一种重要的化工原料，主要用于制备甲基叔丁基醚、丁基橡胶、甲基丙烯腈等。将异丁烷脱氢制备异丁烯，可提高异丁烷的附加值，具有良好的经济与社会效益。回答下列问题。 （1）利用下列键能数据，计算下列异丁烷直接脱氢生成异丁烯反应： _______。 化学键 键能/ 347.7 615 413.4 436 462.8 497.3 （2）在压强下，异丁烷的平衡转化率随温度的变化结果如下图所示。 该反应的平衡常数随温度升高而_______(填“增大”“减小”或“不变”)。计算时的平衡常数，_______(结果保留一位小数)。 （3）在温度、压强下，初始反应气体组成(异丁烷)或(异丁烷)与平衡时异丁烷摩尔分数x的关系如下图所示。 其中(异丁烷)为曲线_______，判断依据是_______。 （4）有人提出加入适量空气，采用异丁烷氧化脱氢的方法制备异丁烯，写出该反应的热化学方程式_______。并比较异丁烷直接脱氢制备异丁烯，从产率角度分析该方法的优缺点_______。 2. CO2－CH4催化重整是减缓温室效应、实现碳中和的重要方式，其主反应为CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) △H，反应体系还涉及以下副反应： i.CH4(g)C(s)+2H2(g) △H1=+75.0kJ•mol-1； ii.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.0kJ•mol-1； iii.CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g) △H3=-131.0kJ•mol-1。 （1）主反应的△H=______kJ•mol-1。 （2）我国学者对催化重整的主反应进行理论研究，提出在Pt－Ni合金或Sn－Ni合金催化下，先发生甲烷逐级脱氢反应，其反应历程如图1所示(*表示物种吸附在催化剂表面)。Sn－Ni合金作催化剂时该历程中最大能垒E正=_____eV；催化效果更好的是_____合金。 图1 （3）在1L恒容密闭容器中通入1molH2及一定量CO，反应iii中CO的平衡转化率随n(CO)及温度的变化关系如图2所示。 ①A、B两点对应CO正反应速率v正(A)_____v正(B)(填“>”“<”或“=”，下同)，B和C两点对应的反应温度TB_____TC。 ②已知反应速率v正=k正·x(CO)·x(H2)，v逆=k逆·x(H2O)·x(H2)，k为反应速率常数，x为气体的物质的量分数，在达到平衡状态为D点的反应过程(此过程为恒温)中，当某时刻CO的转化率刚好达到60%时，=_____(用含k正和k逆的式子表示)。 3. 乙烯是重要基础化工原料，工业上利用乙烷脱氢制乙烯的相关反应如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： （1）反应的_______。 （2）以和的混合气体为起始投料(不参与反应)，保持混合气体总物质的量不变，在恒容的容器中对反应Ⅰ进行研究。下列说法正确的是_______。 A. 升高温度，正、逆反应速率同时增大 B. 和的物质的量相等时，反应达到平衡状态 C. 增加起始投料时的体积分数，单位体积的活化分子数增加 D. 增加起始投料时的体积分数，平衡转化率增大 （3）科研人员研究催化剂对乙烷无氧脱氢影响 ①在一定条件下，催化乙烷脱氢转化为乙烯的反应历程如图所示，该历程的各步反应中，生成下列物质速率最慢的是_______。 A． B． C． D． ②用基催化剂研究催化脱氢，该催化剂对键和键的断裂均有高活性，易形成碳单质。一定温度下，基催化剂在短时间内会失活，其失活的原因是_______。 （4）在和催化剂条件下，向体积固定的容器中充入与一定量发生反应(忽略反应Ⅰ和反应Ⅱ外的其它反应)，平衡时和的物质的量分数随起始投料比的变化关系如图所示。 ①图中曲线c表示的物质为，表示的曲线为_______(填“a”或“b”)，判断依据是_______。 ②当时，平衡时体系压强为P，计算反应Ⅰ的平衡常数_______(写出计算过程，结果保留2位有效数字；对于，，)。 4. 在催化加氢制甲醇过程中除发生主反应I 外，还存在竞争反应II 。已知甲醇选择性，的平衡转化率()、甲醇的选择性()随温度、压强变化如图所示。 （1）由图可知压强大小关系：________(填“>”“<”或“=”)，________0。 （2）350℃时体系发生的反应主要是________(填“反应I”或“反应II”)；图中a、b两点的反应速率________(填“>”“<”或“=”)。 （3）将和的混合气体通入反应器，在温度t、压强p的条件下进行反应，达到平衡状态时，的平衡转化率为20%，甲醇的选择性为50%。则的平