2020年高考化学考前难点突破提分训练(十一)-化学反应原理综合题

2020年高考化学考前难点突破提分训练（十一）化学反应原理综合题1.利用甲醇(CH3OH)制备一些高附加值产品，是目前研究的热点。(1)甲醇和水蒸气经催化重整可制得氢气，反应主要过程如下：反应Ⅰ.CH3OH(g)＋H2O(g)3H2(g)＋CO2(g)；1H反应Ⅱ.H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)；2H＝akJ·mol－1反应Ⅲ.CH3OH(g)2H2(g)＋CO(g)；3H＝bkJ·mol－1反应Ⅳ.2CH3OH(g)2H2O(g)＋C2H4(g)；4H＝ckJ·mol－1①1H＝________kJ·mol－1。②工业上采用CaO吸附增强制氢的方法，可以有效提高反应Ⅰ氢气的产率，如图1，加入CaO提高氢气产率的原因是________。③在一定条件下用氧气催化氧化甲醇制氢气，原料气中23(O)(CHOH)nn对反应的选择性影响如图2所示(选择性越大表示生成的该物质越多)。制备H2时最好控制23(O)(CHOH)nn＝________；当23(O)(CHOH)nn＝0.25时，32CHOHO和发生的主要反应方程式为________。(2)以V2O5为原料，采用微波辅热－甲醇还原法可制备2VO，在微波功率1000kW下，取相同质量的反应物放入反应釜中，改变反应温度，保持反应时间为90min，反应温度对各钒氧化物质量分数的影响曲线如图3所示，温度高于250℃时，2VO的质量分数下降的原因是____________________________________________。(3)以甲醇为原料，可以通过电化学方法合成碳酸二甲酯32CHOCO，工作原理如图4所示。①电源的负极为________(填“A”或“B”)。②阳极的电极反应式为______________________________。2.2SO是大气主要污染物之一。大气中和硫酸生成中均涉及反应2232SO(g)O(g)2SO(g),研究该反应对提高硫酸生产效率和大气污染治理具有重要意义。回答下列问题:(1)炭黑是雾霾中的重要颗粒物,研究发现炭黑可以活化氧分子,生成活化氧,活化氧可以快速氧化2SO。活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。①下列说法错误的是_____(填标号)。A.活化过程中有化学键的断裂和生成B.炭黑活化氧分子的反应是吸热反应C.水可催化炭黑活化氧分子的反应D.是否有水不影响氧分子活化反应的H②若21()(Cs,+Ogs)H炭黑中间体2ssH中间体活化氧23()(Cs,+Ogs)H炭黑活化氧234(s)+2SO(g)2SO(g)+C(s,)ΔH活化氧炭黑则2232SO(g)O(g)2SO(g)的H________(用12HH、等表示);已知:22leV1.610kJ。根据图中模拟计算结果的数值,3H________1kJmol。(2)将含有102molLSOc的烟气和氧气以相同的气流速度通过装有SCR催化剂(一个多组分盐和氧化物的混合体系)的反应管,分别在不同温度下反应3min,SOt的收率(与2SO的转化率相等)随温度变化的关系如图。①随着温度升高,反应速率增大,3SO的收率也增大,但330~460℃3SO的收率突跃增大,可能的原因是________________________。②450℃时,mint内氧气的平均反应速率2Ov________。(3)向恒压密闭容器中充入22molSO和21molO,发生反应223SO(g)1/2O(g)SO(g)。2SO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示,则1234pppp、、、由大到小顺序为________;已知该反应的pK(用平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)与绝对温度T的关系式为p5005lg4.743KT(pK的单位1为12atm)。21atm1055K,SO、的平衡转化率_______50%(填“大于”“小于”或“等于”),其判断理由是_____________________。3.氮的化合物在生产、生活中广泛存在，许多含氮物质是农作物生长的营养物质。（1）已知：118222111N(g)O(g)NO(g)164.0kJmol3.4102HK1324222NO(g)2NO(g)57.0kJmol4.610HK19222331N(g)O(g)NO(g)33.8kJmol4.1102HK则22242NO(g)3O(g)2NO(g)的H_____1kJmol，平衡常数K_____（填“”“=”或“”）6110。（2）一定温度下，向密闭容器中通入6molCO和23molNO气体，发生反应2222NO(g)4CO(g)N(g)4CO(g)，测得平衡时2NO和2CO的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示。①代表2NO的曲线是_____（填“M”或“N”）。②ABC、、三点中2NO的转化率由高到低的顺序是_____；C点时该反应的压强平衡常数pK_____（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。（3）科学家深入研究了催化剂CuZSM5CuMordenite、和CuBeta分子筛上氨气的催化氧化反应机理。氨的催化氧化遵循六个反应步骤（Ⅰ-Ⅵ）。（Ⅰ）氨气和活性氧原子生成2OHNH；（Ⅱ）2OHNH和气态氨分子生成24NH；（Ⅲ）24NH和活性氧原子脱掉一个氢，生成23ONH；（Ⅳ）23ONH脱掉一个氢，生成22ONH；（Ⅴ）22ONH和O反应，活性氧原子带走一个氢原子，生成2ONH；（Ⅵ）最后2ONH进一步转化，生成2N。氨气催化氧化活化能垒图如下所示，其中Ⅰ-1至Ⅰ-2为速控步骤，图中数值为Ⅰ-1至Ⅰ-2的活化能。①观察氨气催化氧化活化能垒图可知催化剂__________催化氧化氨气的效率最高。②该氨气催化氧化反应的化学方程式为____________________。③在容积为1L的密闭容器中（400℃，恒温）加入320.4molNH0.3molO、和催化剂CuZSM5，实验测得3NH的转化率随时间的变化如图所示。实验测得该反应的反应速率4332NHOvkcc正正，2622NHOvkcc逆逆，kk正逆、分别是正、逆反应速率常数，c为物质的量浓度。M处的vv正逆_______。4.科学家们致力于消除氮氧化物对大气的污染。回答下列问题：（1）NO在空气中存在如下反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)H，该反应共有两步，第一步反应为2NO(g)N2O2(g)1H0；请写出第二步反应的热化学方程式（2H用含1HH、的式子来表示）：。（2）温度为T1时，在两个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g)2NO(g)+O2(g)，容器I中5min达到平衡。相关数据如表所示：容器编号物质的起始浓度（mol/L）物质的平衡浓度（mol/L）2NOcNOc2Oc2OcI0.6000.2II0.30.50.2①容器II在反应的起始阶段向（“正反应”、“逆反应”、“达平衡”）方向进行。②达到平衡时，容器I与容器II中的总压强之比为a.＞1b.＝1c.＜1（3）NO2存在如下平衡：2NO2(g)N2O4(g)H0，在一定条件下NO2与N2O4的消耗速率与各自的分压(分压=总压×物质的量分数)有如下关系：2212NOPNOvk，24224NOPNOvk，相应的速率与其分压关系如图所示。一定温度下，12kk、与平衡常数kp(压力平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算)间的关系是1k=______；在上图标出点中，指出能表示反应达到平衡状态的点是_____，理由是______________。（4）可用NH3去除NO，其反应原理3224NH+6NO=5N+6HO。不同温度条件下，3NH:NOnn的物质的量之比分别为4:1、3:1、1:3时，得到NO脱除率曲线如图所示：①曲线a中，NO的起始浓度为6×10-4mg·m-3，从A点到B点经过0.8s，该时间段内NO的脱除速率为_______mg·m-3·s-1。②曲线b对应NH3与NO的物质的量之比是_____。（5）还可用间接电解法除NO。其原理如图所示：①从A口中出来的物质的是_____________________。②写出电解池阴极的电极反应式__________________。③用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理____________________________________________5.氢气是一种清洁能源，科学家探索利用石油工业中的废气H2S制取H2。I．热分解制氢：H2S在高温下分解生成硫蒸气和H2。①101kPa时，按H2S与Ar物质的量之比1∶19充入容器甲。保持压强不变，反应在不同温度下达到平衡时，反应物和生成物的气体体积分数如图1，H2S体积分数如图2；②1100℃，101kPa时，改变H2S与Ar的体积比，将气体充入容器。保持压强不变，H2S的转化率随停留时间变化如图3；③Kp：对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作Kp，如p(B)＝p·x(B)，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数；④停留时间：停留时间也称接触时间，指原料在反应区或在催化剂层的停留时间。（1）下列有关热分解硫化氢制氢的说法正确的是。A．b曲线对应物质的分子式为S2B．随温度升高，容器甲内气体密度减小C．H2S热分解的活化能大于其逆反应的活化能D．由图3可知H2S的浓度越低，热分解反应的速率越大（2）T℃时H2S分解反应的Kp=1.26×103Pa，据图2判断T℃约为。A．800℃B．975℃C．1050℃（3）保持甲容器的其它初始实验条件不变，仅改变温度，进行多次重复实验。在图2中画出当停留时间为0.6s时，800℃～1050℃范围内H2S体积分数趋势图。（4）图3中，当停留时间为1.6s时，H2S的转化率由（1）到（5）变化的原因。II．光解制氢：复合型CdS/ZnO光催化剂能催化分解H2S生成H2。（5）分别在200℃，400℃，600℃的空气中焙烧按一定工艺流程制得的CdS/ZnO光催化剂，考察焙烧温度对催化剂分解制氢效果影响（控制其它条件相同），实验结果见图4。600℃焙烧制得的催化剂催化效率较低的可能原因是。6.近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长.因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点.(1)下图表示在CuO存在下HCl催化氧化的反应过程,则总反应的热化学方程式为________________.(2)研究HCl催化氧化反应中温度、2(HCl)(O)nn和(HCl)mq催化剂等因素对HCl转化率的影响,得到如下实验结果:①利用223NaSO溶液和KI溶液测定反应生成2Cl的物质的量,若消耗111mLmolLVc的223NaSO溶液,则生成2Cl____mol(已知:22232462SOISO2I).②(HCl)mq催化剂表示催化剂的质量与HClg流速的比,是衡量反应气体与催化剂接触情况的物理量.当12(HCl)4=50(O)(HCl)gminmolmnnq-催化剂、时,每分钟流经1g催化剂的气体体积为_____L(折算为标准状况下).③在420℃、12(HCl)3=200(O)(HgminmolCl)mnnq-催化剂、条件下,HCl为33.3%,则2O的反应速率2Ov为_____11molgmin--.④比较在下列两种反应条件下2O的反应速率vⅠ____vⅡ(填“”、“”或“=”).Ⅰ．410℃、12(HCl)3=350(O)(HgminmolCl)mnnq-催化剂、;Ⅱ．390℃、12(HCl)4=350(O)(Hg