2022届高三化学一轮复习化学反应原理01化学反应原理综合题含解析

这是一份2022届高三化学一轮复习化学反应原理01化学反应原理综合题含解析，共32页。试卷主要包含了工业合成氨反应等内容，欢迎下载使用。
化学反应原理综合题
非选择题（共15题）
1．NOx是形成雾霾天气的主要原因之一，以NOx为主的污染综合治理是当前重要的研究课题。
(1)通常可采用氢气进行催化还原，消除NO造成的污染。
已知：①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H=akJ·mol-1；
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ∆H=bkJ·mol-1；
③H2O(g)=H2O(l) ∆H=ckJ·mol-1。
写出H2与NO反应生成N2和水蒸气的热化学方程式：___________。
(2)用NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是常见的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图所示。当NO2与NO的物质的量之比为1∶1时，与足量氨气在一定条件下发生反应。当有15mol电子发生转移时，则参与反应的NO的物质的量为___________。


(3)可用电解法将硝酸工业的尾气NO转变为NH4NO3，其工作原理如图：


M极接电源的___________极，N极的电极反应式为___________。
(4)汽车尾气中的NO、以NO为主，净化的主要原理为：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)∆H=akJ·mol-1，在500℃时，向恒容密闭体系中通入5mol的NO和5mol的CO进行反应时，体系中压强与时间的关系如图所示：


500℃时的平衡常数Kp=___________Mpa-1，(Kp为以平衡分压表示的平衡常数，平衡分压=总压×物质的量分数)。若在4min改变的条件为升高温度，Kp减小，则a___________0(填“大于”“小于”或“等于”)。
2．I氮和氮的化合物在国防建设、工农业生产和生活中都有极其广泛的用途。请回答下列与氮元素有关的问题：
(1)亚硝酸氯(结构式为)是有机合成中的重要试剂。它可由和NO在通常条件下反应制得，反应方程式为。已知几种化学键的键能数据如下表所示：
化学键
Cl—Cl
Cl—N
N—O
N—O(NO)
键能(kJ/mol)
243
200
607
630
当与NO反应生成ClNO的过程中转移了5mol电子，理论上放出的热量为_______kJ；
(2)在一个恒容密闭容器中投入和发生(1)中反应，在温度分别为T1、T2时测得NO的物质的量(单位：mol)与时间的关系如下表所示
t/min
温度/℃
0
5
8
13
T1
2
1.5
1.3
1.0
T2
2
1.15
1.0
1.0
①T1_______T2(填“>“””“＜”或“=”)。
(5)Zn是一种重要的金属材料，工业上一般先将ZnS氧化，再采用热还原或者电解法制备。利用H2还原ZnS生成Zn的反应方程式为：ZnS(s)+H2(g)⇌Zn(s)+H2S(g)。727℃时，该反应的平衡常数KP=2×10-6.此温度下，在盛有ZnS的刚性容器内通入压强为100kPa的H2，达平衡时H2S的分压为_______Pa。
8．乙醇是一种可再生的燃料，在工业、医疗、生活中都有广泛应用，因此开发具有工业潜力的乙醇生产新路线具有重要意义。
I.乙烯水合法：工业上有两种方法，一种是以硫酸为吸收剂的间接水合法；另一种是乙烯催化直接水合法。
(1)间接水合法也称硫酸酯法，反应分两步进行，第一步，将乙烯在一定温度(60~90℃)、压强(1.7~3.5MPa)条件下通入浓硫酸中反应生成硫酸酯；第二步，硫酸酯在水解塔中加热至100℃水解得到乙醇。图1为第一步反应在恒定温度和压强条件下的反应速率随时间变化图，试分析该反应速率开始很缓慢，一段时间后快速增大的原因：___________。


(2)催化直接水合法是在一定温度(250℃)、压强(7MPa)下，乙烯通过固体酸催化直接与水反应生成乙醇：，该反应的温度(T)与吉布斯自由能()的关系如图2所示，则___________(填“>”、“”、“ 0.2
【详解】
(1)分析结构示意图可知锌失去电子，为原电池的负极，电池中PbO2正极；负极的电极反应式为：，A区域电解质为：KOH ，正极电极反应式为： ，C区域的电解质为H2SO4；
(2)根据上述正负极的电极反应式可知电池反应的离子方程式为PbO2++Zn+2H2O=PbSO4+ ；
(3)A中氢氧化钾的氢氧根被消耗，钾离子透过a膜进入B区域，所以图中a膜为阳离子交换膜；
(4)锌活泼性强于铅，二者正极材料相同，所以该电池与传统铅酸蓄电池相比较>，答案为：>；
(5) H2还原ZnS生成Zn的反应方程式为：ZnS(s)+H2(g)⇌Zn(s)+H2S(g)。727℃时，该反应的平衡常数KP=2×10-6.此温度下，在盛有ZnS的刚性容器内通入压强为100kPa的H2，列出下列三段式：，反应的压强平衡常数为：，解得达平衡时H2S的分压为0.2Pa，答案为：0.2。
8．乙烯难溶于浓硫酸，浓硫酸中乙烯的浓度低，反应速率低，一段时间后生成了硫酸酯，加大了乙烯的溶解度，从而加快了反应速率 < d 设备腐蚀程度小 cd
【详解】
(1)乙烯难溶于浓硫酸，浓硫酸中乙烯的浓度低，反应速率低，一段时间后生成了硫酸酯，加大了乙烯的溶解度，从而加快了反应速率，所以该反应速率开始很缓慢，一段时间后快速增大；
(2)根据图示，低温条件下0，可知低温条件下能正向进行，则，可知减小的倍数小于减小的倍数，故c错误；
d. 正反应放热，降低温度，平衡正向移动，>，可知减小的倍数小于减小的倍数，故d正确；
选d。
(3)与间接水合法相比，催化直接水合法，不需要使用硫酸，优点是设备腐蚀程度小。
(4)增大氢气浓度，平衡正向移动，CO2转化率增大，所以投料比由大到小的顺序为。
(5) a. 反应前后气体系数和不同，恒压条件下，容器体积是变量，则密度是变量，若容器内气体的密度不再变化，反应一定达到平衡状态，故不选a；
b. 反应前后气体系数和不同，根据可知，平均相对分子质量是变量，若容器内气体的平均相对分子质量不再变化，反应一定达到平衡状态，故不选b；
c.
CO2的体积分数为 ，CO2的体积分数是恒量， CO2的体积分数不再变化，反应不一定达到平衡状态，故选c；
d.断裂3NA个H—H键的同时生成1.5NA个水分子，不能判断正逆反应速率相等，反应不一定达到平衡状态，故选d；
选cd。
(6)若m3=3，则A点温度下，
反应后气体总物质的量是3amol；该反应的平衡常数Kp= ；若其他条件不变，A点对应起始反应物置于某刚性密闭容器，气体压强减小，与原平衡比相当于减压，平衡逆向移动，平衡则平衡时CO2的转化率