2024届高考化学一轮专题强化训练试题：化学反应原理综合题（word版含答案）

2023届高考化学一轮专题强化训练试题：化学反应原理综合题1．（2022·湖南株洲·高三专题练习）2030年实现碳达峰，2060年达到碳中和的承诺，体现了我国的大国风范。以CO2、H2为原料合成CH3OH可有效降低空气中二氧化碳的含量，其中涉及的主要反应如下：I.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1II.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.5kJ·mol-1回答下列问题：(1)已知CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g)ΔH3=+91kJ·mol-1，则ΔH1=_______。(2)①不同条件下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，CO2的平衡转化率如图所示。压强P1、P2、P3由大到小的顺序是_______，判断理由是_______，压强为P1时，温度高于300℃后，CO2的平衡转化率升高的原因是_______。②在温度为T℃下，将1molCO2和3molH2充入容积为5L的恒容密闭容器中。同时发生反应I和反应II，体系中各组分分压(各组分分压=总压×各组分物质的量分数)随时间的变化情况如图所示。图中缺少了一种组分的分压变化，该组分是_______(填化学式)，该组分平衡时的分压为_______MPa。0~15min内，反应I的反应速率v(H2)_______mol·L-1·min-1；T℃时，反应II的平衡常数Kp=_______(用分压代替浓度)。(3)近年来，有研究人员用CO2通过电催化生成多种燃料，实现CO2的回收利用，其工作原理如图所示。①请写出Cu电极上产生HCOOH的电极反应式：_______。②如果Cu电极上只生成0.15molC2H4和0.30molCH3OH，则Pt电极上产生O2的物质的量为_______mol。2．（2022·北京房山·二模）氨对人类的生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮。(1)反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的化学平衡常数表达式为____。(2)在一定条件下氨的平衡含量如表。温度/℃压强/MPa氨的平衡含量2001081.5%550108.25%①该反应为____(填“吸热”或“放热”)反应。②哈伯选用的条件是550℃、10MPa，而非200℃、10MPa，可能的原因是____。(3)实验室研究是工业生产的基石。如图中的实验数据是在其它条件不变时，不同温度(200℃、400℃、600℃)、压强下，平衡混合物中NH3的物质的量分数的变化情况。①曲线a对应的温度是____。②M、N、Q点平衡常数K的大小关系是____。(4)尽管哈伯的合成氨法被评为“20世纪科学领域中最辉煌的成就”之一，但仍存在耗能高、产率低等问题。因此，科学家在持续探索，寻求合成氨的新路径。如图为电解法合成氨的原理示意图，阴极的电极反应式为____。(5)NH3转化为NO是工业制取硝酸的重要一步。已知：100kPa、298K时：4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)ΔH=-1268kJ·mol-12NO(g)N2(g)+O2(g)ΔH=-180.5kJ·mol-1请写出NH3转化为NO的热化学方程式____。3．（2022·湖南怀化·一模）的捕集与转化是当今科学研究的重要课题。以为原料合成涉及的主要反应如下：I.(主反应)II.(副反应)I的反应历程可分为如下两步：①(反应速率较快)②(反应速率较慢)(1)_______。(2)相比于提高，提高对反应I速率影响更大，其原因是_______。(3)下图是和合成相关物质转化率或选择性与温度变化的关系，则该反应选择的最佳温度为_______℃。(4)在时，将和充入体积不变的密闭容器中，在有催化剂存在的条件下，只发生反应。若初始压强为，一段时间后反应达到平衡，平衡时产物的物质的量之和与剩余反应物的物质的量之和相等，则达到平衡时的转化率为_______；该温度下反应的平衡常数_______(保留两位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。(5)工业上用甲烷催化法制取乙烯，只发生如下反应：，温度T时，向恒容密闭容器中充入，反应过程中的物质的量随时间变化如下图所示。实验测得，，为速率常数，只与温度有关，则T温度时_______(用含有m的代数式表示)。该反应在_______(“高温”或“低温”)下更易自发进行。4．（2022·北京海淀·高三期末）空燃比是影响发动机油耗和污染物排放量的重要因素。资料：i.空燃比是通入空气与燃料质量的比值，按化学计量数反应时的空燃比称为理论空燃比。ii.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ·mol-1(1)若不完全燃烧时发生反应2C8H18(l)+23O2(g)=12CO2(g)+4CO(g)+18H2O(g)。①与完全燃烧相比，每2molC8H18不完全燃烧时少放出的能量为____。②为减少油耗，实际使用过程中的空燃比____(填“大于”或“小于”)理论空燃比。(2)三元催化转化器可降低汽车尾气中CO、碳氢化合物和氮氧化物的含量。汽车尾气中污染物单位时间的转化率与空燃比的关系如图(氮氧化物主要是NO)。已知：i.空燃比大于15后，空燃比越大，尾气的温度越低。ii.CO和NO的反应为放热反应。①三元催化转化器可将CO和NO转化为无害气体，反应的化学方程式为____。②空燃比大于15时，尾气中氮氧化物单位时间的转化率接近于0，可能的原因是____。(写出2条)。5．（2022·山东日照·二模）COx选择性甲烷化是近年来有良好应用前景的处理方法。富氢气氛下，CO、CO2.均可与H2发生甲烷化反应。I．CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)     △H=-206.2kJ·mol-1II．CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)       △H=akJ·mol-1回答下列问题：(1)已知CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)       △H=-41.2kJ·mol-1，则a=_______。(2)400℃时，选用镍基催化剂，向1L密闭容器中通入10molCO、10molCO2和40molH2进行反应，平衡后测得n(H2)=9mol，n(CH4)=10mol。①CO2的平衡转化率为_______。②已知反应II的正=k正·c(CO2)·c4(H2)，逆=k逆·c(CH4)·c2(H2O)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。_______(保留两位小数)；升高温度，_______(填“变大”“变小”或“不变”)。(3)已知：H2对CO的选择性×100％，则H2对CO2的选择性=_______。增大入口处CO的物质的量，和原来相比_______(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)其他条件相同，反应II使用两种不同催化剂，反应相同的时间，测得CO2的转化率随温度变化的影响如图所示。根据图像分析，下列说法错误的是_______(填标号)。A．工业生产中应选择的温度和催化剂分别是320℃、Ni-CeO2B．相同条件下，以Ni-CeO2为催化剂有助于提高平衡转化率C．温度高于320℃时，CO2转化率减小的原因可能是升温使催化剂活性降低D．温度高于320℃时，CO2转化率继续增大的原因可能是化学反应速率加快6．（2022·广东广州·模拟预测）CO2的过量排放会造成温室效应，CO2的固定可以有效的缓解这一问题。已知键能数据如下表(单位：kJ/mol)：共价键C=OC—HH—HH—O键能799413436463(1)在催化剂Ni—CeO2的作用下，CO2(g)和H2(g)反应生成CH4(g)和H2O(g)，其反应历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注)。保持CO2与H2的体积比为1：4，反应气的总流量控制在40mL/min，通过320℃催化剂表面，反应未达到平衡状态。①主反应生成甲烷，热化学方程式为_______。②欲提高CH4产率，可采取的措施是_______(写一种即可)。③根据历程写出存在的副反应的化学方程式_______。④测得CO2的转化率为80%，则CO2的反应速率为_______mL/min。(2)320℃时，将lmolCO2和4molH2混合于1L恒容密闭容器中，同时发生主副反应。①下列说法可说明主副反应均已达到平衡状态的是_______(填选项字母)。A．容器内密度不再发生变化B．容器内气体的平均摩尔质量不再发生变化C．容器内压强不再发生变化D．4v正(CO2)=v逆(H2)E．容器内各物质的物质的量n(CO2)：n(H2)：n(CH4)：n(H2O)=1：4：1：2②平衡后测得c(H2O)=1.93mol/L，c(CH4)=0.95mol/L，主反应的平衡常数K=_______(mol/L)-2(写出计算式，不用计算出结果)。(3)可以利用直流光电池将CO2和H2O转化为HCOOH和O2，O2在_______(填“阳极”或“阴极”)表面生成，通入CO2电极发生反应的电极反应为_______。7．（2022·辽宁·沈阳二中高三期中）实验室模拟尿素法制备水合肼(N2H4·H2O)的流程如下：已知：①N2H4·H2O易溶于水，具有强还原性，易被氧化成N2；②一定条件下，将NaClO和NaOH的碱性混合溶液与尿素溶液反应生成N2H4·H2O。回答下列问题：(1)写出反应器1中生成水合肼反应的化学方程式：_______。(2)反应器1要控制NaClO溶液的用量，其主要目的是_______。(3)某实验室设计了如图所示装置制备N2H4。双极膜是阴、阳复合膜，层间的H2O解离成和H+并可分别通过阴、阳膜定向移动。①双极膜中产生的_______(填“H+”或“”)移向多孔铂电极。②石墨电极反应式为_______。(4)NO可被联氨(N2H4)或H2还原为N2，若在密闭容器中充入4molNO和5molH2，发生反应：。平衡时NO的体积分数随温度、压强的变化关系如图。①下列物理量中，图中d点大于b点的是_______(填字母)。A．正反应速率                    B．逆反应速率C．N2(g)的浓度                    D．对应温度的平衡常数②c点NO的平衡转化率为_______。③若在M点对反应容器升温的同时扩大容器体积使体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中a、b、c、d中的点_______。8．（2022·河南郑州·模拟预测）我国科学家利用钴分子筛实现丙烯高选择性合成甲基环氧乙烷()：主反应：(g，甲基环氧乙烷)   副反应：(g，丙醛)     (a、b都大于0)请回答下列问题：(1)(g，甲基环氧乙烷)(g，丙醛)     ______。(2)一定温度下，在恒容密闭容器中充入和，同时发生上述两个反应，下列表明反应已达到平衡状态的是____________(填标号)。A．混合气体的密度不随时间变化B．混合气体的总压强不随时间变化C．混合气体的平均摩尔质量不随时间变化D．消耗丙烯的速率等于消耗O2速率的2倍(3)在恒容密闭容器中充人一定量丙烯和氧气，在不同催化剂Cat1、Cat2条件下发生反应(g，甲基环氧乙烷)，测得单位时间内丙烯转化率与温度的关系如图1。①相对催化效率较大的催化剂是______(填“Cat1”或“Cat2”)。②在Cat1催化下，300℃时对应的状态______(填“是”或“不是”)平衡状态，判断的依据是______。③在Cat1催化下，温度高于300℃时丙烯转化率急剧下降的主要原因可能是_______。(答一条即可)(4)在一密闭容器中充入2mol丙烯和xmol，同时发生上述两个反应，测得丙烯平衡转化率与温度、压强的关系如图2。①其他条件相同，p1、p2、p3由大到小的顺序为______。②在p3、T℃时反应达到平衡，甲基环氧乙烷选择性为80%，此时容器体积为2L。提示：甲基环氧乙烷选择性等于甲基环氧乙