最新高考化学二轮复习讲练测 专题15 化学反应原理综合题(测)
展开一、对知识进行层级化的框架梳理:生物知识点比较多,我们可以引导学生以逻辑关系对知识进行层级化的“知识框架”梳理,以便让学生更牢固地掌握基础知识, 从而能够更好地把知识融会贯通。
二、回归教材,注重教材细节:新课标I卷的题“不偏”“不怪”“不坑”,不会在题目中设“语言陷阱”,大多数题考查的内容直接或改编至教材。
三、帮助学生进行“方法类知识”的梳理,深入理解生物学研究方法
四、掌握生物学实验的两大要素:自变量和对照。
自变量保证了实验设计的逻辑正确,对照保证实验在特定条件下进行。所有的实验设计题都是由自变量得到的因变量(实验结论),因此在做实验题时首先要找准自变量。
五、帮助学生总结一些答题技巧
做选择题把握住(1)高考题往往有非常明确的选项,比我们平时的模拟题要简单。(2)对于重要概念不能过于死记硬背,要理解。(3)生物不是数学,不考复杂的计算,数字越复杂,答案可能越简单。所以要善于运用倒推法、排除法来做选择题。做好以上几点,相信二轮复习后学生会有一个很大的提升。
专题15 化学反应原理综合题
(本卷共10小题,满分100分,考试用时75分钟)
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 B 11 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 S 32 Cl 35.5
一、非选择题:本题共10个小题,每小题10分,共100分。
1.我国自主研发的DMTO技术是以煤或天然气代替石油作原料生产乙烯和丙烯的新技术。DMTO工业化技术的成功研发,对开辟我国烯烃产业新途径具有重要意义。回答下列问题:
(1)煤气化包含一系列化学反应,热化学方程式如下:
①
②
③ ,则a=_______。
(2)在一定温度下,向某刚性容器中充入一定量、仅发生反应: 。下列情况表明反应已达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.混合气体的密度保持不变B.混合气体的平均摩尔质量保持不变
C.混合气体的总压强保持不变D.含碳粒子总浓度保持不变
(3)向一密闭容器中充入,发生反应: 。其他条件不变时,的平衡转化率随着温度(T)、压强(p)的变化如图所示:
①_______(填“>”或“<”),时,N点的平衡常数K=_______。已知M点、N点时容器的体积分别为1L、0.5L。
②欲提高的平衡转化率,可采取的措施是_______(填一条,下同),欲增大反应速率,可采取的措施是_______。
一定温度下,向一恒容密闭容器中投入1.5mlCO、发生反应: 。测得反应开始时容器内压强为,10min后反应到达平衡,平衡时体系压强降低了。_______,该温度下的平衡常数_______(为分压表示的平衡常数,分压=总压X物质的量分数)。
【答案】(1)172 (2)BC (3) > 减小压强、降低温度 增大压强、升高温度(4) 1×104 1×10-10
2.当前,实现碳中和已经成为全球的广泛共识,化学科学在此过程中发挥着至关重要的作用。
(1)一种将二氧化碳催化合成甲醇的技术原理为。
①一定条件下,将和充入某恒温恒容密闭容器中发生上述反应,下列不能说明反应达到平衡状态的是___________(填字母序号)。
A.的消耗速率与的消耗速率相等
B.的体积分数保持不变
C.混合气体的平均密度保持不变
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
②研究温度对甲醇产率的影响时发现,在210℃~290℃,保持原料气中和的投料比不变,得到平衡时甲醇的产率与温度的关系如图所示,则该反应的___________0(填“=”“>”或“<”),原因是___________。
③设平衡体系中甲醇的物质的量分数为。若控制初始投料比,使反应在不同条件下达到平衡。测得下的关系和下的关系如图所示,则图中表示下的关系的曲线是___________(填“a”或“b”)。当时,的平衡转化率___________(保留三位有效数字),反应条件可能为___________或___________。
(2)也可以转化为重要的工业原料乙烯。已知298K时,相关物质的相对能量如图所示,则与反应生成、和气态水的热化学方程式为___________。
(3)辅助的电池电容量大,能有效利用,其工作原理如图所示。其中,离子液体是优良的溶剂,具有导电性;电池反应产物重要的化工原料。此电池的正极区反应式有:,___________,反应过程中的作用是___________。
3.“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一,还原是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
Ⅰ:
Ⅱ:
请回答:
(1)有利于提高平衡转化率的条件是___________。
A.低温低压B.低温高压C.高温低压D.高温高压
(2)反应的__________,_________(用表示)。
(3)恒压、时,和按物质的量之比投料,反应经如下流程(主要产物已标出)可实现高效转化。
①下列说法正确的是___________。
A.可循环利用,不可循环利用
B.过程ⅱ,吸收可促使氧化的平衡正移
C.过程ⅱ产生的最终未被吸收,在过程ⅲ被排出
D.相比于反应Ⅰ,该流程的总反应还原需吸收的能量更多
②过程ⅱ平衡后通入,测得一段时间内物质的量上升,根据过程ⅲ,结合平衡移动原理,解释物质的量上升的原因___________。
(4)还原能力可衡量转化效率,(同一时段内与的物质的量变化量之比)。
①常压下和按物质的量之比投料,某一时段内和的转化率随温度变化如图1,请在图2中画出间R的变化趋势,并标明时R值___________。
②催化剂X可提高R值,另一时段内转化率、R值随温度变化如下表:
下列说法不正确的是___________
A.R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率
B.温度越低,含氢产物中占比越高
C.温度升高,转化率增加,转化率降低,R值减小
D.改变催化剂提高转化率,R值不一定增大
4.乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或电解法制取。回答下列问题:
Ⅰ、乙烯气相直接水合法制乙醇
(1)已知:
①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1=-23.9kJ·ml
②2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g) △H2=-29.1kJ·ml
③C2H5OH(g)=CH3OCH3(g) △H3=+50.6kJ·ml
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的△H=___________。
(2)已知等物质的量的C2H4和H2O的混合气体在一定的条件下反应,乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如图。
①图中压强P1、P2、P3由小到大的顺序为___________。
②乙烯水合制乙醇反应在图中A点(P2=8.1MPa)的平衡常数Kp=___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,结果保留两位有效数字)。
③若保持其他条件不变,将容器改为恒压密闭容器,则C2H4的平衡转化率将___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
Ⅱ、电解法制乙醇
(3)以铅蓄电池为电源可将CO2转化为乙醇,其原理如图所示,电极材料均为惰性电极。该电解池阴极上的电极反应式为___________;每生成0.2ml乙醇,理论上消耗铅蓄电池中___________ml硫酸。
5.我国提出 2060 年前实现碳中和,为有效降低大气 CO2中的含量,以 CO2为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生如下反应:
Ⅰ.主反应:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ∆H1=-156.9 kJ·ml-l
Ⅱ.副反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ∆H2=+41.1 kJ·ml-l
(1)已知:Ⅲ.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ∆H3=-395.6 kJ·ml-l
Ⅳ.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ∆H4=__________。
(2)CO2加氢合成甲烷时,通常控制温度为 500 °C 左右,其可能的原因为_______。
A.反应速率快B.平衡转化率高
C.催化剂活性高D.主反应催化剂选择性好
(3)500 °C 时,向 1 L 恒容密闭容器中充入 4 ml CO2和 12 ml H2,初始压强为 p,20 min 时主、副反应都达到平衡状态,测得 c(H2O)=5 ml·L-1,体系压强为3/4 p, 则 0~ 20 min 内 v(CH4)=________,平衡时 CH4选择性= ___________(CH4选择性=× 100%, 计算保留三位有效数字)。
(4)以 CO2催化加氢合成的甲醇为原料,在催化剂作用下可以制取丙烯,反应的化学方程式为 3CH3OH(g) C3H6(g)+3H2O(g)。该反应的 Arrhenius 经验公式的实验数据如图中曲线 a 所示,已知 Arhenius 经验公式,(Ea为活化能,k 为速率常数,R 和 C 为常数)。当改变外界条件时,实验数据如图中的曲线 b 所示,则实验可能改变的外界条件是 __________。
6.是重要的化学试剂,在实验室和实际生产中应用广泛。
I.蒽醌法是工业上合成的主要方法,蒽醌法的反应过程如下。
(1)已知:
蒽醌法生产总反应的热化学方程式 _______
(2)反应a的反应类型为_______。
(3)向反应b后的溶液可以加入蒸馏水为萃取剂,分析蒸馏水能做萃取剂的原因_______。
II.我国科学家设计如下图所示的光电催化体系,该体系利用双极膜既能将转化为所释放的化学能用于驱动阴极的高效生成,同时还可以实现烟气脱。
(4)阳极的电极反应为_______。
(5)理论上每生成,可以实现烟气脱的物质的量为_______ml。
III.测定含量:
(6)取所得水溶液amL,用酸性溶液滴定,消耗酸性溶液vmL。已知:的还原产物是。
①酸性溶液与反应的离子方程式为_______。
②所得水溶液中的物质的量浓度为_______。
7.我国明确提出“碳达峰”与“碳中和”研究二氧化碳的回收对这一宏伟目标的实现具有现实意义。
(1)已知:
CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) △H2=+41.0kJ·ml-1
则反应I:的_______。
(2)若在一密闭容器中通入和,一定条件下发生反应I,测得的平衡转化率、温度及压强的关系如图所示:
①下列描述能说明该反应处于化学平衡状态的是_______(填标号)。
A.CO的体积分数保持不变
B.容器内混合气体的总质量保持不变
C.
D.容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变
②图中、、、,压强最小的是_______,判断理由是_______
③已知,、表各组分的(分压份压总压物质的量分数)。当时,a点_______,此时平衡常数_______(列出计算式即可,用平衡分压代替平衡浓度计算)。
(3)EleyRideal的反应机理认为和重整的反应历程如图所示。
该重整反应的决速步骤为_______(填“反应①”或“反应②”)。
8.二氧化碳的综合利用是实现碳达峰、碳中和的关键。
I.利用和合成甲醇,涉及的主要反应如下:
已知:a.
b.
c.
(1)计算_______。
(2)一定条件下,向密闭容器中充入物质的量之比为1:3的和发生上述反应,使用不同催化剂经相同反应时间,的转化率和甲醇的选择性随温度的变化如图所示:
甲醇的选择性
①210-270℃间,在甲醇的选择性上,催化效果较好的是_______。
②210-270℃间,催化剂2条件下的转化率随温度的升高而增大,可能原因为_______。
II.工业上用和通过如下反应合成尿素:。t℃时,向容积恒定为的密闭容器中充入和发生反应。
(3)下列能说明反应达到化学平衡状态的是_______(填字母)。
a.相同时间内,键断裂,同时有键形成
b.容器内气体总压强不再变化
c.
d.容器内气体的密度不再改变
(4)的物质的量随时间的变化如下表所示:
的平衡转化率为_______;t°C时,该反应的平衡常数K=_______。
III.中科院研究所利用和甲酸(HCOOH)的相互转化设计并实现了一种可逆的水系金属二氧化碳电池,结构如图所示:
(5)放电时,正极上的电极反应为_______;若电池工作时产生a库仑的电量,则理论上消耗锌的质量为_______g。(已知:转移1ml电子所产生的电量为96500库仑)
9.利用甲醇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.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
①_________。
②工业上采用吸附增强制氢的方法,可以有效提高反应Ⅰ氢气的产率,如图所示,请分析加入提高氢气产率的原因:_________。
(2)和充入一定体积的密闭容器中,在两种温度下发生反应:,测得的物质的量随时间的变化如图。
①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为_________。(填“>”或“=”或“<”)
②一定温度下,在容积为的两个恒容密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍,则乙容器起始时反应速率_________。(填“>”“<”或“=”)。
③一定温度下,此反应在恒压容器中进行,能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_________。
a.容器中压强不变
b.的体积分数不变
c.
d.容器中密度不变
e.2个断裂的同时有3个断裂
(3)已知电离常数:,:,,则向溶液中通入少量时的离子方程式为_________。
(4)利用人工光合作用,借助太阳能使和转化为,如图所示,在催化剂b表面发生的电极反应为:_________。
10.习近平主席在第75届联合国大会提出我国要实现2030年碳达峰、2060年碳中和的目标。因此的捕获、利用与封存成为科学家研究的重要课题。研究表明和在催化剂存在下可发生反应制得合成气: 。回答下列问题:
(1)已知、和的燃烧热分别为、和。上述反应的焓变_________。
(2)将原料按充入密闭容器中,保持体系压强为发生反应,达到平衡时体积分数与温度的关系如图1所示。
①下,平衡时容器体积与初始容器体积之比为_________;该温度下,此反应的平衡常数_________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数)
②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时的体积分数,_________点对应的平衡常数最小,_________点对应的压强最大。
(3)在其他条件相问,不同催化剂(A、B)作用下,使原料和反应相同的时间,的产率随反应温度的变化如图2:
①在催化剂A、B作用下,它们正、逆反应活化能差值分别用和表示,则_________(填“>”、“<”或“=”)。
②y点对应的_________ (填“>”、“<”或“=”)z点对应的。
③图中点时反应_________ (填“是”或“否”)达到平衡状态。
温度/℃
480
500
520
550
转化率/%
7.9
11.5
20.2
34.8
R
2.6
2.4
2.1
1.8
时间/min
0
30
70
80
100
1.6
l.0
0.8
0.8
0.8
容器
甲
乙
反应物投入量
、
、、、
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