2024届高考化学二轮专项分层特训 6化学反应原理（二）

通关特训6　化学反应原理(二) 1．[2023·四川自贡统考二模]CO2的转化和利用是实现碳中和的有效途径。其中CO2转换为CH3OH被认为是最可能利用的路径，该路径涉及反应如下： 反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.4kJ·mol－1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)　ΔH2>0 请回答下列问题： (1)若已知H2和CO的燃烧热，计算反应Ⅱ的ΔH2，还需要的一个只与水有关的物理量为________。 (2)在催化剂条件下，反应Ⅰ的反应机理和相对能量变化如图1(吸附在催化剂表面上的粒子用*标注，Ts为过渡态)。 完善该反应机理中相关的化学反应方程式：OH*＋H2(g)＝________；以Ts3为过渡态的反应，其正反应活化能为________eV。 (3)在恒温恒压下，CO2和H2按体积比1∶3分别在普通反应器(A)和分子筛膜催化反应器(B)中反应，测得相关数据如下表。 已知：①分子筛膜催化反应器(B)具有催化反应、分离出部分水蒸气的双重功能： ②CH3OH的选择性＝×100% ①在普通反应器(A)中，下列能作为反应(反应Ⅰ和反应Ⅱ)达到平衡状态的判断依据是________(填标号)。 A.气体压强不再变化 B．气体的密度不再改变 C．v正(CO2)＝3v逆(H2) D．各物质浓度比不再改变 ②平衡状态下，反应器(A)中，甲醇的选择性随温度升高而降低，可能的原因是______________________________________；在反应器(B)中，CO2的平衡转化率明显高于反应器(A)，可能的原因是：________________________________。 ③若反应器(A)中初始时n(CO2)＝1mol，反应Ⅰ从开始到平衡态的平均反应速率v(CH3OH)＝________mol/s；反应Ⅱ的化学平衡常数Kp(Ⅱ)＝________(用最简的分数表示)； (4)近年来，有研究人员用CO2通过电催化生成CH3OH，实现CO2的回收利用，其工作原理如图2所示。请写出Cu电极上的电极反应式：______________________。 2．[2023·四川凉山统考二模]NOx会危害人体健康，破坏环境，对其进行无害处理研究一直是科技界关注的重点。请回答以下问题： (1)选择性催化还原技术(SCR)是针对柴油车尾气排放中的一项处理工艺。已知在催化剂的作用下，有如下反应发生： ①4NH3(g)＋5O2(g)⇌4NO (g) ＋6H2O(g)　ΔH1＝－905kJ·mol－1 ②4NH3(g)＋3O2(g)⇌2N2(g) ＋6H2O(g)　ΔH2＝－1268kJ·mol－1 ③4NH3(g)＋6NO(g)⇌5N2(g) ＋6H2O(g)　ΔH3 反应③的反应热ΔH3＝________。 (2)氨催化氧化时会发生(1)中的①、②两个竞争反应。为研究某催化剂的效果，在1L恒容密闭容器中充入1molNH3和2molO2，测得反应达到平衡时有关物质的量关系如图： ①根据以上信息，其他条件不变时，下列措施中可以提高NH3转化为N2的平衡转化率的是________(填字母)。 A．升高反应温度 B．降低反应温度 C．增大NH3和O2的初始投料比 D．及时分离出H2O ②520℃～840℃时体系中NO含量迅速增加的原因是____________________________。 (3)已知：2NO(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)分两步进行，其反应过程能量变化如图a。 Ⅰ.2NO(g)⇌N2O2(g) Ⅱ.N2O2(g)＋O2(g)⇌2NO(g) ①决定NO氧化反应速率的步骤是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 ②在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和O2气体，保持其他条件不变，在温度为T1和T2(T2>T1)，测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图b，转化相同量的NO，在温度________(填“T1”或“T2”)下消耗的时间较长，结合图a分析其原因 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)在恒温条件下，向初始压强为pMPa的恒容密闭容器中加入等物质的量CO和NO发生反应：2CO(g)＋2NO(g)⇌N2(g)＋2CO2(g)，反应达平衡时，N2的体积