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2024届高三高考化学一轮专题复习--化学反应原理综合题
1.将CO2转化为甲烷、甲醇、甲酸等有机物是实现“碳中和”重要途径。在催化下CO2加氢合成甲酸发生反应Ⅰ,同时还伴有反应Ⅰ发生。
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)HCOOH(g) ΔH1=-30.9kJ·mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2
回答下列问题:
(1)已知298K时,部分物质的相对能量如下表所示,则CO2(g)的相对能量为 kJ·mol-1。
物质
H2(g)
HCOOH(g)
H2O(g)
CO(g)
相对能量/(kJ·mol-1)
0
-423.9
-242
-110
(2)已知气体A的压强转化率表示为α(A)=(1-)×100%,p0为A的初始分压,p1为某时刻A的分压。保持323K、恒温恒压,CO2(g)、H2(g)投料比为1:1,CO2初始分压分别为p0-aMPa、p0-bMPa和p0-cMPa(p0-a<p0-bb<P0-c)时,测得α(CO2)与时间t的关系如图1所示。
①则曲线z表示的CO2的初始分压为 (填写选项序号)。
a.p0-aMpa b.p0-bMpa c.p0-cMPa
②在323K,CO2初始分压为p0-bMPa时,平衡后,p(HCOOH)=4p(CO),则反应Ⅰ的Kp= (MPa)-1(用含p0-b的式子表示)。
(3)反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的正、逆反应平衡常数K随温度变化的曲线如图2所示。
①曲线甲表示 (填“K正”或“K逆”)随温度变化的曲线。
②a点时,v正 v逆(填“一定等于”或“不一定等于”)。
③c点时,x= 。
(4)0.5MPa下,将n(H2):n(CO2)=1:1的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器,测得CO2的转化率、HCOOH或CO的选择性[]以及HCOOH的产率(CO2的转化率×HCOOH的选择性)随温度的变化如图3所示
曲线a表示 (填“HCOOH”或“CO”)的选择性随温度的变化。270°C时,对应CO2的转化率为 ;在210~250°C之间,HCOOH的产率增大的原因是 。
2.从氯二氟甲烷(CHCIF2)中获得四氟乙烯(C2F4):2CHCIF2(g)⇌C2F4(?)+2HCl(g) △H=+128kJ/mol。1.0molCHCIF2样品在18.5L容器内加热。反应达到平衡后,平衡混合物中含有0.80molCHCIF2。
(1)写出四氟乙烯形成的高分子化合物聚四氟Z烯的结构简式 。
(2)下图是一定条件下,反应物平衡时物质的量分数与压强的关系曲线。据此判断C2F4的状态是 (填“气体”、“液体”或“固体”),说明判断理由 。
(3)该反应在 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)的自发性更大;
(4)如图的a~d四点中,表示Q>K的点有 ;
(5)以平衡时气态物质的物质的量分数表示平衡常数KX,其计算表达式为
3.I.利用γ-丁内酯(BL)制备1,4-丁二醇(BD),反应过程中伴有生成四氢呋喃(THF)和1-丁醇(BuOH)的副反应,涉及反应如图:
已知:①反应I为快速平衡,可认为不受慢反应II、III的影响;②因反应I在高压H2氛围下进行,故H2压强近似等于总压。回答下列问题:
(1)以5.0×10-3molBL或BD为初始原料,在493K、3.0×103kPa的高压H2氛围下,分别在恒压容器中进行反应。达平衡时,以BL为原料,体系向环境放热XkJ;以BD为原料,体系从环境吸热YkJ。忽略副反应热效应,反应I焓变△H(493K,3.0×103kPa)= kJ•mol-1。
II.一定条件下,将0.1molNH3通入3L的密闭容器中进行反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)(此时容器内总压为200kPa),各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
(2)①若保持容积不变,t1时反应达到平衡,用N2的浓度变化表示0~t1时间内的反应速率v(N2)= mol•L-1•min-1(用含t1的代数式表示)。
②若t2时将容积迅速增大至原来的2倍并保持不变,则图中能正确表示容积增大后H2分压变化趋势的曲线是 (用a、b、c、d表示),理由是 。
③若t2时保持容积不变再充入0.1NH3,则化学平衡将 (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”),再次达到平衡时,与t1时相比,NH3的体积分数 (填“变大”“变小”或“不变”)。
4.有机物T常用作添加剂。在催化剂作用下,可通过甲醇与烯烃A和B的液相反应制得,体