2024年高考化学综合题突破3：反应原理与物质结构

综合题突破3 反应原理与物质结构 【真题回顾】 命题角度1　速率、平衡与物质结构综合题 1.(2023·全国新课标卷)氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题： (1)根据图1数据计算反应N2(g)＋H2(g)⇌NH3(g)的ΔH＝________ kJ·mol－1。 (2)研究表明，合成氨反应在Fe催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位，N表示被吸附于催化剂表面的N2)。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为________(填步骤前的标号)，理由是______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为Fe3O4)使用前经H2还原，生成α­Fe包裹的Fe3O4。已知α­Fe属于立方晶系，晶胞参数a＝287 pm，密度为7.8 g·cm－3，则α­Fe晶胞中含有Fe的原子数为________(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。 (4)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为xH2＝0.75、xN2＝0.25，另一种为xH2＝0.675、xN2＝0.225、xAr＝0.10。(物质i的摩尔分数：xi＝) ①图中压强由小到大的顺序为_____________________________________， 判断的依据是___________________________________________________。 ②进料组成中含有惰性气体Ar的图是________。 ③图3中，当p2＝20 MPa、xNH3＝0.20时，氮气的转化率α＝________。该温度时，反应N2(g)＋H2(g)⇌NH3(g)的平衡常数Kp＝________(MPa)－1(化为最简式)。 2.(2023·广东卷)配合物广泛存在于自然界，且在生产和生活中都发挥着重要作用。 (1)某有机物R能与Fe2＋形成橙红色的配离子[FeR3]2＋，该配离子可被HNO3氧化成淡蓝色的配离子[FeR3]3＋。 ①基态Fe2＋的3d电子轨道表示式为________。 ②完成反应的离子方程式：NO＋2[FeR3]2＋＋3H＋⇌________＋2[FeR3]3＋＋H2O。 (2)某研究小组对(1)中②的反应进行了研究。 用浓度分别为2.0 mol·L－1、2.5 mol·L－1、3.0 mol·L－1 的HNO3溶液进行了三组实验，得到c([FeR3]2＋)随时间t的变化曲线如图。 ①c(HNO3)＝3.0 mol·L－1 时，在0～1 min内，[FeR3]2＋的平均消耗速率＝_____________________________________________________________________。 ②下列有关说法中，正确的有________。 A.平衡后加水稀释，增大 B.[FeR3]2＋平衡转化率：αⅢ>αⅡ>αⅠ C.三组实验中，反应速率都随反应进程一直减小 D.体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间：tⅢ>tⅡ>tⅠ (3)R的衍生物L可用于分离稀土。溶液中某稀土离子(用M表示)与L存在平衡： M＋L⇌ML　K1 ML＋L⇌ML2　K2 研究组配制了L起始浓度c0(L)＝0.02 mol·L－1、M与L起始浓度比c0(M)/c0(L)不同的系列溶液，反应平衡后测定其核磁共振氢谱。配体L上的某个特征H在三个物种L、ML、ML2中的化学位移不同，该特征H对应吸收峰的相对峰面积S(体系中所有特征H的总峰面积计为1)如下表。 c0(M)/c0(L) S(L) S(ML) S(ML2) 0 1.00 0 0 a x <0.01 0.64 b <0.01 0.40 0.60 注　核磁共振氢谱中相对峰面积S之比等于吸收峰对应H的原子数目之比；“<0.01”表示未检测到。 ①c0(M)/c0(L)＝a时，x＝ ________。 ②c0(M)/c0(L)＝b时，平衡浓度比c平(ML2)∶c平(ML)＝________。 (4)研究组用吸收光谱法研究了(3)中M与L反应体系。当c0(L)＝1.0×10－5 mol·L－1 时，测得平衡时各物种c平/c0(L)随c0(M)/c0(L)的变化曲线如图。c0(M)/c0(L)＝0.51时，计算M的平衡转化率________(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。 命题角度2　反应热与化学反应速率、