新教材适用2024版高考化学二轮总复习题型突破特训一化学反应原理综合题

这是一份新教材适用2024版高考化学二轮总复习题型突破特训一化学反应原理综合题，共8页。试卷主要包含了3 kJ·ml－1，4 kJ·ml－1等内容，欢迎下载使用。
反应Ⅰ：(g)＋H2(g)eq \(,\s\up7(K1))(g) ΔH1＝－100.3 kJ·ml－1
反应Ⅱ：(g)＋H2(g)eq \(,\s\up7(K2))(g) ΔH2＝－109.4 kJ·ml－1
反应Ⅲ：(g)＋(g)eq \(,\s\up7(K3))2(g) ΔH3
已知：选择性是指生成目标产物所消耗的原料量在全部所消耗原料量中所占的比例。
回答下列问题：
(1)反应Ⅲ的ΔH3＝_＋9.1__kJ· ml－1。
(2)为研究上述平衡关系，在T ℃下，向密闭容器中加入a ml环戊二烯和4 ml H2，测得平衡时，容器中环戊二烯、环戊烯、环戊烷的物质的量之比为1∶4∶1，则环戊烯的选择性为_80%__，反应Ⅰ以物质的量分数表示的平衡常数Kx1为 eq \f(16,4－a) 。
(3)实际生产中采用双环戊二烯()解聚成环戊二烯()；
①解聚反应和二聚反应的活化能：Ea(解聚)_>__Ea(二聚)(填“”或“＝”)。
②将环戊二烯溶于有机溶剂中可提高解聚反应的程度，原因是_降低环戊二烯的浓度、减少二聚速率，即稀释后有利于平衡向解聚方向移动__。
③实际生产中常通入氮气以解决解聚问题(氮气不参与反应)。某温度下，向恒容密闭容器中通入总压为100 kPa的双环戊二烯和氮气，达到平衡后总压为160 kPa，双环戊二烯的转化率为80%，则p(N2)＝_25__kPa，平衡常数Kp＝_960__kPa。eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(已知Kp＝\f(p2环戊二烯,p双环戊二烯)))
【解析】 (1)根据已知信息可知，反应Ⅰ－反应Ⅱ＝反应Ⅲ，根据盖斯定律可知，ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－100.3－(－109.4)＝＋9.1 kJ· ml－1。(2)根据元素守恒：n()＋n()＋n()＝a ml，平衡时，容器中环戊二烯、环戊烯、环戊烷的物质的量之比为1∶4∶1，三者的物质的量分别为eq \f(a,6) ml、eq \f(2a,3) ml、eq \f(a,6) ml，环戊烯的选择性为eq \f(\f(2,3)a,\f(1,6)a＋\f(2,3)a)×100%＝80%，n总＝a＋(4－a)＝4 ml，Kx1＝eq \f(\f(\f(2,3)a,4),\f(4－a,4)×\f(\f(1,6)a,4))＝eq \f(16,4－a)。(3)①双环戊二烯的解聚与环戊二烯的二聚互为可逆反应，又因为解聚反应为吸热反应，二聚反应为放热反应，所以Ea(解聚)>Ea(二聚)。②将环戊二烯溶于有机溶剂中，降低了环戊二烯的浓度、减少二聚速率，所以稀释后有利于平衡向解聚方向移动。③某温度下，向恒容反应容器中通入总压为100 kPa的双环戊二烯和氮气，达到平衡后总压为160 kPa。双环戊二烯的转化率为80%，结合三段式列式计算，设起始双环戊二烯的分压为a，则
双环戊二烯(g)eq \(,\s\up7(解聚),\s\d5(二聚))2戊二烯(g)
起始量(kPa) a 0
变化量(kPa) a×80% 1.6a
平衡量(kPa) 0.2a 1.6a
由题意得a＋p(N2)＝100 kPa,0.2a＋1.6a＋p(N2)＝160 kPa，解得a＝75 kPa，p(N2)＝25 kPa，则平衡时p(双环戊二烯)＝0.2×75 kPa＝15 kPa，p(环戊二烯)＝1.6×75 kPa＝120 kPa，平衡常数Kp＝eq \f(1202,15)＝960 kPa。
2. (2023·河北唐山二模)将CH4和CO2两种气体转化为合成气(H2和CO)，可以实现能量综合利用，对环境保护具有十分重要的意义。甲烷及二氧化碳重整涉及以下反应：
Ⅰ.CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH1平衡常数K1
Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH2平衡常数K2
Ⅲ.CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g) ΔH3平衡常数K3
(1)ΔfHeq \\al(θ,m)为标准摩尔生成焓，其定义为标准状态下，由稳定相态的单质生成1 ml该物质的焓变。对于稳定相态单质，其ΔfHeq \\al(θ,m)为零。根据下表数据，计算反应Ⅱ的反应热ΔH2＝_－41.2_kJ·_ml－1__，该反应正反应活化能_小于__逆反应活化能(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)平衡常数K2＝ eq \r(\f(K3,K1))或eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(K3,K1))) eq \s\up10(\f(1,2)) (用K1、K3表示)。
(3)一定温度下，维持压强p0，向一密闭容器中通入等物质的量的CH4和H2O(g)发生反应。已知反应Ⅱ的速率方程可表示为v正＝k正·p(CO)·p(H2O)，v逆＝k逆·p(CO2)·p(H2)，其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数，则以物质的分压表示的反应Ⅱ的平衡常数KpⅡ＝ eq \f(k正,k逆) (用k正、k逆表示)，另lg k与eq \f(1,T)的关系如图所示，①、②、③、④四条直线中，表示lg k正的是_③__(填序号)，T1温度时，图中A、B、C、D点的纵坐标分别为a＋1、a＋0.48、a－0.3、a－1，达到平衡时，测得CH4的转化率为60%，且体系中p(CO2)＝p(H2O)，则p(CO2)＝ eq \f(p0,16) ，以物质的分压表示的反应Ⅰ的平衡常数KpⅠ＝ eq \f(25p\\al(2,0),32) 。(用含p0的代数式表示，已知：lg 5＝0.7)
【解析】 (1)ΔH2＝ΔfHeq \\al(θ,m)(CO2)＋ΔfHeq \\al(θ,m)(H2)－ΔfHeq \\al(θ,m)(CO)－ΔfHeq \\al(θ,m)(H2O)＝[－393.5＋0－(－110.5－241.8)] kJ· ml－1＝－41.2 kJ· ml－1；该反应为放热反应，则正反应活化能小于逆反应活化能。(2)根据盖斯定律，Ⅱ＝eq \f(1,2)(Ⅲ－Ⅰ)，K1＝eq \f(c2CO·c2H2,cCH4·cCO2)，K3＝eq \f(cCO2·c4H2,cCH4·c2H2O)，则K2＝eq \f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)＝eq \r(\f(K3,K1))＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(K3,K1))) eq \s\up10(\f(1,2))。(3)达到平衡时，v正＝v逆，k正·p(CO)·p(H2O)＝k逆·p(CO2)·p(H2)，则KpⅡ＝eq \f(pCO2·pH2,pCO·pH2O)＝eq \f(k正,k逆)；温度升高，正逆反应速率均增大，k正、k逆均增大，则lg k正、lg k逆与eq \f(1,T)成反相关，由(1)分析知该反应正反应为放热反应，升高温度化学平衡逆向移动，逆反应速率增大幅度大于正反应速率增大幅度，则lg k正随eq \f(1,T)变化的曲线为③；曲线③表示lg k正随eq \f(1,T)的变化关系，曲线④表示lg k逆随eq \f(1,T)的变化关系，温度T1时lg k正－lg k逆＝lg eq \f(k正,k逆)＝a－0.3－a＋1＝0.7，则反应Ⅱ的平衡常数KpⅡ＝eq \f(k正,k逆)＝100.7＝5。设CH4和H2O(g)的物质的量均为1 ml，
CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)
变化/ml x x 2x 2x
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
变化/ml y y y y
CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)
变化/ml z 2z z 4z
平衡时CH4为1 ml×(1－60%)＝0.4 ml，H2O为(1－y－2z)ml，CO2为(y＋z－x)ml，CO为(2x－y)ml，H2为(2x＋y＋4z)ml，
则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x＋z＝1×60%,1－y－2z＝y＋z－x,KpⅡ＝\f(pH2,pCO)＝\f(2x＋y＋4z,2x－y)＝5))，可得平衡时CH4为0.4 ml，H2O为0.2 ml，CO2为0.2 ml，CO为0.4 ml，H2为2 ml，总物质的量为3.2 ml，p(CO2)＝eq \f(0.2,3.2)p0＝eq \f(p0,16)；KpⅠ＝eq \f(p2CO·p2H2,pCH4·pCO2)＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(0.4,3.2)p0))2×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,3.2)p0))2,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(0.4,3.2)p0))×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(0.2,3.2)p0)))＝eq \f(25p\\al(2,0),32)。
3. (2023·广东佛山二模)工业利用N2、H2催化合成氨实现了人类“向空气中要面包”的梦想。
(1)原料气(含N2、H2、CO)中的CO能被催化剂吸附，需经过铜氨液处理除去，反应为[Cu(NH3)2]＋＋CO＋NH3[Cu(NH3)3CO]＋ ΔH