2024高考化学一轮复习专练44化学反应原理综合题含解析.docxVIP

PAGE

10-

专练44化学反应原理综合题

1．[2024·湖南卷]氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且平安、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。

方法Ⅰ.氨热分解法制氢气

相关化学键的键能数据

化学键

NN

H—H

N—H

键能E/(kJ·mol－1)

946

436.0

390.8

在肯定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题：

(1)反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH＝________kJ·mol－1；

(2)已知该反应的ΔS＝198.9J·mol－1·K－1，在下列哪些温度下反应能自发进行？________(填标号)；

A．25℃ B．125℃

C．225℃ D．325℃

(3)某爱好小组对该反应进行了试验探究。在肯定温度和催化剂的条件下，将0.1molNH3通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的改变曲线如图所示。

①若保持容器容积不变，t1时反应达到平衡，用H2的浓度改变表示0～t1时间内的反应速率v(H2)＝________mol·L－1·min－1(用含t1的代数式表示)；

②t2时将容器容积快速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压改变趋势的曲线是________(用图中a、b、c、d表示)，理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

③在该温度下，反应的标准平衡常数K?＝________[已知：分压＝总压×该组分物质的量分数，对于反应dD(g)＋eE(g)gG(g)＋hH(g)K?＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(pG,p?)))g·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(pH,p?)))h,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(pD,p?)))d·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(pE,p?)))e)，其中p?＝100kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压]。

方法Ⅱ.氨电解法制氢气

利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。

(4)电解过程中OH－的移动方向为____________(填“从左往右”或“从右往左”)；

(5)阳极的电极反应式为___________________________________________________。

2．[2024·全国卷Ⅰ]硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)eq\o(――→,\s\up7(钒催化剂))SO3(g)ΔH＝－98kJ·mol－1。回答下列问题：

(1)钒催化剂参加反应的能量改变如图(a)所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为______________________________________________________。

(2)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下，SO2平衡转化率α随温度的改变如图(b)所示。反应在5.0MPa、550℃时的α＝________，推断的依据是__________________________________。影响α的因素有________________。

(3)将组成(物质的量分数)为2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为α，则SO3压强为________，平衡常数Kp＝________(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。

(4)探讨表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：

v＝keq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(α,α′)－1))0.8(1－nα′)

式中：k为反应速率常数，随温度t上升而增大；α为SO2平衡转化率，α′为某时刻SO2转化率，n为常数。在α′＝0.90时，将一系列温度下的k、α值代入上述速率方程，得到v～t曲线，如图(c)所示。

曲线上v最大值所对应温度称为该α′下反应的最相宜温度tm。ttm时，v渐渐提高；ttm后，v渐渐下降。缘由是__________________________________