专题12化学反应原理综合题2022年高考化学二轮复习-测试(原卷版)

专题12化学反应原理综合题一、非选择题（本大题共7小题，共100.0分）1.（15分）甲烷是一种很重要的燃料，在化学领域应用广泛，也是良好的制氢材料。请回答下列问题：（1）用与反应制取，其反应为：，在一密闭容器中加入起始浓度均为0.1mol/L的与，在一定条件下反应，测得的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。①压强___________（填“＞”“=”或“＜”）：理由是___________。②当压强为时，B点___________（填“＞”“=”或“＜”）。③若温度和体积均不变，平衡转化率为50%，则平衡常数K=___________，在此平衡下，再将和CO的浓度增加0.1mol/L，平衡向___________（填“正反应”或“逆反应”）方向移动。（2）在催化剂作用下甲烷和水蒸气制取氢气的反应为：。将物质的量均为的和加入恒温恒压的密闭容器中（25℃，100kPa），发生反应，正反应速率，其中p为分压：若该条件下，当时，的转化率为___________%。（3）我国科学家发明了在熔融盐中电解甲烷制的方法。装置如图所示。①a为电源的___________极。②电解时阴极上发生的反应为___________。③电解一段时间后熔融盐中的物质的量________（填“变多”“不变”或“变少”）。2.（14分）甲醚被称为“21世纪的清洁燃料”。以为原料制备甲醚涉及的主要反应如下：Ⅰ.Ⅱ.回答下列问题：（1）将与混合气体置于绝热恒容密闭容器中发生反应Ⅱ，逆反应速率随时间变化的趋势如图所示（不考虑催化剂的影响）。则_______0（填“>”或“<”）；a、b、c三点对应反应体系温度由高到低的顺序为_______。（2）工业生产甲醚过程中，在恒温、恒压条件下，原料气以通入装有催化剂的反应器中，内的质量分数由变为，则该时间内用表示的化学反应速率为_______。（3）在恒压条件下，按与的物质的量之比为1:3投料，测得平衡转化率和平衡时的选择性（转化的中生成的物质的量分数）随温度的变化如图所示。①曲线n随温度升高显示如图所示变化的原因是_______。②T℃时反应Ⅱ的平衡常数_______（保留两位有效数字）；合成甲醚的适宜温度为，理由是_______。③其他条件不变，改为恒容条件，CO平衡选择性比恒压条件下的平衡选择性_______（填“高”、“低”或“不变”）。3.（14分）乙醇是一种重要的工业原料，被广泛应用于能源、化工、食品等领域。以合成气合成乙醇是近年来研究的热点，其中乙酸甲酯加氢是制取乙醇的关键步骤之一、包括以下主要反应：I.II.（1）反应的___________。（2）若在体积为2L的密闭容器中，控制流速为（已换算为标准状况），的转化率为80.0%，则的反应速率为___________（保留三位有效数字）。流速过大时乙酸甲酯的转化率下降，原因是___________。（3）乙酸甲酯加氢反应通常使用铜基催化剂，催化剂I的主要成分为CuAl，催化剂II的主要成分为CuZnAl，实验中采用催化剂I和催化剂II测得不同温下相同时间内乙酸甲酯的转化率如图1。工业生产中应使用的催化剂是___________（填“催化剂I”或“催化剂II”），温度升高，乙酸甲酯的转化率增大的原因是___________。（4）使用X射线衍射仪对催化剂I和II的中间产物进行XRD分析，根据衍射峰可判断物质的成分。XRD谱图如图2，分析XRD谱图可知，相比催化剂I，催化剂II的中间产物中新生成的物质是___________（填化学式）。（5）一定条件下在1L密闭容器内通入2.00mol和3.96mol发生反应I和II，测得不同温度下达平衡时转化率和乙醇的选择性如图3所示。260℃时反应I的平衡常数___________。温度高于240℃时，随温度升高乙醇的选择性降低的原因是___________。［乙醇的选择性=］4.（15分）当今，世界多国相继规划了“碳达峰”、“碳中和”的时间节点。因此，研发二氧化碳被转化为多种基础化学品，如甲醇、烯烃、芳烃、环状碳酸酯等的技术成为研究焦点。I.（1）已知25℃时，的燃烧热分别为，25℃时和生成和的热化学方程式为__________。（2）与反应可能会有多种生成物，用乙烯的选择性最高的催化剂，在温度下的恒容体系中，初始投入，压强为0.1MPa进行反应，平衡状态时压强为原来压强的0.835倍，的产率为__________，此温度下的平衡常数______（列出计算式。以分压表示，分压=总压×物质的量分数）。（3）与反应生成、乙烯的过程中还存在副反应：，若在绝热、恒容的密闭体系中进行该反应，下列示意图正确且能说明反应在进行到时刻达到平衡状态的是__________（填序号）。Ⅱ.在的转化应用研究中，利用此反应将转化为PC塑料。通过控制变量探究生产环状碳酸酯（PC）的适宜条件，各种参数对特殊催化剂催化条件下PC产率和选择性的影响如图所示：（4）根据图A、B、C、D可知，合成PC的适宜条件为催化剂的质量为0.15g，温度_______℃、压强_______MPa；反应时间选择5h的原因是_______。从绿色化学的角度看，此反应的优点是_______。（5）为了降低大气中含量，你认为化学技术上需要克服的难题除了研究合适的催化剂之外，还要解决_______（写一种即可）。5.（14分）回答下列问题：（1）乙醇重整制取，具有无毒、无刺激性等优点。和发生反应，已知：①②③，则反应的=_______（用含的代数式表示）。（2）纳米催化和合成碳酸二乙酯的示意图如图所示，反应b的反应类型为________，上述转化过程中，中间产物为________。（3）若反应①维持体系总压强恒定，在温度时，物质的量为、体积为的乙醇蒸气发生反应，已知乙醇的平衡转化率为，则在该温度下反应的平衡常数=_____（用等符号表示）。若平衡后，通入水蒸气稀释，乙醇的转化率会增大，原因是________。（4）温度为，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入1mol、1mol发生反应③，一段时间，测得各容器中的转化率与容器体积的关系如图所示：①点所示条件下，______（填“>”“<”或“=”）。②容器内的压强：______。6.（14分）乙烷裂解制乙烯具有成本低.收率高、投资少、污染小等优点。目前裂解方法有电催化、光催化裂解、直接裂解、氧气或二氧化碳氧化乙烷裂解等。回答下列问题：（1）乙烷直接裂解时温度、压强及平衡转化率的关系如图所示：①反应的____________（填“”或“”，下同）0，____________。②时，将乙烷与氦气的混合气体（乙烷的物质的量分数为）通入一密闭容器中发生反应。平衡时容器压强为，此时乙烷的平衡转化率为，则乙烯的平衡分压为____________，反应的平衡常数____________（用分压表示，分压＝总压×物质的量分数）。（2）已知乙烷直接裂解、氧化裂解和氧化裂解反应如下：（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）①反应的______________（用含和的代数式表示）。②反应（Ⅰ）、（Ⅱ）的平衡常数分别为、，则反应的平衡常数为____________（用含、的代数式表示）。③在时发生反应（Ⅲ），乙烷的转化率、乙烯的选择性和收率随投料比的变化关系如图所示：控制，而不采用选择性更高的，除可防止积碳外，另一原因是____________；时，越小，乙烷的转化率越大，乙烯的选择性和收率越小的原因是_____________。7．（14分）大气污染是中国第一大环境污染问题，氮和硫的氧化物排放是造成大气污染的原因之一、(1)汽车尾气中的NO由如下反应产生：N2(g)＋O2(g)=2NO(g)△H=＋180kJ·mol1已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)△H=566kJ·mol1则2CO(g)＋2NO(g)=N2(g)＋2CO2(g)△H=___________kJ·mol1(2)NO可用氨水臭氧组合高效脱除，与臭氧反应的过程如下：NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)△H=200.9kJ·mol1在恒容密闭容器中，NO氧化率随值以及温度的变化曲线如图甲所示。①NO氧化率随值增大而增大的主要原因是___________。②当温度高于100℃时，O3分解产生活性极高的氧原子，此时NO氧化率随温度升高而降低可能的原因有：___________。(3)工业上用硫酸厂尾气中的SO2与SCl2、Cl2为原料合成SOCl2，反应如下：反应I：SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g)△H=471.7kJ·mol1反应II：SCl2(g)＋SO2Cl2(g)2SOCl2(g)△H=5.6kJ·mol1一定条件下，在5L的恒容密闭容器中通入一定量的SO2、SCl2与Cl2，反应4min后达到平衡。若初始压强为p0，反应过程中容器内总压强(p)随时间(t)变化如图乙所示(平衡时温度与初始温度相同)。容器内各组分物质的量如下表。组分SO2Cl2SCl2SO2Cl2SOCl2起始/mol0.250.250.2500平衡/mol0.1①0～1min容器内压强增大的原因为___________。②反应I、II达平衡时，SCl2的平衡转化率为___________。③K为平衡常数，pK=lgK，该温度下，反应II的pK=___________(保留两位