2025版高考热点题型与考点专练化学12.化学反应原理综合题试题（Word版附答案）

这是一份2025版高考热点题型与考点专练化学12.化学反应原理综合题试题（Word版附答案），共5页。试卷主要包含了4 kJ·ml-1，0 ml·L-1，04×109等内容，欢迎下载使用。
Ⅰ.将工业废气中的CO2加氢制甲醇是“碳中和”的一个重要研究方向。在催化剂作用下主要发生如下反应:
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.4 kJ·ml-1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41 kJ·ml-1
③CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3
已知甲醇的选择性=n(甲醇)n(参加反应的CO2)。
(1)ΔH3= -90.4 kJ·ml-1,反应③的自发进行的条件是 低温 (填“低温”或“高温”)。
(2)恒温恒容条件下,原料气CO2(g)、H2(g)以物质的量浓度之比1∶3投料时,已知初始压强为4 MPa,c(CO2)=1.0 ml·L-1,控制合适的条件(不考虑反应③)。
i.下列有关说法正确的是 BD (填字母)。
A.反应过程中c(H2)+c(CH3OH)+c(H2O)=3.0 ml·L-1
B.容器的压强不再变化时,两反应都达到平衡
C.加入反应①的催化剂,可提高平衡时甲醇的选择性
D.降低反应温度,反应①②的正、逆反应的速率都减小
ii.若平衡时甲醇的选择性为60%,CO2平衡转化率为50%,该条件下反应②的Kp= 0.105 (保留三位小数)。
Ⅱ.恒压时,将3 ml H2和1 ml CO2充入密闭容器中进行上述反应。
(3)平衡时CO2转化率α(CO2)、CH3OH选择性SM、CO选择性SCO,随温度T变化如图甲所示:
图中表示SM的是曲线 b 。
(4)为了探究原料气中混入CO气体对反应的影响,测得平衡时α(CO2)、平衡时CH3OH物质的量与初始CO2物质的量之比γ随原料气中n(CO)n(CO2)的变化如图乙所示。
图中随着n(CO)n(CO2)的增大,α(CO2)降低而γ升高的原因是 n(CO)n(CO2)增大,与CO反应的H2变多,与CO2反应的H2变少,所以α(CO2)降低,n(CO)n(CO2)增大,更有利于反应③的正向进行,产生CH3OH变多,所以γ升高 。当n(CO)n(CO2)=0.4时,若平衡时α(CO2)=0.1,n(CO)=0.15 ml,则γ= 0.35 。
2.CO2催化加氢合成二甲醚是CO2资源化利用的有效途径之一,合成二甲醚的总反应可表示为2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH,K(表示平衡常数,下同)。
该反应可通过如下步骤来实现:
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1,K1
反应Ⅱ:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2,K2
请回答:
(1)ΔH= 2ΔH1+ΔH2 (用ΔH1、ΔH2表示),K= K12·K2 (用K1、K2表示)。
(2)3.0 MPa、n(H2)n(CO2)=4的条件下,平衡时CO2转化率和CH3OCH3的选择性随温度变化如图所示。
其中:CH3OCH3的选择性=2[n(CH3OCH3,平衡)-n(CH3OCH3,初始)]n(CO2,转化)×100%
①下列说法正确的是 AB (填字母)。
A.ΔH0、ΔH2 Ea(逆)(填“>”“