高三化学高考备考一轮复习：化学反应原理综合专题训练

高考化学一轮专题训练：化学反应原理综合题
1．（2022·云南师大附中高三阶段练习）氯胺是一种长效缓释水消毒剂，主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺 其作饮用水消毒剂是因为水解生成的HClO具有强烈杀菌作用，回答下列问题：
(1)二氯胺与水反应的化学方程式为________________________。
(2)工业上可利用 ∆H制备一氯胺，已知该反应化学反应能量变化如图所示，则该反应的______________

(3)在密闭容器中反应 ∆H达到平衡，据此反应通过热力学定律计算理论上 的体积分数随 (氨氯比)的变化曲线如图所示。

①a、b、c三点对应平衡常数、、的大小关系为_____________________理由是______________________; 温度下该反应的平衡常数为______________________________（保留2位有效数字)。
②在 温度下，Q点对应的速率：_____________________ (填“大于”“小于”或“等于”)；
③在 温度下，当 ______________________________时，平衡时 的体积分数最大；
④若产物都是气体，实验测得 的体积分数始终比理论值低，原因可能是_________________。
2．（2022·辽宁·建平县实验中学模拟预测）研究碳及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
CO2的捕获与利用
(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液，溶液pH=_______。(室温下，的)
(2)利用CO2和H2合成二甲醚(CH3OCH3)的过程包括如下反应
甲醇合成：
甲醇脱水：
则合成二甲醚总反应热化学方程式：_________mol∙L-1
(3)合成二甲醚所用的CO2可利用氨水从工业废气中捕获，捕获过程中会生成中间产物为测定该反应的有关热力学参数，将一定量纯净的置于5L的真空钢瓶中，一定温度下发生反应：，实验测得气体总浓度(10-3mol/L)与温度、时间的关系如表所示：
                                                               温度总浓度(10-3mol/L)
时间
15℃
25℃
35℃
0
0
0
0

0.9
2.7
8.1

2.4
4.8
9.4

2.4
4.8
9.4

①该反应能自发进行的原因_______。
②35℃时，到时间段用表示的反应速率为_______(用含、的式子表示)
③25℃，时刻将钢瓶体积压缩为2.5L，达到新平衡时CO2的浓度为_______。
(4)我国科学家设计熔盐捕获与转化装置如图所示，c极电极反应式为_______。

3．（2022·贵州·贵阳一中高三阶段练习）二甲醚又称甲醚(CH3OCH3)，简称DME，是清洁、高效的新型燃料。
Ⅰ.由合成气(CO、H2)制备二甲醚的反应原理如下：
①
②
③
回答下列问题：
(1)由合成气(CO、H2)制备 且生成 其热化学方程式为_______。
(2)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入CO(g)和 进行反应①，平衡时CO(g)和 的转化率如图所示，则a= _______(填数值)。

(3)在体积一定的密闭容器中发生反应②，如果该反应的平衡常数 值变小，下列说法正确的是_______(填序号)。
A．平衡向正反应方向移动 B．平衡移动的原因是升高了温度
C．达到新平衡后体系的压强不变 D．容器中 的体积分数减小
Ⅱ.由合成气(CO2、H2)制备二甲醚的反应原理如下：
④
⑤
(4)若在体积为2L的密闭容器中，控制 流速为 (已换算为标准状况)， 的转化率为80.0%，则 的反应速率为_______ (保留三位有效数字)。
(5)在恒压条件下，按 与 的物质的量之比为1：3投料，测得 平衡转化率和平衡时CO的选择性转化的中生成CO的物质的量分数)随温度的变化如图所示：

①曲线n随温度升高显示如图所示变化的原因是_______。
②T℃时反应⑤的平衡常数K=_______ (保留两位有效数字)。
③合成甲醚的适宜温度为260℃， 理由是_______。
④其他条件不变，改为恒容条件，CO平衡选择性比恒压条件下的平衡选择性_______ (填“高”“低”或“不变”)。
4．（2022·四川·树德中学模拟预测）CO2催化加氢制烯烃(CnH2n)是缓解化石能源消耗、实现减排的重要途径之—。FT转化路径(CO2→CO→CnH2n)涉及的主要反应如下：
i. CO2(g) + H2(g) = CO(g)+H2O(g)              ΔH1= 41.1kJ·mol-1
ii. nCO(g)+2nH2(g) = CnH2n (g) + nH2O(g) n=2时，ΔH2= -210.2 kJ·mol-1
iii. CO(g)+3H2(g) = CH4(g)+ H2O(g) ΔH3= -205.9 kJ·mol-1
(1)2CO2(g) + 6H2(g) = C2H4(g) + 4H2O(g) ΔH =_______kJ·mol-1。_______(填“高温”或“低温”)有利于该反应自发进行。
(2)有利于提高CO2平衡转化率的措施有_______(填标号)。
A．增大n(CO2)：n(H2)投料比 B．增大体系压强
C．使用高效催化剂 D．及时分离H2O
(3)n(CO2)：n(H2)投料比为1：3、压强为1MPa时，无烷烃产物的平衡体系中CO2转化率和产物选择性随反应温度变化曲线如下图。

①有利于短链烯烃(n≤4)生成的温度范围为_______(填标号)。
A．373~573K       　　       B．573~773K             　C．773~973K             　D．973~1173K
②计算1083K时，反应i的Kp=_______。
③373~1273K范围内，723K以前CO2的转化率降低的原因是_______。
(4)FT转化路径存在CH4含量过高问题，我国科学家采用Cr2O3(SG)和H-SAPO-34复合催化剂极大提高短链烯烃选择性。CO2在催化剂Cr2O3(SG)表面转化为甲醇的各步骤所需要克服的能垒及甲醇在H-SAPO-34作用下产生乙烯、丙烯示意图如下。

①吸附态用*表示，CO2→甲氧基(H3CO*)过程中，_______的生成是决速步骤(填化学式)。
②H-SAPO-34具有氧八元环构成的笼状结构(直径0.94nm)，笼口为小的八环孔(直径0.38nm)。从结构角度推测，短链烯烃选择性提高的原因_______。
5．（2022·重庆南开中学模拟预测）开发新能源是解决石油危机与环境污染问题的重要方法，氢能则起到了一石二鸟的作用。甲醇是一种安全、经济、易处理的氢源。
I．甲醇水蒸气催化重整制氢是目前人们研究最为广泛的制氢方式之一、主要包括以下反应：
i．甲醇水蒸气重整反应：   
ⅱ．逆水蒸气变换反应：             
ⅲ．甲醇直接分解反应：                      
回答下列问题：
(1)常压时，在催化剂作用下，甲醇转化率与反应温度的关系如图所示：


①由图可知，温度低于时，随温度升高，甲醇的实际转化率逐渐逼近平衡转化率，简述理由：___________。温度高于时，适当升高温度，甲醇转化率和重整气中的物质的量均会升高，CO的物质的量会___________(填“升高”、“降低”或“不变”)。
②适当提高水醇比也有利于增大甲醇的平衡转化率，请结合平衡移动原理解释：___________
(2)时，向体积为的密闭容器中按水醇比通入和，初始压强为。若仅发生反应i，达到平衡时，体系中的分压为，则的分压为___________，用平衡分压代替平衡浓度表示反应i的平衡常数___________(分压=物质的量分数×总压)。
Ⅱ．用甲醇水溶液电解制氢(原理如图所示)与氢氧燃料电池耦合发电系统，对高纯氢气的产生和实现燃料电池无增压、无增湿自呼吸运行均具有重要意义。


(3)氢氧燃料电池的负极连接电解槽的惰性电极___________(填“A”或“B”)。
(4)电解槽工作时，电极B的电极反应式为___________。
(5)理论上，每消耗甲醇，氢氧燃料电池中需通入标准状况下空气的体积约为___________。
6．（2022·内蒙古赤峰·模拟预测）随着可燃冰开采领域的不断扩大，我国已处于世界绝对领先地位。将甲烷((CH4)催化转化为有价值的化学工业品一直是我国化学工作 者的研究热点。最近徐君团队研发出了一种Au在ZSM-5分子筛上催化氧化甲烷生产CH3OH和CH3COOH的技术，该技术涉及的反应如下：
反应Ⅰ 2CH4(g)+O2(g) 2CH3OH(g) △H1= -251.0kJ·mol-1；
反应Ⅱ 2CH4(g)+2O2(g) CH3COOH(g)+2H2O(g) △H2 = -812.4kJ· mol-1。
请回答下列问题：
(1)部分化学键的键能数据如下表所示：
化学键
O=O
C-H
O-H
键能E/kJ·mol-1
498
414
390.8

则C-O的键能为_______kJ·mol-1。
(2)反应II在热力学上进行的趋势很大，原因为_______。除降低温度外，能同时提高CH3OH和CH3COOH的平衡产率的措施为_______(任答一条)。
(3)T℃下，向含有少量Au-ZSM-5分子筛催化剂的体积为VL的刚性密闭容器中充入1molCH4和2molO2发生反应I和反应II。达到平衡时测得CH4的物质的量为a mol， CH3COOH(g)的物质 的量为b mol，此时O2(g)的浓度为_______mol·L-1 (用含a、b、v的代数式表示，要求化简，下同)，该温度下反应II的平衡常数为_______。
(4)徐君教授研究后发现在Au-ZSM-5分子筛催化剂表面，反应I中O2的解离过程和CH4的活化过程的机理如下图所示(·代表吸附态)：


该反应进程中，O2的解离是_______(填“吸热”或“放热”)的反应，该过程的反应速率_______(填“大于”或“小于”)CH4的活化反应的反应速率。
(5)以CH4和O2为基本原料，采用电解法也可以制备CH3COOH，其装置如下图所示：

通入CH4的电极反应式为_______该装置工作时发生的能量转化形式为_______ (不考虑热能的转化)。
7．（2022·江苏省天一中学高三期中）化学电池的发明，是贮能和供能技术的巨大进步。

(1)如图所示装置中，Cu片是_______(填“正极”或“负极”)。
(2)如图所示装置，能证明产生电能的实验现象是_______、_______。
(3)写出锌电极上的电极反应_______。
(4)2019年诺贝尔化学奖授予对锂离子电池研究做出突出贡献的科学家。某锂离子电池的工作原理如下。


下列说法正确的是_______(填序号)。
①A为电池的正极
②该装置实现了化学能转化为电能
③电池工作时，电池内部的锂离子定向移动
8．（2022·江苏徐州·高三阶段练习）是自然界中的重要碳源，综合利用是日前的研究热点.
(1)工业上已经实现与反应合成甲醇.在一恒温、恒容密闭容器中充入和，一定条件下发生反应：。测得和的浓度随时间变化如图所示。请回答：

①内，用表示的平均反应速率_______
②能够判断该反应达到平衡状态的是_______(填选项)
a.和的浓度相等
b.混合气体的总物质的量不再改变
c.消耗同时生成
d.
(2)中科院大连化学物理研究所的科研人员在新型纳米催化剂和的表面将转化为烷烃
①已知在纳米催化剂表面，与完全反应生成CO和气态时吸收的能量，则该反应的热化学方程式为_______
②催化剂中的制备方法如下：将一定比例的和溶于盐酸，然后在下逐滴加入溶液，继续搅拌，得，写出该反应的离子方程式_______
9．（2022·黑龙江·大庆中学高三期中）利用催化氧化反应将转化为是工业上生产硫酸的关键步骤，发生反应：。请回答下列问题：
(1)反应过程的能量变化如图所示，则该反应为_______(填“放热”或“吸热”)反应。

(2)恒温恒容时，下列措施能使该反应速率增大的是_______(填字母)。
a．增加的浓度b．选择高效催化剂c．充入氦气 d．适当降低温度
(3)下列情况能够说明该反应达到化学平衡状态的是_______(填字母)。
a．
b．恒温恒容时，混合气体的密度不再随时间变化
c．的物质的量不再变化
d．、、三者的浓度之比为2∶1∶2
(4)某次实验中，在容积为2L的恒温密闭容器中通入10mol和amol，反应过程中部分物质的物质的量随反应时间的变化如图所示。

①2min时，_______(填“>”、“”“=”或“”“”或“ 0          1.610-3
(4)2-4e-=4CO2↑+O2↑
3．(1)
(2)2
(3)BD
(4)6.67
(5)     ∆H4     0.8     8
10．(1)光能转化为化学能
(2)         
(3)         
(4)          210     随温度升高，分子筛膜分离出水的效率增大。低于时，分离出水对甲醇平衡产率的增加大于升高温度对甲醇平衡产率的减少
(5)         
11．(1)     sp     sp2
(2)
(3)     210℃     分子筛膜从反应体系中不断分离出水，减少了生成物，平衡向正向移动，甲醇产率升高
(4)     >     生成甲醇的反应是气体体积减小的反应，压强增大甲醇的平衡产率增大     乙     反应I为吸热反应，反应II为放热反应，T1时温度高，体系中以反应I为主，反应I前后分子数相等，压强改变对平衡没有影响
12．(1)C7H16
(2)     4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O     AC
(3)     0.042     30%     不变    
(2)     a     曲线c、d分别代表和的转化率曲线，温度高于1300K后，升高温度有利于Ⅲ的进行，导致的转化率大于
(3)     催化剂失活     压强恒定时，充入水蒸气，平衡右移，的平衡转化率a大于50%
(4)
14．(1)-90.4kJ·mol−1
(2)AD
(3)A
(4)增大
(5)     AD     MPa−3
(6)选择合适的催化剂
15．(1)b
(2)     MnO2     2MnO2 + 2H2O + 2e—﹦2MnO(OH)+ 2OH—     Zn     Zn + 2OH—－2e—﹦Zn(OH)2     2NA
(3)     2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑+ Cl2↑     阳极     2H2O + 2e—﹦H2↑+ 2OH—
16．(1)-204.7
(2)     1.3     2.6
(3)     反应放热，温度升高引起压强增大的程度大于气体分子减少引起压强减小的程度     随着反应的进行，气体分子减少引起压强减小的程度大于反应放热引起压强增大的程度
(4)     反应②为吸热反应，故温度升高时主要以反应②为主，该反应前后气体分子数相同，压强对CO2的平衡转化率没有影响     T1