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2024届高三新高考化学大一轮复习题--化学反应原理综合题
1.(2022·广东·高三专题练习)乙烯是石油化工最基本原料之一。
I.乙烷在一定条件下可脱氢制得乙烯:C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) ΔH1>0。
(1)提高乙烷平衡转化率的措施有 、 。
(2)一定温度下,向恒容密闭容器通入等物质的量的C2H6和H2,初始压强为100kPa,发生上述反应,乙烷的平衡转化率为20%。平衡时体系的压强为 kPa,该反应的平衡常数Kp= kPa (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
II.在乙烷中引入O2可以降低反应温度,减少积碳。涉及如下反应:
a.2C2H6(g)+ O2(g)= 2C2H4(g) + 2H2O(g) △H2<0
b.2C2H6(g) + 5O2(g)= 4CO(g) + 6H2O(g) △H3<0
c.C2H4(g)+ 2O2(g)= 2CO(g) + 2H2O(g) △H4<0
(3)根据盖斯定律,反应a的△H2= (写出代数式)。
(4)氧气的引入可能导致过度氧化。为减少过度氧化,需要寻找催化剂降低反应 (选填“a、b、c”)的活化能。
(5)常压下,在某催化剂作用下按照n(C2H6):n(O2)=1:1投料制备乙烯,体系中C2H4和CO在含碳产物中的物质的量百分数及C2H6转化率随温度的变化如下图所示。
①乙烯的物质的量百分数随温度升高而降低的原因是 。
②在570~600°C温度范围内,下列说法正确的有 (填字母)。
A.C2H4产率随温度升高而增大
B.H2O的含量随温度升高而增大
C.C2H6在体系中的物质的量百分数随温度升高而增大
D.此催化剂的优点是在较低温度下降低CO的平衡产率
③某学者研究了生成C2H4的部分反应历程如下图所示。写出该历程的总反应方程式 。该历程的催化剂是 。
2.(2022·全国·高三专题练习)对的资源化利用可以获得重要的化工产品和燃料,回答下列问题:
(1)已知①
②
写出与反应生成和的热化学方程式为 。
(2)经催化加氢可合成烯烃: ,在0.1MPa时,按投料,如图所示为不同温度(T)下,平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系。
①该反应的 0(填“>”或“<”)。
②曲线c表示的物质为 (用化学式表示)。
③为提高的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施 (答出一条即可)。
(3)和制备甲醇反应方程式 ,某温度下,将和充入体积不变的2L密闭容器中,初始总压为8MPa,发生上述反应,测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如下表:
时间/h
1
2
3
4
5
0.92
0.85
0.79
0.75
0.75
①用表示前2h的平均反应速率 。
②该条件下的分压平衡常数为 (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
③若该条件下,,其中、为仅与温度有关的速率常数, (填数值);若将温度升高,则反应速率增大的倍数; (填“>”、“<”或“=”)。
3.(2022·全国·高三专题练习)甲醇(CH3OH)是重要的化工原料。回答下列问题:
I.制备甲醇有Ag3PO4光催化CO2转化法、水煤气合成法和CuO-ZnO催化CO2氢化法。
(1)Ag3PO4光催化CO2转化法制甲醇的总反应是:2CO2+4H2O2CH3OH+3O2,Ag3PO4光催化机理如下,请写出步骤b的方程式。
a.Ag3PO4[Ag3PO4]⊕+e-
b.
c.CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O
(2)水煤气合成法。制备甲醇的主要反应为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)。ΔH=-90.8kJ/mol,原料气加工过程中常常混有一定量CO2,为了研究不同温度下CO2对该反应的影响,以CO2、CO、H2的混合气体为原料在一定条件下进行试验,结果表明,原料气各组分含量不同时,反应生成甲醇和副产物甲烷的碳转化率是不同的。实验数据如下表所示。
φ(CO2)-φ(CO)-φ(H2)/%
0-30-70
4-26-70
8-22-70
20-10-70
反应温度/℃
225
235
250
225
235
250
225
235
250
225
235
250
碳转化率/%
CH3OH
4.9
8.8
11.0
19.0
33.1
56.5
17.7.
33.4
54.4
8.0
12.0
22.6
CH4
0
0
0