2022届高考化学复习专题反应原理综合题.docx

1、2022届高考化学复习专题反应原理综合题1（河北省张家口市2021届高三第二次模拟）氯乙烯是制备塑料的重要中间体，可通过乙炔选择性催化加氢制备。已知：. . . .部分化学键的键能如表所示。化学键键能347.7x413.4340.2431.8回答下列问题：(1)表中x=_。(2)较低温度下乙炔选择性催化加氢过程只发生反应和。一定温度下，向盛放催化剂的恒容密闭容器中以物质的量之比为充入和，发生反应和。实验测得反应前容器内压强为，10min达到平衡时、HCl(g)的分压分别为、。内，反应的平均速率_(用分压表示，下同)。的平衡转化率为_。反应的平衡常数_。(3)高温度下，会发生反应而形成积碳，其可

2、能导致的后果为_(答出一点即可)；不同压强下，向盛放催化剂的密闭容器中以物质的量之比为充入和HCl(g)发生反应，实验测得乙炔的平衡转化率与温度的关系如图1所示。、由大到小的顺序为_；随温度升高，三条曲线逐渐趋于重合的原因为_。(4)结合试验和计算机模拟结果，有学者提出乙炔选择性催化加氢的反应历程，如图2所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注，TS表示过渡态。下列说法正确的是_(填选项字母)。A该历程中的最大能垒为B存在非极性键断裂和极性键形成C选择不同催化剂，最大能垒不发生变化2甲醇是重要的化工原料，也可作燃料。工业上可用CO2和H2在一定条件下合成甲醇。回答下列问题。（1）已知：CO

3、 和 H2 的燃烧热分别为 283.0 kJmol-1、285.8kJmol-1 ，水的汽化热为 44.0kJmol-1， 反应 CO+H2O=CO2+H2 是生成合成甲醇的原料气(CO2、H2)的重要反应，其热化学方程式为： CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H =_ kJmol-1。（2）某同学设计实验对反应进行研究。将 1mol H2O(g)和 1mol CO 充入一个恒容密闭容器中，在催化剂和一定温度下达到化学平衡。如图是 CO 的平衡转化率(%)随温度变化的曲线，260时反应的平衡常数 K=_。（3）CO2和 H2在催化剂、一定温度下合成甲醇。图为在容积为 1L 的

4、恒容密闭容器中，加入 3 molH2和 1molCO2时经过相同时间甲醇产率与反应温度的关系曲线：曲线上 A 点_(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，理由是_，C 点甲醇的产率低于 B 点的原因可能是_(填标号)。A反应活化能增大 B催化剂活性低 C副反应多 D平衡常数变大 E.平衡逆向移动（4）CO和 H2在一定条件下也可以合成甲醇。在容积为1L的恒容密闭容器中，加入 a molH2和2.0molCO，在催化剂和 260温度条件下发生反应：CO+2H2=CH3OH。图为甲醇的浓度与反应时间的关系曲线，tP 时的 v 逆_tQ 时的 v 逆(填大于、小于或等于)，判断的依据是_，达平衡

5、时氢气的浓度为 1.0mol/L，则起始时加入的氢气的物质的量为_mol。3（重庆市凤鸣山中学2020届高三第一次诊断）乙烯是重要的化工原料。用CO2催化加氢可制取乙烯：CO2(g)+3H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) H0（1）若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应的H=_kJ/mol。（用含a、b的式子表示）（2）几种化学键的键能如表所示，实验测得上述反应的H=-76kJ/mol，则表中的x=_。化学键C=OHHC=CCHHO键能/kJmol-1x436612414464（3）向1L恒容密闭容器中通入1molCO2和nmolH2，在一定条件下发生上述反应，测得CO2

6、的转化率（CO2）与反应温度T、压强P的关系如图所示。P1_P2（填“”、“”或“=”，下同）。平衡常数KB_KC。若B点时投料比=3，则平衡常数KB=_（代入数据列出算式即可，不用化简）。其他条件不变时，能同时满足增大反应速率和提高CO2转化率的措施是_。A将产物从体系不断分离出去 B给体系升温C给体系加压 D增大H2的浓度（4）以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能电池将CO2转化为乙烯的工作原理如图所示。则M极上的电极反应式为_。已知乙烯也能做燃料电池，当消耗标况下2.24L乙烯时，导线中转移电子的数目为_。4（四川省攀枝花市2021届高三第二次统一考试）CO2制甲醇是极具前景的资源化研究领域

7、。CO2制甲醇有多种方法，其中CO2催化加氢的主要反应是：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H1=-49.4kJ/mo1CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2=+41.2kJ/mo1回答下列问题：(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H3=_kJ/mol。(2)已知反应的速率方程为v正=k正x(CO2)x(H2)3，v逆=k逆x(CH3OH)x(H2O)，k正、k逆均为速率常数且只与温度有关，x为物质的量分数。其物质的量分数平衡常数Kx=_(以k正、k逆表示)(3)控制CO2和H2初始投料比为1：3时，温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO的产率的

8、影响如图所示：温度升高，CO产率上升的原因是_。在250以上，升高温度CO2的转化率增大，但甲醇的产率降低，原因是_。(4)300，在固定容积为1.0L的容器中初始投料2.0molCO2和3.2molH2，反应I达到平衡状态时，CO2的转化率为50%，甲醇的选择性为60%(参与反应的CO2中转化为甲醇的百分比)。则300时反应I的平衡常数K=_。(5)电催化还原二氧化碳制甲醇是新的研究热点。研究人员曾经用覆盖过渡金属的石墨为阴极，稀硫酸为电解质溶液，在阴极通入CO2制得甲醇。阴极的电极反应式为：_。研究人员用表面附着ZnO薄膜的Cu2O为电极，以电催化还原CO2制甲醇获得突破。附着ZnO薄膜的

9、Cu2O电极的制作方法是：在一定条件下，Cu2O为阴极，电解Zn(NO3)2溶液，在阴极表面沉积ZnO，电极反应式为(请补充完整)：Zn2+2e-=_，_。研究发现：其他条件相同时，电解不同浓度的Zn(NO3)2溶液所得电极用于电催化制备甲醇产量的关系如图，其中最适宜制作电极的Zn(NO3)2溶液浓度是_mol/L。5（四川省成都石室中学高2020届高三二诊）环境治理依然是当今的热点问题。研究相关问题具有重要意义。回答下列问题：（1）2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：2NO(g)N2O2(g) 快 H10N2O2(g)+O2(g)2NO2(g) 慢 H2”、“”或“=”)

10、。（2）工业上常利用CH4来吸收CO2生成CO和H2，再用H2和CO合成甲醇。如在恒容密闭容器中通入物质的量浓度均为1.0molL-1的CH4与CO2，在一定条件下仅发生反应：CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图1所示：则：该反应的H_(填“”)0。压强p1、p2、p3、p4由大到小的关系为_。判断的理由是_。压强为p4时，在b点：v(正)_(填“”)v(逆)。对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(记作Kp)，当p4=0.36MPa，则a点的平衡常数Kp=_(保留3位有效数字，用平衡

11、分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数)。（3）燃煤烟气中硫的回收反应为2CO(g)SO2(g)=2CO2(g)S(l)。在其他条件相同、催化剂不同时，硫的回收反应中SO2的转化率随反应温度的变化如图2所示。260时，_ (填“La2O3”NiO”或“TiO2”)的催化效率最高。La2O3和NiO作催化剂均可能使SO2的转化率达到很高，不考虑价格因素，选择La2O3的主要优点是_。（4）该小组用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液，然后电解该溶液制得了硫酸。原理如图3，写出开始电解时阳极的电极反应式_。6（西南四省名校2021届高三第三次大联考）国内外目前生产苯乙烯的方法主

12、要是乙苯脱氢法，反应原理如下：(g)(g)+H2(g) H1。(1)已知：部分化学键的键能数据如下表所示：共价键C-CC-HC=CH-H键能/(kJmol-1)347.7413.4615436则H1=_(2)实际生产过程中，通常向乙苯中掺人水蒸气，保持体系总压为常压(101kPa)的条件下进行反应。乙苯的平衡转化率与温度、投料比mm=的关系如图1所示。掺入水蒸气的目的是_；投料比(m1、m2、m3)由大到小的顺序为_；若投料比m=1：9，反应温度为600，并保持体系总压为常压的条件下进行反应，下列事实不能作为该反应达到平衡的依据的是_(填选项字母)。a.V正(乙苯)=v逆(乙苯)b.容器内气体

13、密度不再变化c.容器内气体的平均相对分子质量不再变化d.苯乙烯的体积分数不再变化。e.容器内苯乙烯与H2的物质的量之比不再变化若m2=1：9，保持体系总压为常压(101kPa)，则A点温度下，该反应的平衡常数Kp=_kPa(列出计算式即可，Kp为用平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数，分压=总压物质的量分数)；若其他条件不变，将A点对应起始反应物置于某恒容密闭容器中，则乙苯的平衡转化率_(填“”“100)和下，当进料比为2：1时，的平衡转化率为。其他条件不变的情况下，增大压强，将_(填“增大”“不变”或“减小”)；为了提高的平衡转化率，除增大压强外，还可以采取的措施有_(写一条)。计算该条件下的

14、平衡分压和平衡常数(写出计算过程)_。(3)下图是在一定温度和压强下，以活性为催化剂，和在反应器中发生反应，不同质量空速每小时内通过每千克催化剂的的质量()对转化率的影响。b点每小时每千克催化剂可以催化生产_(结果保留一位小数)。从实验数据可知，最佳的质量空速为。当质量空速高于时，转化率迅速下降的原因是_。10（四川省成都七中2020届高三理科综合二诊模拟）CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题。可利用CH4与CO2制备合成气(CO、H2)，还可制备甲醇、二甲醚、低碳烯经等燃料产品。I.科学家提出制备“合成气”反应历程分两步：反应：CH4(g)C(ads) +2H2(g) (慢反应)反应：C

15、(ads) + CO2(g)2CO(g) (快反应)上述反应中C(ads)为吸附性活性炭，反应历程的能量变化如图：(1)CH4与CO2制备合成气的热化学方程式为_：该反应在高温下可自发正向进行的原因是_，能量变化图中：E5+E1_E4+E2(填“”、“”、“”、“pbpa； 反应前后气体分子数相等，高温下以反应为主； B； 【分析】通过乙炔选择性催化加氢制备氯乙烯，较低温度下乙炔选择性催化加氢过程只发生反应和。可结合该过程的和计算，结合方程式计算出各物质的物质的量分数，利用p分=p总物质的量分数计算。随温度升高，反应、都向逆向移动，乙炔的转化率逐渐减小，当温度升到一定程度时，压强对乙炔转化率无

16、影响，说明高温下以反应为主，因为反应前后气体分子数相等；【详解】(1)由盖斯定律，方程式-方程式得：HCl(g)+C2H3Cl(g)C2H4Cl2(g) ，代入键能公式=431.8+x+413.43+340.2-347.7-413.44-340.22=-54.5，解得x=615，故答案为：615；(2)恒容密闭容器中以物质的量之比为充入和，实验测得反应前容器内压强为，则反应前p(H2)=Pa，故答案为：； ，则的平衡转化率=，故答案为： ；平衡时p(C2H2)= ，p(C2H3Cl)=p1，p(HCl)=p2，Kp= ,故答案为：；(3)高温度下，会发生反应而形成积碳，其可能导致的后果为：积碳

17、会降低催化剂的活性或选择性，导致氯乙烯产率下降；增大压强使平衡正向移动，乙炔转化率增大，压强越大，乙炔转化率越大，故pcpbpa，随温度升高，反应、都向逆向移动，乙炔的转化率逐渐减小，当温度升到一定程度时，压强对乙炔转化率无影响，说明高温下以反应为主，因为反应前后气体分子数相等；故答案为：积碳会降低催化剂的活性或选择性，导致氯乙烯产率下降；pcpbpa；反应前后气体分子数相等，高温下以反应为主；(4)A该历程中的最大能垒为，故A不符合；B由图可知，存在非极性键断裂和极性键形成，故B符合；C选择不同催化剂，最大能垒发生变化，故C不符合；综上，本题选B。2甲醇是重要的化工原料，也可作燃料。工业上可

18、用CO2和H2在一定条件下合成甲醇。回答下列问题。（1）已知：CO 和 H2 的燃烧热分别为 283.0 kJmol-1、285.8kJmol-1 ，水的汽化热为 44.0kJmol-1， 反应 CO+H2O=CO2+H2 是生成合成甲醇的原料气(CO2、H2)的重要反应，其热化学方程式为： CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H =_ kJmol-1。（2）某同学设计实验对反应进行研究。将 1mol H2O(g)和 1mol CO 充入一个恒容密闭容器中，在催化剂和一定温度下达到化学平衡。如图是 CO 的平衡转化率(%)随温度变化的曲线，260时反应的平衡常数 K=_。（3）

19、CO2和 H2在催化剂、一定温度下合成甲醇。图为在容积为 1L 的恒容密闭容器中，加入 3 molH2和 1molCO2时经过相同时间甲醇产率与反应温度的关系曲线：曲线上 A 点_(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，理由是_，C 点甲醇的产率低于 B 点的原因可能是_(填标号)。A反应活化能增大 B催化剂活性低 C副反应多 D平衡常数变大 E.平衡逆向移动（4）CO和 H2在一定条件下也可以合成甲醇。在容积为1L的恒容密闭容器中，加入 a molH2和2.0molCO，在催化剂和 260温度条件下发生反应：CO+2H2=CH3OH。图为甲醇的浓度与反应时间的关系曲线，tP 时的 v 逆

20、_tQ 时的 v 逆(填大于、小于或等于)，判断的依据是_，达平衡时氢气的浓度为 1.0mol/L，则起始时加入的氢气的物质的量为_mol。【答案】（1）-41.2 （2）9 （3）不是 该反应为放热反应，平衡产率随温度的升高而降低 BCE （4）小于 tP 时的甲醇浓度小于tQ 时浓度，反应速率更慢 3.3 【解析】（1）H2的燃烧热为-285.8kJmol1，故热化学方程式为H2（g）+ O2（g）=H2O（l）H=-285.8KJmol1；CO的燃烧热为-283.0kJmol1，故热化学方程式为CO（g）+O2（g）=CO2（g）H=-283.0KJmol1，H2（g）+O2（g）=H2

21、O（l）H=-285.8KJmol1，H2O（l）=H2O（g）H=+44.0KJmol1，1-得， CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H =-41.2kJmol-1。故答案为：-41.2；（2）对反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) 进行研究。 260时反应的平衡常数 K=9。故答案为：9；（3）曲线上 A 点不是对应温度下的平衡产率，理由是该反应为放热反应，平衡产率随温度的升高而降低，C 点甲醇的产率低于 B 点的原因可能是：A.反应活化能增大，不影响产率，故错误； B.催化剂活性低，产率降低，故正确； C.副反应多，消耗大量原料，故正确； D.平衡常数

22、变大，平衡正向移动，产率升高，故错误；E.平衡逆向移动，产率降低，故正确；故选BCE；故答案为：不是；该反应为放热反应，平衡产率随温度的升高而降低；BCE；（4）甲醇的浓度与反应时间的关系曲线可知，tP 时的 v 逆小于tQ 时的 v 逆，tP 时的甲醇浓度小于tQ 时浓度，反应速率更慢；由图平衡时c(CH3OH)= 1.15molL1，由方程式CO+2H2=CH3OH得氢气的浓度变化量为2.3molL1，起始时加入的氢气的浓度为（2.3+1）molL1=3.3molL1，则起始时加入的氢气的物质的量为3.3mol；故答案为：小于：tP 时的甲醇浓度小于tQ 时浓度，反应速率更慢；3.3。3（

23、重庆市凤鸣山中学2020届高三第一次诊断）乙烯是重要的化工原料。用CO2催化加氢可制取乙烯：CO2(g)+3H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) H0（1）若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应的H=_kJ/mol。（用含a、b的式子表示）（2）几种化学键的键能如表所示，实验测得上述反应的H=-76kJ/mol，则表中的x=_。化学键C=OHHC=CCHHO键能/kJmol-1x436612414464（3）向1L恒容密闭容器中通入1molCO2和nmolH2，在一定条件下发生上述反应，测得CO2的转化率（CO2）与反应温度T、压强P的关系如图所示。P1_P2（填“”、“”

24、或“=”，下同）。平衡常数KB_KC。若B点时投料比=3，则平衡常数KB=_（代入数据列出算式即可，不用化简）。其他条件不变时，能同时满足增大反应速率和提高CO2转化率的措施是_。A将产物从体系不断分离出去 B给体系升温C给体系加压 D增大H2的浓度（4）以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能电池将CO2转化为乙烯的工作原理如图所示。则M极上的电极反应式为_。已知乙烯也能做燃料电池，当消耗标况下2.24L乙烯时，导线中转移电子的数目为_。【答案】（1）（a-b）或者-（b-a） （2）803 （3） CD （4）2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O 1.2NA 【解析】（1）H=生成物总

25、能量-反应物总能量，根据图中信息，可知H为（a-b）kJ/mol或为-（b-a）kJ/mol；故答案为：（a-b）或者-（b-a）；（2）H=反应物的键能总和-生成物的键能总和，实验测得上述反应的H=-76kJ/mol，带入表中化学键的键能数据，H= ，解得x=803，故答案为：803；（3）可逆反应CO2(g)+3H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) H0，正反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，CO2转化率增大，则根据图中A、B两点可判断P1KC；平衡常数KB=，若B点时投料比=3，可列三段式如下： 则平衡常数KB=，故答案为：；其他条件不变时，能同时满足增大反应速率和提高

26、CO2转化率的措施A将产物从体系不断分离出去 ，反应速率减慢，不符合题意； B给体系升温，平衡逆向移动，减小CO2转化率，不符合题意； C给体系加压 ，平衡正向移动，反应速率也加快，符合题意； D增大H2的浓度平衡正向移动，反应速率也加快，符合题意； 故答案为：CD （4）由图可知,M极消耗CO2,产生C2H4,发生还原反应;N极上产生O2,发生氧化反应,所以M极作电解池阴极,N极作电解池阳极,已知稀硫酸为电解质溶液,所以M极上的电极反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O，故答案为：2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O ； 当消耗标况下2.24L乙烯时，由上题分析

27、可知C2H4 12e-，则导线中转移电子的数目为1.2NA，故答案为：1.2NA。4（四川省攀枝花市2021届高三第二次统一考试）CO2制甲醇是极具前景的资源化研究领域。CO2制甲醇有多种方法，其中CO2催化加氢的主要反应是：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H1=-49.4kJ/mo1CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2=+41.2kJ/mo1回答下列问题：(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H3=_kJ/mol。(2)已知反应的速率方程为v正=k正x(CO2)x(H2)3，v逆=k逆x(CH3OH)x(H2O)，k正、k逆均为速率常数且

28、只与温度有关，x为物质的量分数。其物质的量分数平衡常数Kx=_(以k正、k逆表示)(3)控制CO2和H2初始投料比为1：3时，温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO的产率的影响如图所示：温度升高，CO产率上升的原因是_。在250以上，升高温度CO2的转化率增大，但甲醇的产率降低，原因是_。(4)300，在固定容积为1.0L的容器中初始投料2.0molCO2和3.2molH2，反应I达到平衡状态时，CO2的转化率为50%，甲醇的选择性为60%(参与反应的CO2中转化为甲醇的百分比)。则300时反应I的平衡常数K=_。(5)电催化还原二氧化碳制甲醇是新的研究热点。研究人员曾经用覆盖过渡金属的石墨为阴极

29、，稀硫酸为电解质溶液，在阴极通入CO2制得甲醇。阴极的电极反应式为：_。研究人员用表面附着ZnO薄膜的Cu2O为电极，以电催化还原CO2制甲醇获得突破。附着ZnO薄膜的Cu2O电极的制作方法是：在一定条件下，Cu2O为阴极，电解Zn(NO3)2溶液，在阴极表面沉积ZnO，电极反应式为(请补充完整)：Zn2+2e-=_，_。研究发现：其他条件相同时，电解不同浓度的Zn(NO3)2溶液所得电极用于电催化制备甲醇产量的关系如图，其中最适宜制作电极的Zn(NO3)2溶液浓度是_mol/L。【答案】90.6 温度升高，反应的平衡向正反应方向移动，反应的平衡向逆反应方向移动，使c(CO2)和c(H2)的浓

30、度增大，进一步促进反应的平衡向正反应方向移动，CO产率上升 250以上，温度升高，反应的平衡向逆反应方向移动，反应的平衡向正反应方向移动，但温度对反应的平衡影响更大 0.60 CO2+6H+6e-=CH3OH+H2O Zn2+2e-=ZnO+ 0.05 【详解】(1)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H1=-49.4kJ/mo1CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2=+41.2kJ/mo1利用盖斯定律，将反应-反应，即得CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H3=-49.4kJ/mo1-41.2kJ/mo1=90.6kJ/mol。答案为：90.6；(

31、2)反应达平衡时，v正= v逆，即k正x(CO2)x(H2)3=k逆x(CH3OH)x(H2O)，其物质的量分数平衡常数Kx=。答案为：；(3)对于两个平衡体系，温度升高，反应逆向移动，反应正向移动，则CO产率上升的原因是：温度升高，反应的平衡向正反应方向移动，反应的平衡向逆反应方向移动，使c(CO2)和c(H2)的浓度增大，进一步促进反应的平衡向正反应方向移动，CO产率上升。在250以上，升高温度，反应逆向移动，则甲醇的产率降低，反应正向移动，且应占主导地位，所以CO2的转化率增大，但原因是250以上，温度升高，反应的平衡向逆反应方向移动，反应的平衡向正反应方向移动，但温度对反应的平衡影响更大。答案为：温度升高，反应的平衡向正反应方向移动，反应的平衡向逆反应方向移动，使c(CO2)和c(H2)的浓度增大，进一步促进反应的平衡向正反应方向移动，CO产率上升；250以上，温度升高，反应的平衡向逆反应方向移动，反应的平衡向正反应方向移动，但温度对反应的平衡影响更大；(4)300，在固定容积为1.0L的容器中初始投料2.0molCO2和3.2molH2，反应I达到平衡状态时，CO2的转化率为50%，甲醇的选择性为60%，