专题五　大题突破1　热化学、电化学与化学反应速率、平衡的综合分析(A、B两练)（含解析）-2025高.docx

热化学、电化学与化学反应速率、平衡的综合分析(A、B两练)

题型突破练(A)

1.(12分)(2024·南通如皋高三模拟)二氧化碳的综合利用具有重要意义。

(1)工业上以CO2和CH4为原料可以制取合成气(CO和H2)。

①已知CH4、H2、CO的燃烧热分别为890.3kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1、283kJ·mol-1，则反应CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)的ΔH=。?

②将CO2和CH4以体积比1∶1混合后，通过装有催化剂的反应管。下列措施有利于提高CH4转化率的是(填字母)。?

a.将反应管控制在催化剂的最大活性温度范围内

b.延长混合气体通过反应管的时间

c.向反应管中加入少量炭粉

(2)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理如图1所示。

①写出阴极CO2还原为HCOO-的电极反应式：。?

②电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是。?

(3)一种负载活性金属原子催化剂可催化还原CO2，在催化剂表面的物质相对能量与反应历程的关系如图2所示。

①反应中催化剂的活性会因为生成CO的不断增多而逐渐减弱，原因是。?

②CH3OH可由中间体X或Y经过如图3所示2步转化得到。X和Y的组成相同，催化剂载体中的活性金属带正电性，Y与活性金属结合后的相对能量低于X。在图4方框内画出Y的结构简式。

2.(12分)(2024·泰州市统考模拟)空气中CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要意义。

(1)利用高炉炼铁尾气中的CO2制取有机物的过程如下：

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(FE%)随电解电压的变化如图1所示：

FE%=QX(生成还原产物X所需要的电量)Q总(电解过程中通过的总电量

“电解”在质子交换膜电解池中进行，生成HCOOH的电极反应式为，当电解电压为U1时，生成C2H5OH和HCOOH的选择性之比为。?

(2)利用铟氧化物催化CO2、H2制取CH3OH的可能机理如图2所示，In2O3无催化活性，形成氧空位后具有较强催化活性，将固定比例的CO2、H2混合气体以不同流速通过装有催化剂的反应管，CH3OH选择性、CO2转化率随气体流速变化曲线如图3所示。

①图2中的反应每生成1molCH3OH(g)放出49kJ的热量，其热化学方程式为。?

②若原料气中H2比例过低、过高均会减弱催化剂活性，原因是。?

③制取CH3OH时，同时发生反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH0，气体流速分别为15000mL·h-1和21000mL·h-1，相同时间内生成CH3OH的质量，前者后者(填“”“=”或“”)；保持气体流速不变，反应管内温度从300℃升高到320℃，测得出口处CO2和CH3OH的物质的量均减小，可能的原因是。?

3.(14分)(2023·江苏省四校高三下学期4月联考)硫和氮是生物必需的营养元素，含硫和氮的化合物在自然界中广泛存在。

(1)火山喷发产生的H2S在大气中发生如下反应：

①2H2S(g)+O2(g)===2S(g)+2H2O(l)

ΔH=akJ·mol-1

②S(g)+O2(g)===SO2(g)

ΔH=bkJ·mol-1

写出H2S(g)燃烧的热化学方程式?。?

(2)工业上可用NaClO碱性溶液吸收SO2。为了提高吸收效率，常用Ni2O3作为催化剂。反应过程中产生的四价镍和氧原子具有极强的氧化能力，可加快对SO2的吸收。该催化过程如图所示。Ca(ClO)2也可用于脱硫，且脱硫效果比NaClO更好，原因是。?

(3)氮的氧化物脱除可以利用电化学原理，利用如图所示装置可同时吸收SO2和NO。

已知：H2S2O4是一种弱酸。

①阴极的电极反应式为。?

②若无能量损失，相同条件下，SO2和NO的体积比为时，两种气体恰好被完全处理。?

(4)已知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步。

第一步：2NO(g)N2O2(g)(快反应)

第二步：N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢反应)

用O2表示的速率方程为v(O2)=k1c2(NO)·c(O2)；用NO2表示的速率方程为v(NO2)=k2c2(NO)·c(O2)，k1与k2分别表示速率常数，则k1k2=(填数值

(5)太阳能光电催化—化学耦合分解H2S的装置如图所示。

①该太阳能光电催化—化学耦合分解H2S的过程可描述为。?