内容正文:
考点十六:化学反应原理综合考查
1.[2023年湖南高考真题]聚苯乙烯是一类重要的高分子材料,可通过苯乙烯聚合制得。
Ⅰ.苯乙烯的制备
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
③
计算反应④的_______;
(2)在某温度、100kPa下,向反应器中充入1mol气态乙苯发生反应④,其平衡转化率为50%,欲将平衡转化率提高至75%,需要向反应器中充入_______mol水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应);
(3)在913K、100kPa下,以水蒸气作稀释气。作催化剂,乙苯除脱氢生成苯乙烯外,还会发生如下两个副反应:
⑤
⑥
以上反应体系中,芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S()随乙苯转化率的变化曲线如图所示,其中曲线b代表的产物是_______,理由是_______;
(4)关于本反应体系中催化剂的描述错误的是_______;
A.X射线衍射技术可测定晶体结构
B.可改变乙苯平衡转化率
C.降低了乙苯脱氢反应的活化能
D.改变颗粒大小不影响反应速率
Ⅱ.苯乙烯的聚合
苯乙烯聚合有多种方法,其中一种方法的关键步骤是某Cu(Ⅰ)的配合物促进(引发剂,X表示卤素)生成自由基,实现苯乙烯可控聚合。
(5)引发剂、、中活性最高的是_______;
(6)室温下,①在配体L的水溶液中形成,其反应平衡常数为K;②CuBr在水中的溶度积常数为。由此可知,CuBr在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为_______(所有方程式中计量系数关系均为最简整数比)。
2.[2023年山东高考真题]一定条件下,水气变换反应的中间产物是。为探究该反应过程,研究水溶液在密封石英管中的分解反应:
Ⅰ.(快)
Ⅱ.(慢)
研究发现,在反应Ⅰ、Ⅱ中,仅对反应Ⅰ有催化加速作用;反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ,近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水的电离,其浓度视为常数。
回答下列问题:
(1)一定条件下,反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为、,则该条件下水气变换反应的焓变______________(用含的代数式表示)。
(2)反应Ⅰ正反应速率方程为:,k为反应速率常数。温度下,电离平衡常数为,当平衡浓度为时,浓度为______________,此时反应Ⅰ正反应速率______________(用含和k的代数式表示)。
(3)温度下,在密封石英管内完全充满水溶液,使分解,分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。时刻测得的浓度分别为,反应Ⅱ达平衡时,测得的浓度为。体系达平衡后______________(用含y的代数式表示,下同),反应Ⅱ的平衡常数为______________。
相同条件下,若反应起始时溶液中同时还含有盐酸,则图示点中,新的浓度峰值点可能是______________(填标号)。与不含盐酸相比,达浓度峰值时,浓度______________(填“增大”“减小”或“不变”),的值___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
3.[2023年河北高考真题]氮是自然界重要元素之一,研究氮及其化合物的性质以及氮的循环利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。
已知:物质中化学键断裂时所需能量如下表。
物质
能量/
945
498
631
回答下列问题:
(1)恒温下,将空气(和的体积分数分别为0.78和0.21,其余为惰性组分)置于容积为的恒容密闭容器中,假设体系中只存在如下两个反应:
ⅰ
ⅱ
①_______。
②以下操作可以降低上述平衡体系中浓度的有_______(填标号)。
A.缩小体积 B.升高温度 C.移除 D.降低浓度
③若上述平衡体系中,则______________(写出含的计算式)。
(2)氢气催化还原作为一种高效环保的脱硝技术备受关注。高温下氢气还原反应的速率方程为为速率常数。在一定温度下改变体系中各物质浓度,测定结果如下表。
组号
1
0.10
0.10
r
2
0.10
0.20
3
0.20
010
4
0.05
0.30
?
表中第4组的反应速率为_______。(写出含r的表达式)
(3)①以空气中的氮气为原料电解合成氨时,在_______(填“阴”或“阳”)极上发生反应,产生。
②氨燃料电池和氢燃料电池产生相同电量时,理论上消耗和的质量比为,则在碱性介质中氨燃料电池负极的电极反应式为_______。
③我国科学家研究了水溶液中三种催化剂(a、b、c)上电还原为(图1)和电还原为(图2)反应历程中的能量变化,则三种催化剂对电还原为的催化活性由强到弱的顺序为_______(用字母a、b、c排序)。
4.[2023年重庆高考真题]银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。
(1)在银催