题型微练2 化学反应原理(A)(专题微练Word)-【赢在微点·考前顶层设计】2024新高考化学大二轮专题复习（Word版）不定项

题型微练2　化学反应原理(A) 　　　　　　　　　　　　 1.氨是现代工业、农业生产最基础的化工原料之一。 Ⅰ.传统的“哈伯法”反应原理为 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1　ΔS=-200 J·K-1·mol-1 (1)上述反应在常温下　　　　(填“能”或“不能”)自发进行。  (2)“哈伯法”合成氨的工业条件为400~500 ℃、10~30 MPa,是综合考虑了　　　　　　　　　　　　　　　　　因素(至少写两点)。  (3)T ℃时向2 L的某刚性容器中充入1 mol N2和3 mol H2。已知平衡时体系中NH3的体积占比为,则该反应的平衡常数K=　　　　　　　　　　　。  Ⅱ.“哈伯法”的原料H2来自化石燃料,该过程会产生大量温室气体CO2。近年来有科学家提出通过电解氮气和水来合成氨(NRR反应)。 (4)一种常温常压下NRR反应的装置如图所示,阴极的电极反应式为　　　　　　　　　　　。  (5)表格为不同电压下进行电解时Mo2C/C电极表面的气体产生情况(以NH3为计算值)。 电压/V N2通入速率 /(mL·min-1) H2生成速率 /(mL·min-1) NH3生成速率 /(mg·min-1) 0.2 25 0.015 0.51 0.3 25 0.038 0.68 0.4 25 0.095 0.65 0.5 25 0.11 0.52 ①表中NH3的最大产率=　　　　(产率=实际产量/理论产量×100%,常温常压下Vm=24.5 L·mol-1,结果保留3位有效数字)。   ②较高电压下NH3的生成速率下降的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (6)如图为Mo2C/C电极表面“N2→NH3”的可能路径(表示电极表面)。该过程中会产生两种具有对称结构的副产物,分别为　　　　　　　　　　　(填化学式)。  解析　(1)正反应是体积减小的放热反应,ΔG=ΔH-TΔS=-92.4-298×(-0.2)<0,故上述反应在常温下能自发进行。(2)“哈伯法”合成氨的工业条件为400~500 ℃、10~30 MPa,是综合考虑了反应速率、平衡转化率、催化剂的活性。(3)设参与反应的氮气为x mol,则有 相同条件下,物质的量之比等于体积之比=,x=0.6;K===。(4)与电源负极相连的是电解池的阴极,题图中左侧氮气进入的极为阴极,阴极发生得电子的还原反应,根据题图可知,电解质溶液呈酸性,则阴极的电极反应式为8H++N2+6e-2N。(5)①题表中电压为0.3 V时,氨气产率最大。常温常压下Vm=24.5 L·mol-1,n=== mol,由元素守恒知氨气的理论产量n(NH3)=2(N2)= mol,m(NH3)= mol×17 000 mg·mol-1= mg,NH3的最大产率=×100%=1.96%。②较高电压下NH3的生成速率下降的原因是高电压有利于竞争反应2H++2e-H2↑的进行,从而不利于产NH3。(6)由Mo2C/C电极表面“N2→NH3”的可能路径图知该过程中会产生两种具有对称结构的副产物,分别为N2H2和N2H4。 答案　(1)能　(2)反应速率、平衡转化率、催化剂的活性 (3)8.33或 (4)8H++N2+6e-2N (5)①1.96%　②高电压有利于竞争反应2H++2e-H2↑的进行,从而不利于产NH3 (6)N2H2和N2H4 2.我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,这对于改善环境、实现绿色发展至关重要,其中二氧化碳转化甲醇技术是当前研究热点之一。 Ⅰ.CO2加氢合成CH3OH的反应体系中主要包含以下反应: 反应①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1 反应②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41.2 kJ·mol-1 (1)已知:CO(g)+H2(g)CH3OH(g) ΔH3=-45.3 kJ·mol-1。反应①的ΔH1=　　　　　　　,反应①在　　　　(填“高温”“低温”或“任何温度”)下有利于正反应自发进行。  (2)在恒容、绝热密闭容器中只发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),下列能说明该反应已达到平衡状态的是　　　　(填选项字母)。  A.气体的平均摩尔质量不再随时间而变化 B.气体的密度不再随时间而变化 C.反应体系的温度保持不变 D.单位时间内断裂CO键数目与断裂O—H键数目相等 (3)当原料组成为n(CO2)∶n(H2)=1∶3时,上述反应体系在一定条件下建立平衡后,含碳产物中CH3OH的物质的量分数(Y)及CO2的转化率与反应温度的关系曲线如图甲所示。 甲 ①分析压强对CO2加氢合成CH3