专题十七 化学反应原理综合大题-【高考密码】2024年高考化学二轮百强名校优化组合卷

专题十七 化学反应原理综合大题 (共100分) 1.(10分)(2023·新疆乌鲁木齐·一模)全球气候变化是21世纪人类面临的重大挑战,“碳达峰、碳中和” 既是气候变化应对战略,更是经济可持续发展战略。研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量 成为当今研究热点。 (1)CO2加氢可制备甲酸:CO2(g)+H2(g)􀜩􀜨􀜑 HCOOH(g) ΔH=akJ·mol-1 ①工业上利用甲酸的能量关系转换如下图所示,计算a= 。 CO2(g)+ 1 2O2 (g) ΔH=-283.0kJ·mol-1 ↑ + 1 2O2 (g) H2(g) + ↑ΔH=+241.8kJ·mol-1 HCOOH(g) ΔH=+72.6kJ·mol-1 →CO(g) + H2O(g) ②将等物质的量的CO2和H2充入体积为1L的密闭容器中发生反应:CO2(g)+H2(g)􀜩􀜨􀜑 HCOOH(g)。实 验测得:v正=k正·c(CO2)·c(H2),v逆=k逆·c(HCOOH)、k正、k逆 为速率常数(只与温度有关)。温度 为T1℃时k正=2k逆,温度为T2℃时,k正=1.6k逆。则T1 T2(填“>”“<”或“=”);T2℃时平 衡压强 T1℃时平衡压强(填“>”“<”或“=”),理由是 。 (2)工业上常用氨水吸收CO2,其产物之一是NH4HCO3。写出常温下NH4HCO3水解反应的离子方程 式: ,计算该反应的平衡常数Kh (保留2位有效数字,已知常温下 碳酸的电离常数Kal=4.4×10-7、Ka2=4.7×10-11,NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10-5)。 (3)我国科学家研发出一种新系统,通过“溶解”水中的二氧化碳,以触发电化学反应,可有效减少碳的排 放,其工作原理如图所示。 系统工作时a极为电池的 极,b极区CO2参与的电极总反应式为 。 2.(10分)(2023·河北·高三二模)我国力争于2030年前做到碳达峰, 2060年前实现碳中和。对CO2 的开发利用成为近年来的研究重点, 二氧化碳催化加氢制甲醇的反应:CO2(g)+3H2(g)􀜩􀜨􀜑 CH3OH(g) +H2O(g)可有效实现“碳中和”。回答下列问题: (1)一定温度下,二氧化碳加氢制甲醇的总反应的反应历程与体系能 量变化如图所示,第二步反应的热化学方程式为 。 —37— (2)向某恒容密闭容器中加入1molCO2和mmolH2,实验测得CO2 的平衡转化 率与温度、H2的物质的量的关系如图所示。 ①若m2=3,则m3 3(填“>”“<”或“=”,下同),H2O的体积分数a b。 ②温度低于T1K时,升高温度,CO2的平衡转化率几乎不变的原因是 。 (3)已知:第一步反应的正反应速率方程为v正=k正·c(CO2)·c(H2),逆反应速 率方程为v逆=k逆·c(CO)·c(H2O),其中k正、k逆 分别为正、逆反应的速率常 数,lgk与1T (温度的倒数)的关系如图所示,①、②、③、④四条斜线中,表示lgk正 的是 ,表示 lgk逆 的是 。已知:图中A、B、C、D点的纵坐标分别为a+2、a+1、a-1、a-2,则T1 时,第一步 反应的化学平衡常数K= 。 (4)电解法也可实现二氧化碳加氢制甲醇,其酸性条件下的反应装置如图所示。 ①a、b表示CO2或 H2的进气管,其中 H2的进气管是 (填“a”或“b”)管。 ②阴极反应的电极反应式为 。 3.(10分)(2023·重庆巴蜀中学高三二模)氯乙烯是制备塑料的重要中间体,可通过乙炔选择性催化制备。 已知: Ⅰ.C2H2(g)+HCl(g)􀜩􀜨􀜑 C2H3Cl(g) ΔH1 Ⅱ.C2H2(g)+2HCl(g)􀜩􀜨􀜑 C2H4Cl2(g) ΔH2<0 Ⅲ.C2H2(g)􀜩􀜨􀜑 2C(s)+H2(g) ΔH3>0 回答下列问题: (1)计算机模拟单个乙炔分子和氯化氢分子在催化剂(HgCl2)表面发生反应Ⅰ的反应历程如图所示: ①上述单个乙炔分子和氯化氢分子的反应历程中决速步骤的活化能为 eV。 ②由上述反应历程可推算反应Ⅰ的反应热ΔH1,则ΔH1= eV·mol-1。 —47— (2)在体积可变的密闭容器中以物质的量之比为1∶1充入C2H2(g)和 HCl(g),分别在不同压强下发生反应,实验测得乙炔的平衡转化率与温度 的关系如图所示。pa、pb、pc由大到小的顺序为 。随温度升高, 三条曲线逐渐趋于重合的原因为 。