大题突破训练4 化学反应原理综合题-【提分教练】2024年新高考化学二轮总复习练习（新教材）

大题突破训练(四)　化学反应原理综合题 1．(2023·惠州三模)运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。 (1)生成氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)＋H2O(g)⥫⥬H2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol-1，ΔS＝＋133.7 J·mol-1·K-1，该反应在低温下________(“能”或“不能”)自发进行。 (2)已知在400 ℃时，N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)的K1＝0.5。相关化学键键能数据见下表： 化学键 N≡N H—H N—H 键能E/(kJ·mol-1) 946 436 390.8 回答下列问题： ①在400 ℃时，2NH3(g)⥫⥬N2(g)＋3H2(g)的K2＝________(填数值)，ΔH＝________。 ②400 ℃时，在1 L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为4 mol、2 mol、4 mol，则此时反应v正(N2)________(填“>”“<”“＝”或“不能确定”)v逆(N2)。 ③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则合成氨反应的平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动；使用催化剂______(填“增大”“减小”或“不改变”)反应的ΔH。 (3)氮的固定一直是科学家研究的重要课题，合成氨则是人工固氮比较成熟的技术，其原理为N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)，在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始时N2、H2分别为0.1 mol、0.3 mol时，平衡后混合物中氨的体积分数(φ)如图所示。 ①其中，p1、p2和p3由大到小的顺序是________。 ②若在250 ℃、p1为105 Pa的条件下，反应达到平衡，此时B点N2的分压p(N2)约为________Pa(分压＝总压×物质的量分数，保留一位小数)。 2．(2023·青岛一模)CH4与CO2的干法重整(DRM)反应可同时转化两种温室气体，并制备CO和H2。主要反应如下： 反应Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1； 反应Ⅱ：CH4(g)＋3CO2(g)⥫⥬4CO(g)＋2H2O(g)　ΔH2； 反应Ⅲ：CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g)　ΔH3。 已知：反应Ⅰ、Ⅱ的自发均需高温条件。 (1)上述三个反应的平衡常数Kp、ΔH与温度T关系如图1所示。图中a点代表的是反应________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)的ΔH，ΔH3＝________kJ·mol-1。 (2)向密闭容器中，通入3 mol CO2和1 mol CH4，若仅考虑上述反应，平衡时CO2、CH4、CO、H2的物质的量随温度T的变化如图2所示。 900 K时，CH4的物质的量分数为________，用各物质的物质的量分数表示反应Ⅲ的平衡常数Kx＝________。900 K后随温度升高，H2物质的量减少的原因为____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (3)DRM反应目前普遍存在的一个难题是积碳，该过程与两个反应有关 Ⅰ.CH4C＋2H2　ΔH>0； Ⅱ.2CO⥫⥬C＋CO2　ΔH<0。 目前积碳问题的解决方案主要有两种：A.提高原料气中CO2的占比；B.在常规的Ni催化剂中添加MgO，使其在催化剂表面与Ni形成共熔物。试解释这两种方法可以有效抑制积碳的原因__________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________(答出两条即可)。 3．(2023·泰安模拟)烯腈()是一种重要的化工原料，以为原料通过脱水、腈化合成丙烯腈的主要反应如下： (1)的名称为_________________________。 (2)某科研小组在盛有催化剂TiO2、压强为100 kPa的恒压密闭容