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2024届高三新高考化学大一轮专题复习题-----化学反应原理综合题
1.(2023·浙江·统考高考真题)水煤气变换反应是工业上的重要反应,可用于制氢。
水煤气变换反应:
该反应分两步完成:
请回答:
(1) 。
(2)恒定总压和水碳比[]投料,在不同条件下达到平衡时和的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表:
条件1
0.40
0.40
0
条件2
0.42
0.36
0.02
①在条件1下,水煤气变换反应的平衡常数 。
②对比条件1,条件2中产率下降是因为发生了一个不涉及的副反应,写出该反应方程式 。
(3)下列说法正确的是______。
A.通入反应器的原料气中应避免混入
B.恒定水碳比,增加体系总压可提高的平衡产率
C.通入过量的水蒸气可防止被进一步还原为
D.通过充入惰性气体增加体系总压,可提高反应速率
(4)水煤气变换反应是放热的可逆反应,需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示),保证反应在最适宜温度附近进行。
①在催化剂活性温度范围内,图2中b-c段对应降温操作的过程,实现该过程的一种操作方法是 。
A.按原水碳比通入冷的原料气 B.喷入冷水(蒸气) C.通过热交换器换热
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温,在图3中作出平衡转化率随温度变化的曲线 。
(5)在催化剂活性温度范围内,水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高,该反应的反应速率先增大后减小,其速率减小的原因是 。
2.(2023·湖南·统考高考真题)聚苯乙烯是一类重要的高分子材料,可通过苯乙烯聚合制得。
Ⅰ.苯乙烯的制备
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
③
计算反应④的 ;
(2)在某温度、下,向反应器中充入气态乙苯发生反应④,其平衡转化率为50%,欲将平衡转化率提高至75%,需要向反应器中充入 水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应);
(3)在、下,以水蒸气作稀释气。作催化剂,乙苯除脱氢生成苯乙烯外,还会发生如下两个副反应:
⑤
⑥
以上反应体系中,芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S()随乙苯转化率的变化曲线如图所示,其中曲线b代表的产物是 ,理由是 ;
(4)关于本反应体系中催化剂的描述错误的是_______;
A.X射线衍射技术可测定晶体结构
B.可改变乙苯平衡转化率
C.降低了乙苯脱氢反应的活化能
D.改变颗粒大小不影响反应速率
Ⅱ.苯乙烯的聚合
苯乙烯聚合有多种方法,其中一种方法的关键步骤是某(Ⅰ)的配合物促进(引发剂,X表示卤素)生成自由基,实现苯乙烯可控聚合。
(5)引发剂中活性最高的是 ;
(6)室温下,①在配体L的水溶液中形成,其反应平衡常数为K;②在水中的溶度积常数为。由此可知,在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为 (所有方程式中计量系数关系均为最简整数比)。
3.(2023·辽宁·统考高考真题)硫酸工业在国民经济中占有重要地位。
(1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析,该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况,数值已省略)如下图所示。700℃左右有两个吸热峰,则此时分解生成的氧化物有SO2、 和 (填化学式)。
(2)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下),副产物为亚硝基硫酸,主要反应如下:
NO2+SO2+H2O=NO+H2SO4
2NO+O2=2NO2
(ⅰ)上述过程中NO2的作用为 。
(ⅱ)为了适应化工生产的需求,铅室法最终被接触法所代替,其主要原因是 (答出两点即可)。
(3)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化:
SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-98.9kJ·mol-1
(ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度,绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示,下列说法正确的是 。
a.温度越高,反应速率越大
b.α=0.88的曲线代表平衡转化率
c.α越大,反应速率最大值对应温度越低
d.可根据不同下的最大速率,选择最佳生产温度
(ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能,我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下,温度和转化率关系如下图所示,催化性能最佳的是 (填标号)。