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2024届高三新高考化学大一轮专题训练题---化学反应原理综合题
1.(2023·浙江宁波·镇海中学校考模拟预测)利用1-甲基萘(1-MN)制备四氢萘类物质(MTLs,包括1-MTL和5-MTL)。反应过程中伴有生成十氢茶(1-MD)的副反应,涉及反应如图:
(1)已知一定条件下反应、,的焓变分别为,、,则反应的焓变 (用含、、的代数式表示)。
(2)四个平衡体系的平衡常数与温度的关系如图甲所示。
①下列说法不正确的是
A.上述四个反应均为放热反应
B.反应体系中1-MD最稳定
C.压强越大,温度越低越有利于生成MTLs
D.由图甲可知,500K前,曲线a对应的反应速率最大
②若曲线c、d分别代表反应R1、R3的平衡常数随温度的变化,则表示反应R2的平衡常数随温度变化的曲线为 。
(3)某温度下,将一定量的1-MN投入一密闭容器中,检测到四种有机物的物质的量随时间的变化关系如图乙所示。
①请解释1-MTL的物质的量随时间呈现先上升后下降的原因 ;
②若,请在图丙绘制反应R1、R3的“能量~反应过程”示意图 。
2.(2023·湖北·校联考二模)为促进碳中和,科研工作者利用化学链技术将CO2转化为燃料CO,回答下列问题:
(1)化学链技术分为两个过程:
过程一:还原器中,低价态金属氧化物(FeO,Ce2O3、NbO2)载氧体将CO2,还原为CO,选用FeO作还原剂时,可能发生的反应有:
反应I:3FeO(s)+CO2(g)=Fe3O4(s)+CO(g) ΔH1=-9.8kJ·mol-1
反应Ⅱ:6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) ΔH2=-189.0kJ·mol-1
反应Ⅲ:C(s)+CO2(g)=2CO(g) ΔH3
根据盖斯定理,计算ΔH3= kJ·mol-1。
过程二:再生反应器中,可能发生以下两种路径(仅表示转化过程):
直接再生:MOy→MOx+O2
间接再生:MOy+C→MOx+CO
压强101kPa下,不同金属氧化物直接再生路径和间接再生路径的ΔG随温度变化如图1和图2所示,则在研究温度内,直接再生路径不可行的主要原因是 。
(2)间接再生时,化学平衡常数随温度变化见图3,则间接再生反应均为 (填“吸热”或“放热”)反应,根据图3,化学链技术将CO2还原为CO的最优载氧体系为Fe3O4/FeO,其主要原因是 。
(3)为确定过程一的最佳反应温度,在还原器中按n(FeO):n(CO2)=3:1投料,达平衡时各组分的物质的量如图4所示。
①结合(1)中过程一的反应分析,800℃之前,n(CO))随温度升高而增大的原因是 。
②800℃之后的高温条件下,n(CO2)和n(CO)趋于稳定,说明温度对反应I、Ⅱ、Ⅲ的平衡影响不大,但n(FeO)仍在增大,则主要发生的化学方程式为 。
③800℃达平衡时,容器内总压为pkPa.n(CO2)=0.66mol。n(CO)=0.33mol,则消碳反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数Kp= kPa(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
3.(2023·安徽宣城·统考一模)氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究发现2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的机理如下:
①2NO(g)N2O2(g) ΔH1<0 快速平衡
②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH2<0 慢反应
其速率方程分别表达为:v1正=k1正c2(NO),v1逆=k1逆c(N2O2);v2正=k2正c(N2O2)•c(O2),v2逆=k2逆c2(NO2)。
回答下列问题:
(1)下列能量变化示意图中最符合上述反应过程的是 。
A. B.
C. D.
(2)经过推导发现2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率方程为v正=k正c2(NO)•c(O2),则k正= (用k1正、k1逆和k2正表示)。
(3)在其他条件相同时,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)(g)测得实验数据如表:
压强/(×105Pa)
温度/℃
NO达到所列转化率需要时间/s
50%
90%
98%
1.0
30
12
250
2830
90
25
510
5760
实验表明温度由30℃升高到90℃,该反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变”),结合反应历程,解释原因: 。
(4)某温度下,在密闭容器中充入6molNO和