2024年高考化学二轮复习专题09 化学反应原理综合(题型突破)(测试).docx

专题09化学反应原理综合

(考试时间：75分钟试卷满分：100分)

1．(10分)(2024·山东枣庄高三期中)氮是空气中含量最多的元素，在自然界中的存在十分广泛，实验小组对不同含氮物质做了相关研究。

(1)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是二元弱碱，分步电离，在溶液中的电离类似于氨。时，乙二胺溶液中各含氮微粒的分布分数δ(平衡时某含氮微粒的浓度占各含氮微粒浓度之和的分数)随溶液的变化曲线如图所示。

①H2NCH2CH2NH2在水溶液中第一步电离的方程式为。

②乙二胺一级电离平衡常数。为。

(2)工业上利用氨气脱硝反应，实现二者的无害化处理，已知下列反应：

①2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH1＝－483.6kJ·mol－1

②2NO(g)N2(g)+O2(g)ΔH1＝－180kJ·mol－1

③N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH3＝－92.2kJ·mol－1

则6NO(g)+4NH3(g)6H2O(g)+5N2(g)。

(3)氨气常被用于对汽车尾气中的氮氧化物进行无害化处理，以消除其对空气的污染。去除NO的反应历程如图1所示，此反应中的氧化剂为(填化学式)，含铁元素的中间产物有种。

若选用不同的铁的氧化物为催化剂可实现较低温度下的转化，根据图2选择的适宜条件为。

(4)利用电化学原理脱硝可同时获得电能，其工作原理如图所示。则负极发生的电极反应式为，当外电路中有2mol电子通过时，理论上通过质子膜的微粒的物质的量为。

2．(10分)(2024·浙江省义乌五校高三联考)反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在工业上有重要应用。

(1)该反应在不同温度下的平衡常数如表所示。

温度/℃

700

800

830

1000

平衡常数

1.67

1.11

1.00

0.59

该反应的ΔH0(填“”“”或“=”)。反应常在较高温度下进行，该措施的优缺点是。

(2)该反应常在Pd膜反应器中进行，其工作原理如图所示。

①利用平衡移动原理解释反应器存在Pd膜时具有更高转化率的原因是。

②某温度下，H2在Pd膜表面上的解离过程存在如下平衡：H22H(即图中过程2)，其正反应的活化能远小于逆反应的活化能。下列说法不正确的是

A．图中过程2的ΔH0

B．Pd膜对气体分子的透过具有选择性

C．加快Pd膜内H原子迁移有利于H2的解离

D．N2吹扫有助于H2分子脱离Pd膜

③同温同压下，将等物质的量的CO和H2O通入无Pd膜反应器反应，测得CO的平衡转化率为50%；若换成Pd膜反应器，CO的平衡转化率为80%，则相同时间内，出口a和出口b中H2的物质的量比为。

3．(10分)(2024·浙江强基联盟高三联考)甲烷催化重整是工业制氢的重要途径。涉及的主要反应如下：

①甲烷部分氧化反应：CH4(g)+1/2O2(g)CO(g)+2H2(g)ΔH＝－35.7kJ·mol－1

②甲烷水蒸气重整反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH＝+206.2kJ·mol－1

③水气转换反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH＝-41.2kJ·mol－1

请回答：

(1)甲烷水蒸气重整—水气变换耦合反应为CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)，该反应的ΔH=kJ·mol－1，该反应自发进行的条件是。

(2)一定温度下，恒容反应器中注入初始浓度均为1mol·L-1的原料气CH4(g)、O2(g)、H2O(g)，充分反应达到平衡状态，测得c[CH4(g)]=c[CO2(g)]=0.25mol·L-1、c[O2(g)]=0.75mol·L-1。该条件下反应③的平衡常数为。

(3)下列说法正确的是_______。

A．通过控制氧气用量，有利于实现甲烷重整过程的热平衡

B．升高温度，水气变换反应速率降低，产率降低

C．恒压条件比恒容条件利于提高平衡转化率

D．一定温度下，恒容反应器中c[CO(g)]：c[CO2(g)]=1，说明反应达到平衡状态

(4)在进气量为下，CH4(g)、O2(g)、H2O(g)以恒定比例通入催化反应器，研究温度对反应的影响。结果如图1所示。

①

在图2中画出CH4转化率与温度关系示意图。

②近年来发展了钯膜催