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专题13 化学反应原理综合题
1.(2023上·江苏徐州·高二统考期末)甲醇催化重整制取氢气可以替代“电解水制氢”工艺,降低制氢成本。
(1)与在Pt催化剂下发生反应生成,主要涉及以下反应:
反应I:
反应II:
反应III:
①
②相同时间内向反应体系中投入一定量纳米CaO做对比实验,结果如图-1所示,加入纳米CaO的目的是 。
(2)将、、按一定比例在铜基催化剂下反应制氢,原料进气比对产物的选择性(某产物的选择性越大,则其含量越多)的影响如图-2所示。当时,与发生的主要反应的化学方程式为 ;制备时,应控制最佳进气比为 。
(3)催化剂可用于低温甲醇水相重整制氢,反应机理如下:
①过程I涉及的化学方程式为 。
②制氢过程中发生副反应过程V,生成和化合物A,则A的结构式为 。
③如图所示的过程III、IV可描述为 。
2.(2023上·江苏苏州·高二统考期末)研究氮氧化物的相关反应对于减少环境污染有重要意义。
(1)在恒压、和的起始浓度一定的条件下,反应相同时间,测得不同温度下转化为的转化率如图-1中实线所示(图中虚线表示相同条件下的平衡转化率随温度的变化)。
①反应的 0(选填“=”、“>”或“<”)。
②时,与反应一段时间后,测得的转化率为(图中X点),不改变温度和压强且不使用催化剂,可以提高转化率的措施有 。
③由一步快反应和一步慢反应组成,在反应过程中检测到。的反应过程可描述为 (用化学方程式表示)。
(2)电解可制备,装置如图-2所示。
①写出电解时阳极的电极反应式: 。电路中每转移电子,阴极理论能处理的体积为 L(标准状况下)。
②为使电解产物全部转化为,需补充物质A。A的化学式为 ,补充物质A的理由为 。
3.(2023上·江苏南京·高二南京师大附中校考期末)CuCl用作有机合成催化剂等工业。CuCl露置于潮湿的空气中易被氧化和水解,酸性条件下易歧化,难溶于水,易溶于浓盐酸并生成[CuCl2]-。
(1)基态Cu+核外电子排布式是 。
(2)实验测得:CuCl属于共价化合物,气态CuCl分子的相对分子质量为199,该分子中含有配位键,则气态CuCl分子的结构式可能为 。
(3)已知:①Ksp(CuCl)≈1×10-7,②反应2Cu+=Cu+Cu2+平衡常数K≈1×106。有人预设用反应Cu(s)+Cu2++2Cl-=2CuCl(s)制备CuCl (s),试预测该反应进行的程度大小: (填写“几乎完全反应”或“几乎不反应”)。
工业上有多种制备CuCl的方法:
方法一:将废铜粉与食盐水、浓盐酸料液混合,在60~70℃缓慢通入空气进行氧化。静置,取上层清液加水稀释,生成CuCl沉淀,过滤,沉淀经洗涤、干燥得CuCl产品并真空保存。
方法二:将Na2SO3的水溶液逐滴加入CuCl2的水溶液中,再加入少量浓盐酸混匀,充分反应后过滤,沉淀经洗涤、干燥得CuCl产品并真空保存。
(4)“方法一”中:
①反应温度控制在60~70℃,目的是 。
②加入浓盐酸的目的是 。
(5)“方法二”中:
①总反应的离子方程式是 。
②加入Na2SO3溶液体积(V)与溶液pH关系如图1。当Na2SO3溶液体积大于500 mL时,溶液pH增大的原因是 。
③用酸或碱液调控反应混合液的pH,则CuCl产率见图2。pH<2.5时,CuCl产率相对较低;pH>3.5时,CuCl产率又迅速下降。试分析原因: 。
4.(2023上·江苏常州·高二常州市第一中学校考期末)探究含碳化合物的转化,对“碳中和”“碳达峰”具有重要现实意义。
(1)下图是利用电解法将C2H6转化的原理示意图,其中铂电极为 极,铜电极上生成CO的电极反应式为 。
(2)总浓度为的与混合气体,按投料,催化发生反应:,。恒容条件下,各物质平衡浓度与温度的变化关系如图所示:
①曲线b代表 (填化学式);
②A点时,的产率为 (用c、表示,化为最简整数比)。
(3)已知反应:,
其中,,和为正、逆反应速率,和为速率常数,x为各组分的物质的量分数。丙烯和水蒸气的起始投料比为,在恒容条件下测得、、三个温度下丙烯的转化率随时间的变化关系分别如下图曲线甲、乙、丙所示。
①三个温度中的最低温时,以物质的量分数表示的化学平衡常数 (保留两位有效数字);
②在曲线甲、乙、丙中,值最小的是 。A