2025届高三化学二轮专题练习 - 化学反应原理综合题（含解析）.DOCX

化学反应原理综合题

1.(2023·潮州二模)合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是目前最有效的工业固氮方法,解决数亿人口生存问题。合成氨的反应历程和能量变化如图所示。请回答下列问题:

(1)1molN2分子中π键数目为NA,合成氨反应的热化学方程式为?

。?

(2)对总反应速率影响较大的步骤的化学方程式为

。?

(3)在t℃、压强为0.9MPa条件下,向一恒压密闭容器中通入氢氮比为3的混合气体,体系中气体的含量与时间变化关系如图所示:

①反应20min达到平衡,试求0~20min内氨气的平均反应速率v(NH3)=MPa·min-1,该反应的Kp=(用数字表达式表示)。(Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)?

②以下叙述能说明该条件下反应达到平衡状态的。?

a.氨气的体积分数保持不变

b.容器中氢氮比保持不变

c.N2和NH3平均反应速率之比为1∶2

d.气体密度保持不变

③若起始条件相同,在恒容容器中发生反应,则达到平衡时H2的含量符合图中点(填“d”“e”“f”或“g”)。?

(4)NH3可在Pt—HY催化剂表面消除氮氧化物等大气污染物。

研究表明,在Pt—HY催化剂中,Pt表面上形成的NH3以NH4+的形式被储存。随后在HY载体上,NH4+与NO和O2产生

。?

(已知该反应的NO和O2物质的量之比为1∶1)

(5)利用催化剂通过电化学反应在室温下合成氨的原理如图所示,该装置中阴极的电极反应式为?

。?

2.以CO2为原料制备甲醇、合成气、淀粉等能源物质具有广阔的发展前景。在催化剂的作用下,氢气还原CO2的过程中可同时发生反应①②。

①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-50kJ·mol-1

②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)

ΔH2=+41.1kJ·mol-1

(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

ΔH3=kJ·mol-1。?

(2)已知ΔH-TΔS0时,反应能自发进行反应,反应①的ΔS=-180J·mol-1·K-1,则反应①自发进行的温度不超过K(保留一位小数)。?

(3)在恒温恒容密闭容器中,充入一定量的CO2及H2,起始及达到平衡时,容器内各气体的物质的量及总压强数据如表所示:

起始

平衡

n(CO2)/mol

0.5

0.2

n(H2)/mol

0.9

n(CH3OH)/mol

0

m

n(CO)/mol

0

n(H2O)/mol

0

0.3

总压/kPa

p0

p

已知p0=1.4p,则表中m=;反应①的平衡常数Kp=(kPa)-2(用含p的代数式表示),Kp为压强平衡常数,是在化学平衡体系中,用各气体物质的分压替代浓度计算的平衡常数。?

(4)向恒压反应器中通入3molH2和1molCO2,CO2的平衡转化率及CH3OH的平衡产率随温度变化的关系如图所示。已知:CH3OH的产率=CH3

图中500K以后,CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是?

。?

(5)CO2的综合利用有利于“碳中和”,CO2分子在晶体中的堆积方式如图所示,该晶体为面心立方最密堆积结构,晶胞边长为apm,则该晶体的密度ρ=g/cm3(列出计算式,设NA为阿伏加德罗常数)。?

(6)温室气体CO2的用途广泛,请写出一种与其物理性质相关的用途:?

。?

3.(2023·常德一模)氰化氢(HCN)分子被认为是生命起源中重要的中间体之一,主要应用于电镀业、采矿业等,可制造各种树脂单体。迄今为止,它所产生的与生物相关联的化合物种类最多。

(1)HCN的合成

氰化氢可用甲烷氨氧化法合成,其热化学反应方程式为:CH4(g)+NH3(g)HCN(g)+3H2(g)ΔH

相关化学键的键能数据如下表:

化学键

C—H

N—H

C≡N

H—H

E(kJ/mol)

414

393

891

436.4

上述反应的ΔH为。?

(2)HCN的性质

已知25℃时有关弱电解质的电离平衡常数如下表:

弱电解质化学式

电离平衡常数

CH3COOH

1.8×10-5

HCN

4.9