2024届高三化学二轮复习 大题突破练三化学反应原理综合题

大题突破练(三)　化学反应原理综合题 1.(2023·内蒙古呼和浩特一模)低碳烯烃是指乙烯、丙烯和丁烯等小分子烯烃的总称。其用途十分广泛,是塑料、橡胶、树脂、高分子、医药、农药等后续产业链赖以生存的基石。请结合所学知识,回答下列问题: (1)研究证明,CO2可作为合成低碳烯烃的原料,目前利用CO2与H2合成乙烯的相关热化学方程式如下: 反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1=-49.01 kJ·mol-1 反应Ⅱ:2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)　ΔH2=-29.98 kJ·mol-1 反应Ⅲ:2CO2(g)+6H2(g)4H2O(g)+C2H4(g)　ΔH3=　　　　　　　 kJ·mol-1  (2)一定条件下,在2 L的恒容密闭容器中以不同的氢碳比[]发生反应Ⅲ,CO2的平衡转化率α(CO2)与温度的关系如图甲所示。 图甲 ①该反应在低温下是否可以自发进行?　　　　　　　(填“是”“否”或“无法确定”)。  ②下列能提高CO2平衡转化率的措施有　　　　　　　(填字母)。  a.降低反应温度 b.使用高效催化剂 c.通入氦气使体系的压强增大 d.以相同的投料比增加反应物的物质的量 ③R点处,X　　　　　(填“>”“<”或“=”)2.0。  ④若起始加入1 mol CO2和2 mol H2,则Q点的平衡常数K=　　　　　　　。  (3)我国科学家用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃——乙烯的反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图乙。 图乙 催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如表所示。 助剂 CO2转 化率/% 各产物在所有产物中的占比/% C2H4 C3H6 其他 Na 42.5 35.9 39.6 24.5 K 27.2 75.6 22.8 1.6 Cu 9.8 80.7 12.5 6.8 ①催化剂助剂主要在　　　　　　　(填“第ⅰ步”“第ⅱ步”或“第ⅲ步”)起作用。  ②在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加　　　　　　　助剂效果最好,加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是　 　　　　　　　　　　　　　　　　。  2.(2023·陕西西安中学二模)可燃冰是一种高效清洁能源,中国已勘探的可燃冰储量居世界第一,持续安全开采量创下了世界纪录,有望2030年实现产业化开采。科学家也对CH4进行了重点研究。 Ⅰ.CH4与CO2重整的工艺过程中涉及如下反应: 反应①:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH1=+247.4 kJ·mol-1 反应②:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2 反应③:CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2(g)　ΔH3=-35.6 kJ·mol-1 (1)已知:反应④O2(g)+H2(g)H2O(g)　ΔH4=-241.8 kJ·mol-1,则ΔH2=　　　　　 kJ·mol-1。  (2)一定条件下,向容积为V L的密闭容器中通入CH4、CO2各1.0 mol及少量O2,测得不同温度下反应平衡时各产物产量如图所示。 ①图中a和c分别代表产生　　　　和　　　　　。由图中信息判断900 K后产生H2O的主要反应并说明理由　  　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②1 100 K平衡时,CH4与CO2的转化率分别为95%和90%,体系内剩余n mol O2,反应③的平衡常数K=　　　　　(写出计算式)。  ③密闭恒容条件下,反应②达到平衡的标志是　　　　　(填字母)。  A.每消耗1 mol CO2的同时消耗1 mol H2 B.CO的分压不再发生变化 C.气体平均相对分子质量不再发生变化 D.气体密度不再发生变化 E.不再发生变化 Ⅱ.将CH4与一种产生温室效应的气体利用电解装置进行耦合转化,原理示意如图。 (3)电池工作时,O2-向电极　　　　　移动。  (4)若消耗CH4和产生温室效应气体的体积比为3∶2,则生成乙烷和乙烯的体积比为　　　　　。  3.(2023·西藏拉萨一模)氮及其化合物之间转化的研究,对环境污染的治理和硝酸的制备具有重大意义。回答下列问题: (1)氨气在Pt的催化下,会发生Ⅰ、Ⅱ两个氧化反应: 反应Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH1=-905 kJ·mol-1 反应Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH2=-1 267 kJ·mol-1 则反应Ⅲ:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)　Δ