2024届高三化学一轮复习 化学反应原理 练习

2024年高考化学复习新题速递之化学反应原理（解答题）（2023年12月） 一．解答题（共25小题） 1．氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料，合成氨的反应如下：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）ΔH＝﹣92.4kJ•mol﹣1ΔS＝﹣198.2J•K﹣1•mol﹣1 （1）判断合成氨的反应在 　 　（选填“高温、低温”）能自发进行，推动反应在该条件下自发进行的主要因素是反应的 　 　（选填“焓变、熵变”）。 （2）不同条件下，分别测得上述反应的反应速率，其中表示该反应进行得最快的是 　 　（单选，选填编号） a．v（H2）＝0.1mol•L﹣1•s﹣1 b．v（N2）＝6mol﹣1•L﹣1•min﹣1 c．v（N2）＝0.2mol•L﹣1•s﹣1 d．v（NH3）＝18mol•L﹣1•min﹣1 （3）一定温度下，向2L密闭容器中加入N2（g）和H2（g），发生上述反应，NH3物质的量随时间的变化如图所示。 0～2min内的平均反应速率v（H2）＝　 　。根据反应条件，判断0～2min内v（H2）变化趋势为 　 　，运用有效碰撞理论来解释该变化趋势：　 　。 （4）在合成氨的实际生产过程中，常常加入含铁催化剂。请结合过渡态理论解释使用催化剂使反应速率加快的原因 　 　。 2．合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，氨有广泛的应用。 已知：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g） ΔH1＝﹣akJ•mol﹣1 O2（g）+2H2（g）═2H2O（I） ΔH2＝﹣bkJ•mol﹣1 （1）由N2与H2O反应生成NH3的热化学方程式是2N2（g）+6H2O（l）⇌4NH3（g）+3O2（g） ΔH＝　 　kJ/mol。 （2）工业上主要以N2（g）、H2（g）为原料气合成NH3。 将物质的量之比为1：3的N2和H2充入2L的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得平衡时数据如下： 物质 N2 H2 NH3 平衡时物质的量/mol 0.2 0.6 0.2 ①该条件下H2的转化率为 　 　，平衡常数K＝　 　（本题均可用分数表示）。 ②若按以下浓度投料，其它反应条件与①相同，起始时反应进行的方向为 　 　（填“正向”、“逆向”或“无法判断”）。 物质 N2 H2 NH3 起始浓度（mol/L） 0.5 1.5 0.5 ③L（L1、L2）、X可分别代表压强或温度。图1表示L一定时，合成氨反应中H2（g）的平衡转化率随X的变化关系。 i．X代表的物理量是 　 　。 ii．判断L1、L2的大小关系，并简述理由 　 　。 （3）电化学气敏传感器可用于检测环境中NH3的含量，其工作原理如图2所示，则a极的电极反应式为 　 　。 3．汽车尾气已成为城市空气的主要污染源，研究其反应机理对于环境治理有重要意义。 Ⅰ.高效催化剂可以处理NO和CO，发生反应：2CO（g）+2NO（g）⇌N2（g）+2CO2（g）。 （1）科学家研究了在贵重金属催化剂表面上的气态体系中，一个CO分子还原NO的能量变化与反应历程如图﹣1所示。图中第一步逆反应的活化能为 　 　kJ•mol﹣1（用a、b、c的代数式表示）。 Ⅱ.液氨催化还原NO是重要的烟气脱硝技术。 （2）使用Fe2O3为催化剂，可能的反应过程如图﹣2所示。 ①该脱硝过程的总反应的化学方程式为 　 　。 ②反应过程图中，虚线方框里的过程可描述为 　 　。 ③氨氮比会直接影响该方法的脱硝率。350℃时只改变氨气的投放量，NO的百分含量与氨氮比的关系如图﹣3所示。当时，烟气中NO含量反而增大，主要原因是 　 　。 Ⅲ.NSR（NOx储存还原）可有效减少氮氧化物排放。 （3）工作原理：通过BaO和Ba（NO3）2的相互转化实现NOx的储存和还原，如图﹣4所示。 ①若汽车所用的油品含硫量较高，BaO吸收NOx的能力下降至很低水平，结合方程式解释原因 　 　。 ②尾气中的CO2对BaO吸收氮氧化物有影响。一定温度下，测得气体中CO2的体积分数与氮氧化物吸收率的关系如图﹣5所示。则：一定范围内，氮氧化物吸收率随CO2体积分数的增大而下降，原因是 　 　；当CO2体积分数达到10%～20%时，氮