题型专练2 化学反应原理综合题-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1同步课件（苏教版2019）

化学 选择性必修1 化学反应原理 SJ 1 2 题型专练2 化学反应原理综合题 刷难关 2 1.[河南漯河高中2023高二月考] 低能耗高效率的合成氨技术开发是实现氨燃料化利用的基础。探 索新型合成氨技术是该领域研究热点之一。回答下列问题： （1）哈伯法合成氨在较高温度下以氢气作氢源，氢气可由天然气制备。 下表列出了几种化学键的键能： 化学键 键能/ 436 413 467 1 072 ①时，上述反应的________________。 解析 化学反应的反应热反应物键能之和-生成物键能之和， 。 3 ②为提高的平衡转化率，可采用的措施是___（填序号）。 B A.使用合适的催化剂 B.采用较高的温度 C.采用较高的压强 D.延长反应时间 解析 化学反应限度受到温度、压强、浓度等外界因素影响，但催化剂和延长反应时间不会改变 反应限度，正反应为吸热反应且气体分子总数增大，升高温度或降低压强会使平衡向正反应方向 移动，增大的平衡转化率，B符合题意。 4 ③在刚性密闭容器中充入和进行反应，加热时容器内温度升高。当温 度升高至，若容器内，此时反应__________（填“正向进行”“逆向进行” 或“处于平衡状态”），若保持，达到平衡时再往容器内充入，______ （填“增大”“减小”或“不变”）（已知：时反应的平衡常数为1.2）。 正向进行 不变 解析 根据题中数据列三段式： 此时反应浓度商，反应正向进行，反应容器容积不变，达到平衡时再充 入，不参与反应，也不会改变反应物和生成物的浓度，对反应速率没有影响。 5 （2）催化剂的选择是合成氨的核心技术之一，使用催化剂1或催化剂2合成氨，产氨速率与温度 的关系如图甲。 6 ①由图判断，相同温度下，活化能（催化剂1）___（催化剂2）（填“ ”“”或“ ”， 下同）。 解析 催化剂可以通过降低反应的活化能提高化学反应速率，相同温度下，图甲中使用催化剂1 的反应速率快，活化能更低，因此（催化剂1）（催化剂2）。 ②使用催化剂1或催化剂2时，合成氨的（催化剂1）___（催化剂2）。 解析 催化剂只影响化学反应速率，不改变反应的焓变，故（催化剂1）（催化剂2）。 7 （3）电催化氮气还原合成氨是一种常温常压条件下利用水作为氢源 的低碳环保路线，图乙是电催化合成氨装置示意图。 解析 电催化氮气还原合成氨的装置为电解池，电解池左边通入， 发生还原反应转变成，极为阴极，连接电源的负极，阴极的 电极反应式为，极为阳极，阳极的电极反 ①电极应该连接电源____极。 ②电催化合成氨的化学方程式为____________________________。 负 应式为，总反应为。 8 2.[江苏苏州实验中学2024高二月考] 氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应 用三个环节。 （1）与汽油相比，氢气作为燃料的优点是_______________________________________________ （至少答出两点）。 污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高等 解析 与汽油相比，氢气作为燃料的优点有污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高等。 9 （2）氢气可用于制备，已知： 其中A、B为有机物，两反应均为自发反应，则的___0（填“ ” “ ”或“”）。 解析 可由和相加 所得，根据盖斯定律，，和 均为自发反应，可知两反应的，且两反应均，故、， 则。 10 （3）在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应达到化学平 衡。下列有关叙述正确的是___（填序号）。 a a.平衡时，容器内气体压强保持不变 b.吸收只需 c.若升高温度，该反应的平衡常数增大 解析 储氢反应为反应前后气体分子数减小的反应，反应过程中 压强为一个变量，平衡时容器内气体压强保持不变，正确；反应为可逆反应，进行不彻底，吸 收需要的大于，错误；该反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小，错 误。 11 （4）是一种储氢合金。时，与反应生成和仅含一种金属元素的氢 化物（其中氢的质量分数约为0.077）。与反应的化学方程式为 ________________________________________。 解析 时，与反应生成和仅含一种金属元素的氢化物（其中氢的质量分数 约为），根据原子守恒可知，该氢化物为，与反应的化学方程式为 。 12 （5）电解法制取可同时获得氢气： ， 工作原理如图甲所示。通电后，铁电极 附近生成紫红色，镍电极有气泡产生。 若溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：只在强碱性 条件下稳定，易被还原。 ①电解一段时间后，降低的区域是________（填“阴极室”或“阳极室”）。 阳极室 解析 阳极室中电极发生的反应为，阴极室中电极发生 的电极反应式为 ，则电解一段时间后，降低的区域是阳极 室。 13 ②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出的原因是________________________________________ ______________________。 防止阴极产生的将还原而造成产率降低 解析 只在强碱性条件下稳定，易被还原，则电解过程中，须将阴极产生的及时排 出，防止将还原而造成产率降低。 14 ③随初始的变化如图乙，分析、点 低于最高值的原因：____________________________________ ____________________________________________________________________ ______________________。 点：过低，稳定性差；点：过高，铁电极上有（或）生成，使产率降低 解析 由于只在强碱性条件下稳定，点过低， 稳定性差；若溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质，点过高，铁 电极上有（或）生成，使产率降低。 15 3.从太阳能电池到轻便跑鞋，再到治疗各种疾病的药物，许多工业产品依赖于化学家合成的能力。 然而要让肉眼不可见的化学成分按人类所需的方式合成新分子并非易事。 Ⅰ. （1）2007年度诺贝尔化学奖获得者格哈德·埃特尔确认了合 成氨反应机理。时，各步反应的能量变化如图甲所示， 其中吸附在催化剂表面上的物质用“*”标注。 图中的决速步骤为_____________________（填反应方程式）， 该步反应的活化能____。 62 解析 反应的活化能越大，化学反应速率越慢，总化学反应速率取决于化学反应速率最慢的一步， 由图可知，反应的活化能最大的一步的反应方程式为，该步反应的活化能 为。 16 （2）在一定条件下，向某反应容器中投入、，在不 同温度下反应，平衡体系中氨的质量分数随压强变化曲线如图乙所示： ①温度、、中，最大的是____，点的转化率为______。 17 解析 由图甲可知，合成氨反应的热化学方程式为 ，升高温度，合成氨反应平衡向逆反应方向移 动，氨气的质量分数减小，由图乙可知，压强相同时，温度为时，氨气的质量分数最小，则温 度、、中，最大；设点时氮气的转化率为，由题意可建立如下三段式： 由平衡体系中氨气的质量分数为可得，解得 。 18 ②1939年捷姆金和佩热夫推出氨合成反应在接近平衡时净速率方程式为 ，、分别为正反应和逆反应的速率常数， 、、代表各组分的分压（分压总压×物质的量分数）； 为常数，工业上以 铁为催化剂时，。由点数据计算_________（保留两位有效数字）。 19 解析 由以上分析可知，点时氮气、氢气和氨气的平衡分压分别为、 、，由题意可知，反应达到平衡时， ，则 。 20 Ⅱ.和合成甲烷也是资源化利用的重要方法。对于反应 ，催化剂的选择是甲烷化技术的 核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间，测得转化率和生成选择性随温度变化的 影响如图丙所示。 丙 （3）高于后，以为催化剂，转化率略有下降，而以为催化剂，转化率 却仍在上升，其原因是 _______________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 。 以为催化剂，高于后测定转化率时，甲烷化反应 已达到平衡，升高温度平衡左移，转化率下降；以为催化剂，甲烷化反应速率较慢， 反应未达到平衡，升高温度反应速率加快，反应相同时间时转化率增加 21 （4）对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂是___________，使用的合适温度 为________。 解析 根据图丙分析可知，相同温度下，以为催化剂明显比以为催化剂时转化率 和选择性都高，所以应选择为催化剂，而在时，转化率和选择性均 已较高，再升高温度，转化率降低，而选择性增加不多，所以最佳温度为。 22 $$