高考化学压轴题11 反应原理综合题（原卷版）

压轴题11反应原理综合题该题型一般取材于能源、环境保护、化工生产等情景，或者以元素化合物知识为载体，以工业生产为背景，通过某个气相或者溶液中的可逆反应切入。题目围绕一个主题，以“拼盘”的形式呈现,结合图像、表格、数据、装置等信息，综合考查化学反应速率、化学平衡及其影响因素、化学反应中的能量转化、盖斯定律及其应用、热化学方程式的书写、原电池、电解池原理及其电极反应式的书写、水溶液中的离子平衡等知识，甚至还融合考查氧化还原反应、离子反应，涉及知识点较多，但各个小题又比较相对独立。题目的综合性强，化学信息较多，设问角度灵活多变，侧重考查考生接受、整合信息的能力、应用化学知识解决实际问题的能力。解答反应原理综合题要坚持审题“三读”，审慎作答。1.泛读：浏览全题，明确已知和待求解的问题。2.细读：把握关键字、词、数量关系、图表中信息含义等。3.精读：深入思考，注意挖掘隐含信息。认真审题后，根据题目中所给出的文字、图像、数据等提炼出重要的信息，联系相关理论解题，组织答案。书写答案时要“细心、规范、整洁”，避免无谓失分。由于试题篇幅较长，情境、取材较新，同时联系生产、生活实际进行考查，难度较大，可以理解为高考化学的压轴题型。所以解题时要采用逐个分析、各个击破的方法，认真分析每个小题考查的知识点，迅速转变思路，防止在一个知识点、一个思路上“走到底”。平常训练应注重计算能力(重点训练平衡常数以及转化率的计算)、语言表述能力(利用平衡原理解释实际问题)的培养，提高解读图像的能力，掌握解题技巧。电化学应重点掌握电极反应式的书写技巧以及有关电池参数方面的计算，应用盖斯定律解题时要先确定热化学方程式的组合关系，再确定ΔH间的计算关系。非选择题：本题共20小题。1．氮元素在生命发育、良好生态构建中具有十分重要的地位。回答下列问题：(1)已知：①2NO2(g)+4CO(g)⇌4CO2(g)+N2(g)  ΔH1=-1200kJ·mo1-1②2NO2(g)+N2(g)⇌4NO(g) ΔH1=+294kJ·mo1-1 2CO(g)+2NO(g)⇌2CO2(g)+N2(g) ΔH=___________，该反应在较_____(填“高”或“低”)温度下能自发进行。(2)反应2CO(g)+2NO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)的净反应速率v=v正-v逆=k正·c2(CO)·c2(NO)-k逆·c2(CO2)·c(N2)，其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数(只与温度有关)。①加压后净反应速率v将___________(填“增大”“减小”或“不变”)，若改变温度后减小，则改变温度的方式是___________。②若某温度下该反应的平衡常数K=200，k正=40则k逆=___________。(3)向某密闭容器中通入4molNO2、8molCO，控制适当条件使其发生反应2NO2(g)+4CO(g)⇌4CO2(g)+N2(g)，测得不同温度、压强下NO2的平衡转化率如图1所示；相同压强时，不同催化剂(甲、乙)、温度下，相同时间内NO2的转化率如图2所示。①X表示___________(填“温度”或“压强”)，Y1___________Y2(填“>”或“<”)。②与A点对应的反应中，容器容积为2L，则A点温度下平衡常数K=___________。工业生产中该反应合适的生产条件是___________。2．丙烯是合成有机物的基本原料之一，工业上可以通过石油裂化和裂解获得。(1)用于合成异丙醇。已知：①2CH3CH(OH)CH3(g)+9O2(g)6CO2(g)+8H2O(g) ΔH1=—akJ·mol-1②2CH3CH=CH2(g)+9O2(g)6CO2(g)+6H2O(g) ΔH2=—bkJ·mol-1(a>b)若CH3CH=CH2(g)+H2O(g)CH3CH(OH)CH3(g) ΔH，该反应逆反应的活化能为ckJ·mol-1，则正反应的活化能为___________kJ·mol-1(用含a、b、c的代数式表示)。(2)丙烷氧化脱氢制备丙烯的反应为C3H8(g)+O2(g)C3H6(g)+H2O(g)ΔH<0。一定条件下，恒压密闭容器中C3H8与O2起始物质的量比分别为2：1、1：1、1：2、1：3，平衡时C3H8的体积分数[φ(C3H8)]随温度、的变化关系如图所示。①表示=1：2的曲线是___________(填“I”“II”“III”或“IV”)。②T3___________T4(填“>”或“<”)，原因是___________。③M点时，O2的转化率是___________(保留三位有效数字)。(3)在HZSM-5催化下用甲醇可制取丙烯，反应为3CH3OH(g)C3H6(g)+3H2O(g) ΔH，一定温度下，向2L恒容密闭容器中通入3molCH3OH(g)，平衡时，n(C3H6)=0.6mol，下列说法正确的是___________(填字母)。A．HZSM-5能提高该反应的平衡转化率B．达到平衡时，再向容器中通入1.5molCH3OH(g)，重新达到平衡时C3H6的浓度增大C．达到平衡后，再通入物质的量均为0.6mol的CH3OH(g)、C3H6(g)、H2O(g)，此时平衡逆向移动D．若起始时向2L绝热恒容密闭容器中通入3molCH3OH(g)，平衡时，n(H2O)=1.6mol，则ΔH<0(4)工业上用“丙烯氨氧化法”制备丙烯腈(CH2=CHCN)包括如下反应：I．C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)CH2=CHCN(g)+3H2O(g)II．C3H6(g)+O2(g)CH2=CHCHO(g)+H2O(g)(副反应)向T°C、压强为28MPa的恒压密闭容器中通入1mol丙烯、1mol氨气和4.8mol氧气发生反应I、II，容器内H2O(g)、CH2=CHCN(g)、C3H6(g)的物质的量(n)随时间(t)的变化关系如图所示：①图中表示CH2=CHCN(g)的曲线是___________(填“a”“b”或“c”)。②平衡时，CH2=CHCHO(g)的分压p(CH2=CHCHO)=___________MPa。③反应II的压强平衡常数Kp=___________(Kp为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。3．二氧化碳加氢可转化为二甲醚()，既可以降低二氧化碳排放量，也可以得到性能优良的汽车燃料。回答下列问题：(1)加氢合成甲醇以及甲醇脱水生成二甲醚的热化学方程式如下：    则的___________。(2)向一容积为2L的恒容密闭容器中通入2moL和6mol，一定温度下发生反应。起始总压为pPa，20min时达到化学平衡状态，测得的物质的量分数为12.5%。①平衡时总压为___________Pa。②达到化学平衡状态时，下列有关叙述正确的是___________(填标号)。A．B．容器内气体压强不再发生改变C．向容器内通入少量氦气，则平衡向正反应方向移动D．向容器内再通入1mol和3mol，重新达到平衡后，的体积分数增大③0～20min内，用表示的平均反应速率___________，的平衡浓度___________。该温度下，反应的平衡常数___________(用含p的式子表达，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。(3)工业上，以一定比例混合的与的混合气体以一定流速分别通过填充有催化剂I、催化剂II的反应器，发生反应。转化率与温度的关系如图所示。在催化剂II作用下，温度高于时，转化率下降的原因可能是___________。4．CO2资源化是实现“双碳”目标的重要途径。方法1：化学还原CO2制备CH3CH2OH。已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)     ΔH1=-484.0kJ·mol-1②C2H5OH(g)完全燃烧的能量变化如图所示。(1)根据上述数据，_______(填“能”或“不能”)计算C2H5OH(g)的燃烧热。(2)2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H5OH(g)+3H2O(g)   ΔH=_______kJ·mol-1(3)在恒温恒容条件下，发生反应2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H5OH(g)+3H2O(g)，下列情况表明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。A．混合气体密度保持不变 B．气体总压强保持不变C．气体平均摩尔质量保持不变 D．产物浓度之比保持不变(4)在容积相同、起始温度相同的甲、乙两个容器中都充入1molCO2(g)、3molH2(g)，发生反应2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H5OH(g)+3H2O(g)，在不同条件下达到平衡，如下表所示：容器甲乙条件恒温、恒容绝热、恒容平衡常数KK甲K乙达到平衡时所用时间/mint甲t乙则K甲_______(填“＞”、“＜”或“=”，下同)K乙；t甲_______t乙。(5)在一定温度下，向容积为1L的恒容密闭容器中，充入1molCO2(g)、xmolH2(g)，发生反应2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H5OH(g)+3H2O(g)，测得平衡体系中，C2H5OH(g)的体积分数φ与x的关系如图所示。在m、n、p点中，CO2的转化率最大的是_______(填字母)点。在该温度下，平衡常数K为_______。(6)用电解法可将CO2转化为多种原料，原理如图。若铜电极上只产生C2H4和CO气体，写出产生C2H4的电极反应式_______；电解后溶液pH_______(填“变大”、“变小”或“不变”)(忽略溶液体积的变化)。5．天津地处环渤海湾，海水资源丰富。科研人员把铁的配合物(L为配体)溶于弱碱性的海水中，制成吸收液，将气体转化为单质硫，改进了湿法脱硫工艺。该工艺包含两个阶段：①的吸收氧化；②的再生。反应原理如下：①     ②     回答下列问题：(1)该工艺的总反应方程式为___________。1mol发生该反应的热量变化为___________，在总反应中的作用是___________。(2)研究不同配体与所形成的配合物(A、B、C)对吸收转化率的影响。将配合物A、B、C分别溶于海水中，配成相同物质的量浓度的吸收液，在相同反应条件下，分别向三份吸收液持续通入，测得单位体积吸收液中吸收转化率随时间变化的曲线如图1所示。以由100%降至80%所持续的时间来评价铁配合物的脱硫效率，结果最好的是___________(填“A”、“B”或“C”)。(3)的电离方程式为___________。25℃时，溶液中、、在含硫粒子总浓度中所占分数随溶液pH的变化关系如图2，由图2计算，的___________，___________。再生反应在常温下进行，解离出的易与溶液中的形成沉淀。若溶液中的，，为避免有FeS沉淀生成，应控制溶液pH不大于___________(已知25℃时，FeS的为)。6．异丙醇可由生物质转化得到，催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯的工业化技术已引起人们的关注，其主要反应如下：Ⅰ.Ⅱ.回答下列问题：(1)已知，则燃烧生成和的热化学方程式为_______。(2)在下，刚性密闭容器中的反应体系内水蒸气浓度与反应时间关系如下表：反应时间04812t20浓度024403200360040004100①内，_______；②t_______16(填“>”“<”或“=”)。(3)在恒温刚性密闭容器中，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据是_______(填标号)。a.的分压不变               b.混合气体密度不变c.           d.(4)在一定条件下，若反应Ⅰ、Ⅱ的转化率分别为98%和40%，则丙烯的产率为_______。(5)下图为反应Ⅰ、Ⅱ达到平衡时与温度的关系曲线。(已知：对于可逆反应，任意时刻，式中)表示物质×的分压)①在恒压平衡体系中充入少量水蒸气时，反应Ⅰ的的状态最有可能对应图中的_______点(填“甲”“乙”或“丙”)，判断依据是_______。②时，在密闭容器中加入一定量的，体系达到平衡后，测得的分压为，则水