2025年高考化学复习提升训练:原理综合题
1.氨是一种理想的储氢载体,具有储氢密度高、储运技术成熟等优点。已知时,反应①:;物质的量分数。
回答问题:
(1)题述条件下,反应②: 。
(2)设反应为一步完成,且与温度无关,已知下,反应①活化能为,则分解反应的活化能为 。
(3)既能影响反应②平衡转化率又能影响其反应速率的因素有 、 。
(4)温度T下恒容密闭容器中进行氨催化分解反应,关系曲线如图所示,其函数关系 (写表达式),增大氨的初始分压,氨的转化速率 ;假设吸附到催化剂表面后都变成活化分子,其它条件不变,改用比表面积更大的催化剂,则单位时间的产量将 。
2.高辛烷值的汽油可提升发动机的抗爆震性能,异构烷烃具有较高的辛烷值。
(1)在密闭容器中,(正戊烷)发生异构化反应,可同时生成(异戊烷)和(新戊烷),其平衡常数随温度的变化如下表所示。
异构化反应
反应1 2.80 2.50 2.31
反应2 1.40 1.00 0.77
①体系平衡后,增加压强,反应1的平衡 (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
②平衡时,和的体积比值为 。
③根据上表数据推断为吸热反应,其推断过程是 。
(2)加入后,在双功能催化剂/分子筛上发生异构化反应且选择性高,主要产物为,其反应机理如下(表示分子筛固体酸催化剂):
对于反应,下列说法正确的是_______。
A.只能催化脱氢反应,不能催化加氢反应
B.的加入增大了平衡常数,有利于反应的进行
C.分子筛固体酸催化剂酸性越强,越有利于的形成
D.的加入促进了的加氢反应,减少了副反应的发生
(3)(四乙基铅)能提高汽油的辛烷值,可电解合成。电解池的阳极为,阴极为碳钢,电解液为溶有格氏试剂()的有机体系。
①阳极上生成的电极反应式为 。
②为了实现阴极产物的循环利用,电解一段时间后,需在阴极区不断加入适量的,其原理是 。
③为减少铅污染,被限制使用。是一种潜在替代品,其电解合成的原理如图所示(为催化剂)。总反应化学方程式为 ;外电路转移电子时,理论上可生成的物质的量为 。
3.石油开采的天然气含有H2S。综合利用天然气制氢是实现“碳中和”的重要途径。CH4和H2S重整制氢的主要反应如下:
反应Ⅰ:CH4(g)+2H2S(g) CS2(g)+4H2(g) ΔH1=+260kJ/mol
反应Ⅱ:CH4(g) C(s)+2H2(g) ΔH2=+90kJ/mol
反应Ⅲ:2H2S(g) S2(g)+2H2(g) ΔH3=+181kJ/mol
回答下列问题:
(1)H2S分子的电子式为 。
(2)反应Ⅳ:CS2(g) S2(g)+C(s) ΔH4= kJ/mol。
(3)保持反应器进料口总压为100kPa.分别以8kPaCH4、24kPaH2S(He作辅气)与25kPaCH4、75kPaH2S进料。CH4平衡转化率与温度的关系如图1,含有He的曲线为 ,理由是 。
(4)假设在10L的恒温刚性容器中,通入0.3mol CH4和0.15mol H2S发生反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,起始总压为P0.CH4和H2S的转化率与时间的关系如图2,0~5min内H2的化学反应速率为 mol/(L min);5min时,容器内总压为 。
(5)假设H2S和CH4的混合气体在某固体催化剂上的吸附服从Langmuir等温吸附(吸附分子彼此不发生相互作用,且气体分子为单分子层吸附)。吸附等温式为:。其中a是气体的吸附系数,Vm是气体在固体表面的饱和吸附量(标态),P是气体的分压,V是气体分压为P时的平衡吸附量(标态)。在一定温度下,H2S的吸附系数是CH4的4倍,当H2S的分压为2MPa及4MPa,CH4和H2S的分压相同时,H2S平衡吸附量分别为0.6m3/kg和0.8m3/kg(已换算成标态),则H2S的吸附系数为 MPa﹣1。
(6)与传统天然气制氢中需要脱硫将H2S转化为硫黄和水相比,上述方法优点是 。
4.是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备。
(1)方法一:早期以硝石(含)为氮源制备,反应的化学方程式为:。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和 。
(2)方法二:以为氮源催化氧化制备,反应原理分三步进行。
①第I步反应的化学方程式为 。
②针对第Ⅱ步反应进行研究:在容积可变的密闭容器中,充入和进行反应。在不同压强下(、),反应达到平衡时,测得转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因 。
(3)方法三:研究表明可以用电解法以为氮源直接制备,其原理示意图如下。
①电极a表面生成的电极反应式: 。
②研究发现:转化可能的途径为。电极a表面还发生iii.。iii的存在,有利于途径ii,原因是 。
(4)人工固氮是高能耗的过程,结合分子结构解释原因 。方法三为的直接利用提供了一种新的思路。
5.回答下列问题:
(1)氟单质常温下能腐蚀等金属,但工业上却可用制容器储存,其原因是 。
是极强的氧化剂,用和可制备稀有气体离子化合物,六氟合铂氙的制备方式如图所示
(2)上述反应中的催化剂为_______。
A. B. C. D.
(3)上述过程中属于氧化还原反应的是_______。
A.② B.③ C.④ D.⑤
(4)氟气通入氙(Xe)会产生三种氟化物气体。现将的和的同时通入的容器中,反应后,测得容器内共有气体,且三种氟化物的比例为,则内的速率 。
6.探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。丙烷制烯烃过程主要发生的反应有
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
已知:为用气体分压表示的平衡常数,分压=物质的量分数×总压。在下,丙烷单独进料时,平衡体系中各组分的体积分数见下表。
物质 丙烯 乙烯 甲烷 丙烷 氢气
体积分数(%) 21 23.7 55.2 0.1 0
(1)比较反应自发进行( G= H-T S<0)的最低温度,反应 ⅰ 反应 ⅱ(填“>”或“<”)。
(2)①在该温度下,Kp2远大于 Kp1,但φ(C3H6)和φ(C2H4)相差不大,说明反应 ⅲ 的正向进行有利于反应 ⅰ 的 反应和反应 ⅱ 的 反应(填“正向”或“逆向”)。
②从初始投料到达到平衡,反应 ⅰ、ⅱ、ⅲ 的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为: 。
③平衡体系中检测不到,可认为存在反应:,下列相关说法正确的是 (填标号)。
a.
b.
c.使用催化剂,可提高丙烯的平衡产率
d.平衡后再通入少量丙烷,可提高丙烯的体积分数
④由表中数据推算:丙烯选择性 (列出计算式)。
(3)丙烷甲醇共进料时,还发生反应:
ⅳ.
在下,平衡体系中各组分体积分数与进料比的关系如图所示。
①进料比n(丙烷)(甲醇)时,体系总反应:
②随着甲醇投料增加,平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是 。
7.银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。
(1)在银催化下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根据图所示,回答下列问题:
①中间体生成吸附态的活化能为 。
②由生成的热化学方程式为 。
(2)一定条件下,银催化剂表面上存在反应:,该反应平衡压强与温度的关系如下:
401 443 463
10 51 100
①时的平衡常数 。
②起始状态Ⅰ中有和,经下列过程达到各平衡状态:
已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等,下列叙述正确的是 (填字母)。
A.从Ⅰ到Ⅱ的过程
B.
C.平衡常数:
D.若体积,则
E.逆反应的速率:
③某温度下,向恒容容器中加入,分解过程中反应速率与压强的关系为,k为速率常数(定温下为常数)。当固体质量减少时,逆反应速率最大。若转化率为,则 (用表示)。
(3)可用作固体离子导体,能通过加热制得。上述两种晶体的晶胞示意图如图所示(为了简化,只画出了碘离子在晶胞中的位置)。
①测定晶体结构最常用的仪器是 (填字母)。
A.质谱仪 B.红外光谱仪 C.核磁共振仪 D.射线衍射仪
②与晶胞的体积之比为 。
③测定中导电离子类型的实验装置如图所示。实验测得支管a中质量不变,可判定导电离子是而不是,依据是 。
8.空气中含量的控制和资源利用具有重要意义。
(1)燃煤烟气中的捕集可通过如下所示的物质转化实现。
“吸收”后所得的溶液与石灰乳反应的化学方程式为 ;载人航天器内,常用LiOH固体而很少用KOH固体吸收空气中的,其原因是 。
(2)合成尿素[]是利用的途径之一。尿素合成主要通过下列反应实现
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
①密闭体系中反应Ⅰ的平衡常数(K)与温度的关系如图甲所示,反应Ⅰ的 (填“=0”或“>0”或“<0”)。
②反应体系中除发生反应Ⅰ、反应Ⅱ外,还发生尿素水解、尿素缩合生成缩二脲[]和尿素转化为氰酸铵()等副反应。尿素生产中实际投入和的物质的量之比为,其实际投料比值远大于理论值的原因是 。
(3)催化电解吸收的KOH溶液可将转化为有机物。在相同条件下,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率()随电解电压的变化如图乙所示。
其中,,n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数。
①当电解电压为时,电解过程中含碳还原产物的为0,阴极主要还原产物为 (填化学式)。
②当电解电压为时,阴极由生成的电极反应式为 。
③当电解电压为时,电解生成的和的物质的量之比为 (写出计算过程)。
9.催化剂能催化脱除烟气中的NO,反应为 。
(1)催化剂的制备。将预先制备的一定量的粉末置于80℃的水中,在搅拌下加入一定量的溶液,经蒸发、焙烧等工序得到颗粒状催化剂。在水溶液中水解为沉淀的离子方程式为 ;反应选用溶液而不选用溶液的原因是 。
(2)催化剂的应用。将一定物质的量浓度的NO、、(其余为)气体匀速通过装有催化剂的反应器,测得NO的转化率随温度的变化如题图所示。反应温度在320~360℃范围内,NO转化率随温度变化不明显的原因是 ;反应温度高于380℃,NO转化率下降,除因为进入反应器的NO被还原的量减少外,还有 (用化学方程式表示)。
(3)废催化剂的回收。回收废催化剂并制备的过程可表示为
①酸浸时,加料完成后,以一定速率搅拌反应。提高钒元素浸出率的方法还有 。
②通过萃取可分离钒和钨,在得到的钒酸中含有。已知具有八元环结构,其结构式可表示为 。
③向pH=8的溶液中加入过量的溶液,生成沉淀。已知:,加过量溶液的目的是 。
10.磷酸二氢钾在工农业生产及国防工业等领域都有广泛的应用。某研究小组用质量分数为85%的磷酸与反应制备,反应方程式为一定条件下的实验结果如图1所示。
回答问题:
(1)该条件下,反应至1h时KCl的转化率为 。
(2)该制备反应的随温度变化关系如图2所示。该条件下反应为 反应(填“吸热”或“放热”),且反应热随温度升高而 。
(3)该小组为提高转化率采用的措施中有:使用浓磷酸作反应物、向系统中不断通入水蒸气等。它们能提高转化率的原因是:不使用稀磷酸 ;通入水蒸气 。
(4)298K时,的平衡常数 。(已知的)
11.配合物广泛存在于自然界,且在生产和生活中都发挥着重要作用。
(1)某有机物能与形成橙红色的配离子,该配离子可被氧化成淡蓝色的配离子。
①基态的电子轨道表示式为 。
②完成反应的离子方程式:
(2)某研究小组对(1)中②的反应进行了研究。
用浓度分别为的溶液进行了三组实验,得到随时间t的变化曲线如图。
①时,在内,的平均消耗速率= 。
②下列有关说法中,正确的有 。
A.平衡后加水稀释,增大
B.平衡转化率:
C.三组实验中,反应速率都随反应进程一直减小
D.体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间:
(3)R的衍生物L可用于分离稀土。溶液中某稀土离子(用M表示)与L存在平衡:
研究组配制了L起始浓度与L起始浓度比不同的系列溶液,反应平衡后测定其核磁共振氢谱。配体L上的某个特征H在三个物种中的化学位移不同,该特征H对应吸收峰的相对峰面积S(体系中所有特征H的总峰面积计为1)如下表。
0 1.00 0 0
a x 0.64
b 0.40 0.60
【注】核磁共振氢谱中相对峰面积S之比等于吸收峰对应H的原子数目之比;“”表示未检测到。
①时, 。
②时,平衡浓度比 。
(4)研究组用吸收光谱法研究了(3)中M与L反应体系。当时,测得平衡时各物种随的变化曲线如图。时,计算M的平衡转化率 (写出计算过程,结果保留两位有效数字)。
12.水煤气变换反应是工业上的重要反应,可用于制氢。
水煤气变换反应:
该反应分两步完成:
请回答:
(1) 。
(2)恒定总压和水碳比[]投料,在不同条件下达到平衡时和的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表:
条件1 0.40 0.40 0
条件2 0.42 0.36 0.02
①在条件1下,水煤气变换反应的平衡常数 。
②对比条件1,条件2中产率下降是因为发生了一个不涉及的副反应,写出该反应方程式 。
(3)下列说法正确的是______。
A.通入反应器的原料气中应避免混入
B.恒定水碳比,增加体系总压可提高的平衡产率
C.通入过量的水蒸气可防止被进一步还原为
D.通过充入惰性气体增加体系总压,可提高反应速率
(4)水煤气变换反应是放热的可逆反应,需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示),保证反应在最适宜温度附近进行。
①在催化剂活性温度范围内,图2中b-c段对应降温操作的过程,实现该过程的一种操作方法是 。
A.按原水碳比通入冷的原料气 B.喷入冷水(蒸气) C.通过热交换器换热
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温,在图3中作出平衡转化率随温度变化的曲线 。
(5)在催化剂活性温度范围内,水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高,该反应的反应速率先增大后减小,其速率减小的原因是 。
13.一定条件下,水气变换反应的中间产物是。为探究该反应过程,研究水溶液在密封石英管中的分解反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
研究发现,在反应Ⅰ、Ⅱ中,仅对反应Ⅰ有催加速作用;反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ,近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水电离,其浓度视为常数。回答下列问题:
(1)一定条件下,反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为、,则该条件下水气变换反应的焓变 (用含的代数式表示)。
(2)反应Ⅰ正反应速率方程为:,k为反应速率常数。温度下,电离平衡常数为,当平衡浓度为时,浓度为 ,此时反应Ⅰ的反应速率 (用含和k的代数式表示)。
(3)温度下,在密封石英管内完全充满水溶液,使分解,分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。时刻测得的浓度分别为,反应Ⅱ达平衡时,测得的浓度为。体系达平衡后 (用含y的代数式表示,下同),反应Ⅱ的平衡常数为 。
相同条件下,若反应起始时溶液中同时还含有盐酸,则图示点中,的浓度峰值点可能是 (填标号)。与不含盐酸相比,达浓度峰值时,浓度 (填“增大”“减小”或“不变”),的值 (填“增大”“减小”或“不变”)。
14.聚苯乙烯是一类重要的高分子材料,可通过苯乙烯聚合制得。
Ⅰ.苯乙烯的制备
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
③
计算反应④的△H4= kJ/mol;
(2)在某温度、100 kPa下,向反应器中充入1 mol气态乙苯发生反应④,其平衡转化率为50%,欲将平衡转化率提高至75%,需要向反应器中充入 mol水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应);
(3)在913 K、100 kPa下,以水蒸气作稀释气。Fe2O3作催化剂,乙苯除脱氢生成苯乙烯外,还会发生如下两个副反应:
⑤
⑥
以上反应体系中,芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S()随乙苯转化率的变化曲线如图所示,其中曲线b代表的产物是 ,理由是 ;
(4)关于本反应体系中催化剂Fe2O3的描述错误的是_______;
A.X射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构
B.Fe2O3可改变乙苯平衡转化率
C.Fe2O3降低了乙苯脱氢反应的活化能
D.改变Fe2O3颗粒大小不影响反应速率
Ⅱ.苯乙烯的聚合
苯乙烯聚合有多种方法,其中一种方法的关键步骤是某Cu(Ⅰ)的配合物促进C6H5CH2X (引发剂,X表示卤素)生成自由基C6H5CH2·,实现苯乙烯可控聚合。
(5)引发剂C6H5CH2Cl、C6H5CH2Br、C6H5CH2I中活性最高的是 ;
(6)室温下,①Cu+在配体L的水溶液中形成[Cu(L)2]+,其反应平衡常数为K;②CuBr在水中的溶度积常数为Ksp。由此可知,CuBr在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为 (所有方程式中计量系数关系均为最简整数比)。
15.纳米碗是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下,可以由分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。的反应机理和能量变化如下:
回答下列问题:
(1)已知中的碳氢键和碳碳键的键能分别为和,H-H键能为。估算的 。
(2)图示历程包含 个基元反应,其中速率最慢的是第 个。
(3)纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为 、 。
(4)1200K时,假定体系内只有反应发生,反应过程中压强恒定为(即的初始压强),平衡转化率为α,该反应的平衡常数为 (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(5)及反应的(为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下,(R为理想气体常数,c为截距)。图中两条线几乎平行,从结构的角度分析其原因是 。
(6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率,又能增大生成的反应速率的是 (填标号)。
a.升高温度 b.增大压强 c.加入催化剂
16.硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途,如可用作农药防治小麦黑穗病,制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题:
(1)在气氛中,的脱水热分解过程如图所示:
根据上述实验结果,可知 , 。
(2)已知下列热化学方程式:
则的 。
(3)将置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:(Ⅰ)。平衡时的关系如下图所示。时,该反应的平衡总压 、平衡常数 。随反应温度升高而 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)提高温度,上述容器中进一步发生反应(Ⅱ),平衡时 (用表示)。在时,,则 , (列出计算式)。
17.甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
反应③的 ,平衡常数 (用表示)。
(2)电喷雾电离等方法得到的(等)与反应可得。与反应能高选择性地生成甲醇。分别在和下(其他反应条件相同)进行反应,结果如下图所示。图中的曲线是 (填“a”或“b”。、时的转化率为 (列出算式)。
(3)分别与反应,体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似,图中以示例)。
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢,则与反应的能量变化应为图中曲线 (填“c”或“d”)。
(ⅲ)与反应,氘代甲醇的产量 (填“>”“<”或“=”)。若与反应,生成的氘代甲醇有 种。
18.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)。
19.金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途,目前生产钛的方法之一是将金红石转化为,再进一步还原得到钛。回答下列问题:
(1)转化为有直接氯化法和碳氯化法。在时反应的热化学方程式及其平衡常数如下:
(ⅰ)直接氯化:
(ⅱ)碳氯化:
①反应的为 , Pa。
②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化,其原因是 。
③对于碳氯化反应:增大压强,平衡 移动(填“向左”“向右”或“不”);温度升高,平衡转化率 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)在,将、C、以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
①反应的平衡常数 。
②图中显示,在平衡时几乎完全转化为,但实际生产中反应温度却远高于此温度,其原因是 。
(3)碳氯化是一个“气—固—固”反应,有利于“固—固”接触的措施是 。
20.化学链燃烧()是利用载氧体将空气中的氧传输至燃料的新技术,与传统燃烧方式相比,避免了空气和燃料的直接接触,有利于高效捕集。基于载氧体的甲烷化学链燃烧技术示意图如下。
空气反应器与燃料反应器中发生的反应分别为:
①
②
(1)反应 。
(2)反应②的平衡常数表达式 。
(3)氧的质量分数:载氧体Ⅰ (填“>”“=”或“<”)载氧体Ⅱ。
(4)往盛有载氧体的刚性密闭容器中充入空气【氧气的物质的量分数为21%】,发生反应①。平衡时随反应温度T变化的曲线如图所示。时的平衡转化率 (保留2位有效数字)。
(5)根据下图,随温度升高而增大的原因是 。反应温度必须控制在以下,原因是 。
(6)载氧体掺杂改性,可加快化学链燃烧速率。使用不同掺杂的载氧体,反应②活化能如下表所示。
载氧体掺杂物质 氧化铝 膨润土
活化能/
由表中数据判断:使用 (填“氧化铝”或“膨润土”)掺杂的载氧体反应较快;使用氧化铝或者膨润土掺杂的载氧体,单位时间内燃料反应器释放的热量分别为、,则a b(填“>”“=”或“<”)。
21.丙烯是一种重要的化工原料,可以在催化剂作用下,由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。
反应Ⅰ(直接脱氢):C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)△H1=+125kJ·mol-1
反应Ⅱ(氧化脱氢):C3H8(g)+O2(g)=C3H6(g)+H2O(g)△H2=-118kJ·mol-1
(1)已知键能:E(C—H)=416kJ·mol-1,E(H—H)=436kJ·mol-1,由此计算生成1mol碳碳π键放出的能量为 kJ。
(2)对于反应Ⅰ,总压恒定为100kPa,在密闭容器中通入C3H8和N2的混合气体(N2不参与反应),从平衡移动的角度判断,达到平衡后“通入N2”的作用是 。在温度为T1时,C3H8的平衡转化率与通入气体中C3H8的物质的量分数的关系如图a所示,计算T1时反应Ⅰ的平衡常数Kp= kPa(以分压表示,分压=总压×物质的量分数,保留一位小数)。
(3)在温度为T2时,通入气体分压比为p(C3H8):p(O2):p(N2)=10:5:85的混合气体,各组分气体的分压随时间的变化关系如图b所示。0~1.2s生成C3H6的平均速率为 kPa·s-1;;在反应一段时间后,C3H8和O2的消耗速率比小于2∶1的原因为 。
(4)恒温刚性密闭容器中通入气体分压比为p(C3H8):p(O2):p(N2)=2:13:85的混合气体,已知某反应条件下只发生如下反应(k,k′为速率常数):
反应Ⅱ:2C3H8(g)+O2(g)=2C3H6(g)+2H2O(g) k
反应Ⅲ:2C3H6(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(g) k′
实验测得丙烯的净生成速率方程为v(C3H6)=kp(C3H8)-k′p(C3H6),可推测丙烯的浓度随时间的变化趋势为 ,其理由是 。
22.苯催化加氢制备环己烷是化工生产中的重要工艺,一定条件下,发生如下反应:
Ⅰ.主反应:(g)+3H2(g) (g) H1<0
Ⅱ.副反应:(g) (g) H2>0
回答下列问题:
(1)已知:Ⅲ.
Ⅳ.2 (g)+15O2(g) 12CO2(g)+6H2O(l) H4
Ⅴ.(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) H5
则 (用、和表示)。
(2)有利于提高平衡体系中环己烷体积分数的措施有_______。
A.适当升温 B.适当降温 C.适当加压 D.适当减压
(3)反应Ⅰ在管式反应器中进行,实际投料往往在的基础上适当增大用量,其目的是 。
(4)氢原子和苯分子吸附在催化剂表面活性中心时,才能发生反应,机理如图。当中混有微量或等杂质时,会导致反应Ⅰ的产率降低,推测其可能原因为 。
(5)催化剂载体中的酸性中心能催化苯及环己烷的裂解。已知酸性中心可结合孤电子对,下图中可作为酸性中心的原子的标号是 (填“①”“②”或“③”)。
(6)恒压反应器中,按照投料,发生Ⅰ、Ⅱ反应,总压为,平衡时苯的转化率为α,环己烷的分压为p,则反应1的 (列出计算式即可,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
《2025年高考化学复习提升训练:原理综合题》参考答案
1.(1)+92
(2)427
(3) 压强 温度
(4) 不变 增大
2.(1) 不移动 2 由盖斯定律可知,反应1-反应2得,根据上表数据,、、,升高温度,K值增大,反应正向进行
(2)C
(3) 阴极得到电子发生还原反应生成镁单质:,在阴极区不断加入适量的,发生反应,实现阴极产物的循环利用 0.5
3.(1)
(2)+11
(3) M 总压一定,充入氦气,反应物分压减小,相当于减压,反应Ⅰ、Ⅱ均正向移动,CH4平衡转化率增大
(4) 1.2×10-3 P0
(5)0.4
(6)H2S得到了综合利用,3步反应均生成了H2
4.(1)难挥发性
(2) ,该反应正向气体分子总数减小,同温时,条件下转化率高于,故,x、y点转化率相同,此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响
(3) 反应iii生成,将氧化成,更易转化成
(4)中存在氮氮三键,键能高,断键时需要较大的能量,故人工固氮是高能耗的过程
5.(1)氟单质与铜制容器表面的铜反应形成一层保护性的氟化铜薄膜,可阻止氟与铜进一步反应
(2)C
(3)AB
(4)
6.(1)>
(2) 正向 逆向 ⅱ>ⅰ>ⅲ ab
(3) -29 甲醇投料增加,氢气增多,导致反应1逆移,则丙烯体积分数降低
7.(1) 83
(2) 10 CDE
(3) D 12:7 a中银电极质量减小,b中银电极质量增大
8.(1) 相同质量的LiOH固体可吸收更多二氧化碳
(2) <0 适当抑制副反应的发生,尿素中氮碳比大于副产物中缩二脲的氮碳比,氨气与二氧化碳的投料比越大,二氧化碳转化率越高
(3) H2 或 每生成1mol转移12mole-,每生成1mol转移2mole-,故电解生成的和的物质的量之比为
9.(1) 制得的催化剂中不含Na+
(2) 在该温度范围内,催化剂活性变化不大,消耗NO的反应速率与生成NO的反应速率随温度升高而增大,对NO转化率的影响相互抵消
(3) 提高反应温度、延长浸出时间 促进充分沉淀
10.(1)70%
(2) 吸热 降低
(3) 使用浓磷酸作反应物可以提高磷酸的浓度,促使反应正向进行 使得气体中氯化氢的分压减小,促使反应正向进行
(4)
11.(1) HNO2
(2) AB
(3) 0.36 3:4或0.75
(4)98%
12.(1)6
(2) 2 CO+3H2CH4+H2O
(3)AC
(4) A
(5)随着温度的升高,反应物分子在催化剂表面的吸附降低,从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低,反应速率减小
13.(1)-
(2)
(3) a 减小 不变
14.(1)+118
(2)5
(3) 苯 反应④为主反应,反应⑤⑥为副反应,则苯乙烯的选择性最高,在恒温恒压下,随着乙苯转化率的增大,反应⑤向正反应方向移动,反应⑥平衡不受压强影响,故曲线b代表产物苯
(4)BD
(5)C6H5CH2I
(6)K Ksp
15.(1)128
(2) 3 3
(3) 6 10
(4)
(5)因这两个反应化学键变化相同,使得焓变数值相近,Lnk的斜率取决于焓变,所以两条线几乎平行。
(6)a
16.(1) 4 1
(2)(a+c-2b)
(3) 3 增大
(4) 46.26
17.(1) 或
(2) b
(3) Ⅰ c <
2
18.(1) (或) 放出热量 作催化剂或降低反应活化能
(2)C
(3) 或 8
19.(1) -223 1.2×1014 碳氯化反应气体分子数增加, H小于0,是熵增、放热过程,熵判据与焓判据均是自发过程,而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程 向左 变小
(2) 7.2×105 为了提高反应速率,在相同时间内得到更多的TiCl4产品,提高效益
(3)将两固体粉碎后混合,同时鼓入Cl2,使固体粉末“沸腾”
20.(1)
(2)(或)
(3)>
(4)58%
(5) 反应①为放热反应,温度升高平衡左移 温度高于时,大于21%,载氧体无法载氧
(6) 膨润土 <
21.(1)271
(2) 减小气体浓度,使平衡右移,提高C3H8(g)转化率 16.7
(3) 2 H2和C3H6都消耗O2
(4) 先增大后减小 反应开始时,体系中主要发生反应Ⅱ,c(C3H6)逐渐增大,随着反应进行,p(C3H8)减小,p(C3H6)增大,v(C3H6)减小,体系中主要发生反应Ⅲ,c(C3H6)逐渐减小
22.(1)
(2)BC
(3)提高苯的利用率
(4)金属催化剂会与H2S或CO反应从而失去催化活性
(5)②
(6)