廣東省廣州市2022屆高三一?？荚?原理綜合題)

1.以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的反應(yīng)如下：I.CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49kJ·mol-1II.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ·mol-1III.CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH3回答下列問題：（1）Kp為分壓平衡常數(shù)，各反應(yīng)的lnKp隨的變化如圖所示。計算反應(yīng)III的ΔH3=___________kJ·mol-1，其對應(yīng)的曲線為___________(填“a”或“c”)（2）在5MPa下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，平衡時，CO和CH3OH在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)及CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖：①圖中代表CH3OH的曲線為___________(填“m”或“n”)。②解釋150~250℃范圍內(nèi)CO2轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低原因___________。③下列說法錯誤的是___________(填字母)。A．H2的平衡轉(zhuǎn)化率始終低于CO2的B．溫度越低，越有利于工業(yè)生產(chǎn)CH3OHC．加入選擇性高的催化劑，可提高CH3OH的平衡轉(zhuǎn)化率D．150-400℃范圍內(nèi)，溫度升高，H2O的平衡產(chǎn)量先減小后增大④270℃時CO的分壓為___________，反應(yīng)II的平衡常數(shù)為___________(列出算式)。2.焦?fàn)t煤氣中的有效成分(和CO)的含量高達(dá)65%左右，是一種理想的化工產(chǎn)品合成氣。（1）已知：ⅰ、ⅱ、ⅲ、化學(xué)鍵H—HC—OCOH—OC—H4363431076465413則___________。（2）甲醇合成反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，冷卻劑溫度會極大地影響工藝結(jié)果，圖甲表示冷卻劑溫度對甲醇產(chǎn)量的影響，由圖可知，最合適的冷卻劑溫度為___________。（3）向一恒溫恒容密閉容器內(nèi)充入1molCO和1mol，起始壓強(qiáng)為，發(fā)生反應(yīng)：。①下列能說明反應(yīng)達(dá)平衡的是___________(填序號)。A．裝置內(nèi)壓強(qiáng)不再隨時間變化B．氣體密度不再隨時間變化C．CO的體積分?jǐn)?shù)不再隨時間變化D．平衡常數(shù)不再隨時間變化②反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，求該溫度下的平衡常數(shù)=___________(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。③據(jù)研究，反應(yīng)過程中起催化作用的為。實際生產(chǎn)中隨反應(yīng)進(jìn)行，的量會減少，導(dǎo)致催化效率降低。若在反應(yīng)體系中充入少量，有利于保持的催化效率不降低，原因是___________。（4）CO和反應(yīng)制的路徑，大致可以分為四步，其中“”代表物質(zhì)連接催化劑的位點。第一步：第二步：第三步：第四步：請寫出第三步的反應(yīng)式：___________。3.光氣()在工業(yè)上具有重要的用途。（1）相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下表?；瘜W(xué)鍵2433301076765寫出工業(yè)上采用高溫活性炭催化與合成的熱化學(xué)方程式：___________（2）在密閉體系中，充入體積比為的和和適量的活性炭，發(fā)生反應(yīng)，實驗測得反應(yīng)平衡體系中的體積分?jǐn)?shù)與壓強(qiáng)p和溫度T的關(guān)系曲線如圖所示：①有利于提高光氣()平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是___________。②圖中A點和C點化學(xué)平衡常數(shù)的大小關(guān)系：___________(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是___________。若用壓強(qiáng)平衡常數(shù)，表示，計算B點對應(yīng)的___________(用含的式子表示)為壓強(qiáng)平衡常數(shù)，用平衡分壓代替平衡濃度計算，氣體平衡分壓=總壓×氣體體積分?jǐn)?shù))。4.氫氣在富氧條件下催化還原NOx(H2-SCR)反應(yīng)在低溫時仍具有高活性和選擇性，近年來一直備受研究學(xué)者關(guān)注?；卮鹣铝袉栴}：（1）已知催化劑銠(Rh)表面H2催化還原NO的部分反應(yīng)機(jī)理如下表所示，其他條件一定時，決定H2催化還原NO反應(yīng)速率的基元反應(yīng)為_______，基元反應(yīng)：H2+Rh(s)+Rh(s)=H(s)+H(s)的焓變ΔH=_______kJ/mol?；磻?yīng)活化能Ea(kJ/mol)H2+Rh(s)+Rh(s)=H(s)+H(s)12.6NO(s)+Rh(s)=N(s)+O(s)97.5N(s)+N(s)=N2+Rh(s)+Rh(s)120.9H(s)+O(s)=OH(s)+Rh(s)83.7OH(s)+H(s)=H2O(s)+Rh(s)33.5H(s)+H(s)=H2+Rh(s)+Rh(s)77.8NO(s)=NO+Rh(s)108.9（2）浸漬法合成的Pt/Al-M-10-A催化劑對H2還原NO反應(yīng)的響應(yīng)如圖所示，由圖可知該催化劑對化學(xué)反應(yīng)具有_______，該性質(zhì)受_______的影響。（3）1093K時，NO與H2以物質(zhì)的量之比2：1混合，置于某恒容密閉容器中，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：2NO(g)+H2(g)N2O(g)+H2O(g)，以下物理量不再發(fā)生變化時，能說明反應(yīng)達(dá)平衡的是_______(填字母代號)。A.NO的轉(zhuǎn)化率 B.混合氣體的密度 C.該反應(yīng)的濃度商QC D.v(NO)=2v(H2)（4）將H2、NO、O2按體積比3：2：1充入恒溫恒壓(200℃、100kPa)容器中，發(fā)生反應(yīng)：4H2(g)+2NO(g)+O2(g)N2(g)+4H2O(g)，達(dá)平衡時，N2的體積分?jǐn)?shù)為0.1。①平衡時，NO的轉(zhuǎn)化率為_______。平衡常數(shù)Kp=_______(kPa)-2(以分壓表示，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。②已知該反應(yīng)ΔH＜0。初始溫度、壓強(qiáng)和反應(yīng)物的用量均相同。下列四種容器中NO的轉(zhuǎn)化率最高的是_______(填字母代號)。A.恒溫恒容容器

B.恒溫恒壓容器

C.恒容絕熱容器

D.恒壓絕熱容器5.我國政府承諾二氧化碳排放在2030年前達(dá)到峰值，2060年前實現(xiàn)碳中和，彰顯作為大國擔(dān)當(dāng)和責(zé)任。催化重整對溫室氣體的減排具有重要意義，其反應(yīng)為?；卮鹣铝袉栴}：（1）已知：①②③則___________（2）恒容密閉容器中可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是___________(填序號)。A.單位時間內(nèi)生成1mol的同時消耗2molCOB.混合氣體的密度不再改變C.反應(yīng)速率D.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變（3）容器容積為1L，控制和初始投料量分別為2mol和3mol，發(fā)生反應(yīng)：，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖甲所示。則代表___________(填“溫度”或“壓強(qiáng)”)：___________(填“大于”或“小于”)，并請說出理由：___________；點反應(yīng)的平衡常數(shù)為___________。（4）500℃下，將和的混合氣體(投料比為1：1)按一定流速通過盛有炭催化劑的反應(yīng)器，測得的轉(zhuǎn)化率受炭催化劑顆粒大小的影響如圖乙所示(注：目數(shù)越大，表示炭催化劑顆粒越小)。由圖乙可知，75min后轉(zhuǎn)化率與炭催化劑目數(shù)的關(guān)系為___________，原因是___________。（5）①溫度為時，實驗測得：為速率常數(shù)。時，=___________(以表示)。②當(dāng)溫度改變?yōu)闀r，，則時平衡壓強(qiáng)___________時平衡壓強(qiáng)(填“>”“<”或“=”)，理由是___________。6.直接將轉(zhuǎn)化為有機(jī)物并非植物的“專利”，科學(xué)家通過多種途徑實現(xiàn)了合成甲醛，總反應(yīng)為．轉(zhuǎn)化步驟如圖1所示：（1）原料可通過捕捉技術(shù)從空氣中或工業(yè)尾氣中獲取，寫出一種常見的可作捕捉劑的廉價試劑___________。（2）已知，則總反應(yīng)的___________(用圖1中焓變以及表示)。（3），在容積為的恒容密閉容器中充入和一定量，只發(fā)生可逆反應(yīng)①。若起始時容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為，達(dá)到平衡時，的分壓與起始投料比的變化關(guān)系如圖2所示。(ⅰ)若時到達(dá)c點，則時的平均反應(yīng)速率________；(ⅱ)__________(寫計算表達(dá)式)；(ⅲ)c點時，再加入和，使兩者分壓均增大的轉(zhuǎn)化率_____________(填“增大”、“不變”或“減小”)。（4）在恒溫恒容條件下只發(fā)生反應(yīng)②。關(guān)于該步驟的下列說法錯誤的是____________。A.若反應(yīng)②正向為自發(fā)反應(yīng)，需滿足B.若氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變，說明反應(yīng)②體系已經(jīng)達(dá)到平衡C.增大的濃度，的平衡物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定增大D.反應(yīng)②體系存在（5）已知Arrhenius公式：(為活化能，k為速率常數(shù)，R和C為常數(shù))。反應(yīng)①②的有關(guān)數(shù)據(jù)分別如圖3所示，相對較小的是___________；研究表明，加入某極性介質(zhì)有助于加快整個反應(yīng)的合成速率，原因可能是___________。7.為了實現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)，二氧化碳的高效利用成為研究的熱點。某研究小組采用雙合金團(tuán)簇催化甲烷干法重整法(DRM)取得了良好的效果。已知：CH4、H2、CO的燃燒熱分別為-890.3kJ/mol、-285.8kJ/mol，-283kJ/mol。（1）甲烷干法重整(DRM)反應(yīng)為CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)△H，則△H=_______。（2）通過大量的研究Pt12Ni、Sn12Ni、Cu12Ni三種雙金屬合金團(tuán)簇可用于催化DRM反應(yīng)，在催化劑表面涉及多個基元反應(yīng)，分別為過程1：甲烷逐步脫氫，過程2：CO2的活化(包括直接活化和氫誘導(dǎo)活化)，過程3：C★和CH★的氧化，過程4：擴(kuò)散吸附反應(yīng)。其反應(yīng)機(jī)理如圖1所示。則CO2氫誘導(dǎo)活化反應(yīng)方程式為_______，過程3的最終產(chǎn)物為_______，過程4發(fā)生擴(kuò)散吸附的微粒為_______。（3）三種催化劑催化甲烷脫氯過程的能量變化如圖2所示：①甲烷脫氫過程中最大活化能步驟為_______。(用反應(yīng)方程式表示)②Sn12Ni、Pt12Ni、Cu12Ni三種催化劑催化甲烷脫氫過程的脫氫速率分別為v1、v2、v3，則脫氫速率由大到小的順序為_______。③Sn12Ni雙金屬團(tuán)簇具有良好的抗積碳作用，有效抑制碳沉積對催化劑造成的不良影響，請結(jié)合圖示解釋原因：_______。（4）已知：甲烷干法重整(DRM)過程中發(fā)生副反應(yīng)△H>0，