专题十四 化学反应原理综合【高考押题】- 2024年高考化学二轮复习【举一反三】系列（新高考专用）

专题十四 化学反应原理综合 【高考押题】 【新高考专用】 1.（2024·北京石景山·一模）我国科学家设计的化学链重整联合CO2捕集制H2系统如下图所示： (1)空气反应器中发生 反应(填“吸热”或“放热”)。 (2)重整气中有H2、CO、CO2、CH4和H2O，燃料反应器中CH4和NiO反应的化学方程式有 。 (3)CaO吸收反应器中还发生蒸汽变换反应(CO与水蒸气或CH4与水蒸气反应) ①1 mol CH4和水蒸气生成CO2和H2吸收热量165 kJ，1 mol CH4和水蒸气生成CO和H2吸收热量206 kJ，CO(g) + H2O (g) =H2(g) + CO2(g)  ΔH = 。 ② 反应温度对H2产率()、CO2捕集率()及产品气组成的影响如下图所示： 结合化学方程式说明图1中温度升高CO2捕集率降低的原因 ；解释图2中温度升高H2体积分数降低的原因 。 (4)燃料反应器和吸收反应器中加入水蒸气的作用 。 2.（2024·山西·一模）加氢合成甲醇对缓解能源危机、改变产业结构以及实现“碳达峰、碳中和”目标具有重要的战略意义。该合成工艺主要包括三个反应： ①   ②   ③   (1)已知一些物质的键能数据如下： 化学键 H―H C=O C≡O H―O E/() 436 803 1076 463 计算 。 (2)按照一定比例投料，测定的平衡转化率和CO的平衡选择性随温度和压强的变化关系如下图所示。、、、的大小关系为 ；原因为 ；℃以后不同压强下平衡转化率变为一条曲线，原因为 (CO的选择性)。 (3)下表是一定条件下用Pd/ZnO/C-N做催化剂，改变Pd含量测得的催化剂组成、结构以及转化率的数据。 催化剂 Pd/% Zn/g 表面O含量/% 表面氧缺陷比例/% 转化率/% 0.02%Pd/ZnO/C-N 0.04 9.47 12.43 0.29 82 0.05%Pd/ZnO/C-N 0.13 6.4 9.57 0.30 6.6 0.1%Pd/ZnO/C-N 0.18 10.6 13.25 0.32 68 0.3%Pd/ZnO/C-N 0.58 9.66 12.52 0.38 71 由上表数据推测，催化剂中Pd含量增大，转化率增大的原因可能为 。 (4)六方ZnO晶胞结构如下左图所示，填充在形成的 空隙中，该晶体的密度为 (设表示阿伏加德罗常数的值，列出计算式)，在下右图中补充画出ZnO晶胞的俯视投影图 。 3.（2024·江西九江·二模）与反应合成HCOOH，是实现“碳中和”的有效途径。回答下列问题： (1)HCOOH中碳原子的杂化类型为 。 (2)已知： 。 (3)在催化作用下，温度为时，将一定量和充入密闭容器中发生如下反应： 主反应Ⅰ：   副反应Ⅱ：  。 ①下图是不同催化剂电化学还原生产HCOOH的催化性能及机理，并通过DFT计算催化剂表面该还原过程的物质的相对能量，如图所示（带“*”表示物质处于吸附态）。 电化学还原生产HCOOH，使用 作催化剂较优。 ②实验测得反应Ⅰ：，，、为速率常数。温度为时，，则 （填“大于”“小于”“等于”），判断依据是 。 ③实验测得平衡时的转化率及HCOOH和CO的选择性（产物的选择性：生成的HCOOH或CO与转化的的比值）随温度变化如图所示。 曲线b表示 ，200℃~360℃，升高温度曲线b对应纵坐标值减小的原因是 。240℃时，平衡体系中氢气的分压为kPa，主反应Ⅰ的 （用x、y、表示）。 4.（2024·北京门头沟·一模）氨是一种重要的化工原料，迄今为止，人类仍然在追求低成本、高产率的合成氨技术。 Ⅰ．直接合成氨。 (1)根据图1所示的能量转换关系，合成的热化学方程式为 。 (2)为了解决合成氨反应速率和平衡产率的矛盾，选择使用双催化剂，通过光辐射产生温差。使在 (填“热”或“冷”，下同)表面断裂，氨气在 表面生成，有利于提高合成氨的反应速率和平衡产率。 Ⅱ．电化学法合成氨。 应用电化学原理，硝酸盐亚硝酸盐氨，实现了高效合成氨，装置如图2。 (3)生成的电极反应式是 。 (4)当电路中有电子通过时，一定量的被还原生成和 。 Ⅲ．氯化镁循环法合成氨。 (