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2024届高三高考化学一轮专题练习题-化学反应原理综合题
1.合成气(CO、H2)可由煤、天然气和生物质等非石油路线获得,由合成气制取甲醇是科研工作者的研究热点。回答下列问题:
(1)已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49kJ•mol-1
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41kJ•mol-1
则CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H3= 。
(2)在一恒温恒容的密闭容器中发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),下列说法不能说明该反应达到化学平衡状态的是 (填字母)。
A.体系的压强保持不变 B.混合气体的密度保持不变
C.2v(H2)正=v(CH3OH)逆 D.CH3OH的浓度保持不变
(3)用合成气制甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)(假设不发生其他反应)。四个容器中起始时容积相同,维持恒温,控制条件如表:
编号
条件控制
CO(g)/mol
H2(g)/mol
CH3OH(g)/mol
A
维持恒容
0.2
0.4
0
B
维持恒容
0.1
0.2
0.1
C
维持恒容
0.4
0.8
0
D
维持恒压
0.4
0.8
0
达到平衡时,四个容器中甲醇的体积分数由大到小的顺序是 (填编号)。
(4)在一定条件下,在容积恒定为VL的密闭容器中充入1molCO与2molH2在催化剂作用下合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO转化率与温度、压强的关系如图所示:
①由图可知p1 (填“>”“<”或“=”)p2。
②图中b、c、d三点的化学平衡常数为Kb、Kc、Kd,从大到小的顺序为 。
③比较体系中气体平均摩尔质量:M(b) (填“>”“<”或“=”)M(d)。
④下列措施中能够同时满足增大正反应速率和提高CO转化率的是 (填字母)。
A.使用高效催化剂 B.降低反应温度
C.再充入2molCO与4molH2 D.不断将甲醇从体系混合物中分离出来
2.氧族元素及其化合物在生产、生活中发挥着重要作用。回答下列问题:
(1)常用硫化物作沉淀剂除去废水中的重金属离子。用FeS作沉淀剂除去Cu2+时,反应的离子方程式为 ;当Cu2+沉淀完全时,溶液中n(Fe2+):n(Cu2+)= 。(已知①常温下FeS、CuS的沉淀溶解平衡曲线如图1所示;②当溶液申离子浓度小于l×l0-6mol·L-1时,该离子沉淀完全。)
(2)工业上常用连二亚硫酸钠(Na2S2O4)消除烟气中的NO、(NO、NO2等),通过电解可使Na2S2O4再生,装置如图2所示。左室Pt电极上发生的电极反应为 。当右室产生气体5.6L时,理论上消除NO的体积为 。(气体均为标况下)
(3)工业上将含硒工业废料处理得到亚硒酸(H2SeO3)和硒酸(H2SeO4)。
①室温下,已知亚硒酸的Ka1=10-2.5,Ka2=10-7.5。则H2SeO3水解常数为 。
②证明亚硒酸是弱电解质的实验方法是 。(可用试剂:0.1mol·L-1 H2SeO3)
③已知0.lmol·L-1硒酸溶液中存在c(H2SeO4)<0.lmol·L-1<c(H+),无H2SeO4,其可能的原因是 。
3.乙烯是重要的化工原料,工业上有多种获得方式。
Ⅰ. 电解法将CO2转化为乙烯
我国科学家采用单原子和纳米作串联催化剂,通过电解法将转化为乙烯,该原理如图所示:
(1)纳米催化剂上发生的电极反应为 ,电解过程中阳极室中OH-的物质的量 (填“增大”“减小”或“不变”)。
Ⅱ. 乙烷与CO2反应制备乙烯:C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH=+117kJ·mol-1
该反应可以分为两步:
①C2H6(g) C2H4(g)+H2(g) ΔH1(反应速率较快)
②CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2= +41kJ ·mol-1(反应速率较慢)
(2)ΔH1= 。
(3)改变反应物 (填“C2H6”或“CO2”)的浓度对总反应速率影响更大。
Ⅲ. 乙烷催化裂解制备乙烯: C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)
(4)利用膜反应新技术可以分离出生成的氢气,从而提高乙烷的转化率。某温度下向容积为1 L的密闭容器中充入1.0 mol 乙烷发生催化裂解反应,达到平衡时乙烷的转化率为50%,此温度下该反应的平衡常数K= ;若采用膜分离技术将上述平衡体系中90