專題12化學(xué)反應(yīng)原理綜合題2022年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)-測(cè)試(原卷版)

專題12化學(xué)反應(yīng)原理綜合題一、非選擇題（本大題共7小題，共100.0分）1.（15分）甲烷是一種很重要的燃料，在化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，也是良好的制氫材料。請(qǐng)回答下列問題：（1）用與反應(yīng)制取，其反應(yīng)為：，在一密閉容器中加入起始濃度均為0.1mol/L的與，在一定條件下反應(yīng)，測(cè)得的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。①壓強(qiáng)___________（填“＞”“=”或“＜”）：理由是___________。②當(dāng)壓強(qiáng)為時(shí)，B點(diǎn)___________（填“＞”“=”或“＜”）。③若溫度和體積均不變，平衡轉(zhuǎn)化率為50%，則平衡常數(shù)K=___________，在此平衡下，再將和CO的濃度增加0.1mol/L，平衡向___________（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向移動(dòng)。（2）在催化劑作用下甲烷和水蒸氣制取氫氣的反應(yīng)為：。將物質(zhì)的量均為的和加入恒溫恒壓的密閉容器中（25℃，100kPa），發(fā)生反應(yīng)，正反應(yīng)速率，其中p為分壓：若該條件下，當(dāng)時(shí)，的轉(zhuǎn)化率為___________%。（3）我國(guó)科學(xué)家發(fā)明了在熔融鹽中電解甲烷制的方法。裝置如圖所示。①a為電源的___________極。②電解時(shí)陰極上發(fā)生的反應(yīng)為___________。③電解一段時(shí)間后熔融鹽中的物質(zhì)的量________（填“變多”“不變”或“變少”）。2.（14分）甲醚被稱為“21世紀(jì)的清潔燃料”。以為原料制備甲醚涉及的主要反應(yīng)如下：Ⅰ.Ⅱ.回答下列問題：（1）將與混合氣體置于絕熱恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，逆反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的趨勢(shì)如圖所示（不考慮催化劑的影響）。則_______0（填“>”或“<”）；a、b、c三點(diǎn)對(duì)應(yīng)反應(yīng)體系溫度由高到低的順序?yàn)開______。（2）工業(yè)生產(chǎn)甲醚過程中，在恒溫、恒壓條件下，原料氣以通入裝有催化劑的反應(yīng)器中，內(nèi)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由變?yōu)?，則該時(shí)間內(nèi)用表示的化學(xué)反應(yīng)速率為_______。（3）在恒壓條件下，按與的物質(zhì)的量之比為1:3投料，測(cè)得平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時(shí)的選擇性（轉(zhuǎn)化的中生成的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）隨溫度的變化如圖所示。①曲線n隨溫度升高顯示如圖所示變化的原因是_______。②T℃時(shí)反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)_______（保留兩位有效數(shù)字）；合成甲醚的適宜溫度為，理由是_______。③其他條件不變，改為恒容條件，CO平衡選擇性比恒壓條件下的平衡選擇性_______（填“高”、“低”或“不變”）。3.（14分）乙醇是一種重要的工業(yè)原料，被廣泛應(yīng)用于能源、化工、食品等領(lǐng)域。以合成氣合成乙醇是近年來研究的熱點(diǎn)，其中乙酸甲酯加氫是制取乙醇的關(guān)鍵步驟之一、包括以下主要反應(yīng)：I.II.（1）反應(yīng)的___________。（2）若在體積為2L的密閉容器中，控制流速為（已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況），的轉(zhuǎn)化率為80.0%，則的反應(yīng)速率為___________（保留三位有效數(shù)字）。流速過大時(shí)乙酸甲酯的轉(zhuǎn)化率下降，原因是___________。（3）乙酸甲酯加氫反應(yīng)通常使用銅基催化劑，催化劑I的主要成分為CuAl，催化劑II的主要成分為CuZnAl，實(shí)驗(yàn)中采用催化劑I和催化劑II測(cè)得不同溫下相同時(shí)間內(nèi)乙酸甲酯的轉(zhuǎn)化率如圖1。工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)使用的催化劑是___________（填“催化劑I”或“催化劑II”），溫度升高，乙酸甲酯的轉(zhuǎn)化率增大的原因是___________。（4）使用X射線衍射儀對(duì)催化劑I和II的中間產(chǎn)物進(jìn)行XRD分析，根據(jù)衍射峰可判斷物質(zhì)的成分。XRD譜圖如圖2，分析XRD譜圖可知，相比催化劑I，催化劑II的中間產(chǎn)物中新生成的物質(zhì)是___________（填化學(xué)式）。（5）一定條件下在1L密閉容器內(nèi)通入2.00mol和3.96mol發(fā)生反應(yīng)I和II，測(cè)得不同溫度下達(dá)平衡時(shí)轉(zhuǎn)化率和乙醇的選擇性如圖3所示。260℃時(shí)反應(yīng)I的平衡常數(shù)___________。溫度高于240℃時(shí)，隨溫度升高乙醇的選擇性降低的原因是___________。［乙醇的選擇性=］4.（15分）當(dāng)今，世界多國(guó)相繼規(guī)劃了“碳達(dá)峰”、“碳中和”的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。因此，研發(fā)二氧化碳被轉(zhuǎn)化為多種基礎(chǔ)化學(xué)品，如甲醇、烯烴、芳烴、環(huán)狀碳酸酯等的技術(shù)成為研究焦點(diǎn)。I.（1）已知25℃時(shí)，的燃燒熱分別為，25℃時(shí)和生成和的熱化學(xué)方程式為__________。（2）與反應(yīng)可能會(huì)有多種生成物，用乙烯的選擇性最高的催化劑，在溫度下的恒容體系中，初始投入，壓強(qiáng)為0.1MPa進(jìn)行反應(yīng)，平衡狀態(tài)時(shí)壓強(qiáng)為原來壓強(qiáng)的0.835倍，的產(chǎn)率為__________，此溫度下的平衡常數(shù)______（列出計(jì)算式。以分壓表示，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。（3）與反應(yīng)生成、乙烯的過程中還存在副反應(yīng)：，若在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行該反應(yīng)，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________（填序號(hào)）。Ⅱ.在的轉(zhuǎn)化應(yīng)用研究中，利用此反應(yīng)將轉(zhuǎn)化為PC塑料。通過控制變量探究生產(chǎn)環(huán)狀碳酸酯（PC）的適宜條件，各種參數(shù)對(duì)特殊催化劑催化條件下PC產(chǎn)率和選擇性的影響如圖所示：（4）根據(jù)圖A、B、C、D可知，合成PC的適宜條件為催化劑的質(zhì)量為0.15g，溫度_______℃、壓強(qiáng)_______MPa；反應(yīng)時(shí)間選擇5h的原因是_______。從綠色化學(xué)的角度看，此反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)是_______。（5）為了降低大氣中含量，你認(rèn)為化學(xué)技術(shù)上需要克服的難題除了研究合適的催化劑之外，還要解決_______（寫一種即可）。5.（14分）回答下列問題：（1）乙醇重整制取，具有無毒、無刺激性等優(yōu)點(diǎn)。和發(fā)生反應(yīng)，已知：①②③，則反應(yīng)的=_______（用含的代數(shù)式表示）。（2）納米催化和合成碳酸二乙酯的示意圖如圖所示，反應(yīng)b的反應(yīng)類型為________，上述轉(zhuǎn)化過程中，中間產(chǎn)物為________。（3）若反應(yīng)①維持體系總壓強(qiáng)恒定，在溫度時(shí)，物質(zhì)的量為、體積為的乙醇蒸氣發(fā)生反應(yīng)，已知乙醇的平衡轉(zhuǎn)化率為，則在該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)=_____（用等符號(hào)表示）。若平衡后，通入水蒸氣稀釋，乙醇的轉(zhuǎn)化率會(huì)增大，原因是________。（4）溫度為，向體積不等的恒容密閉容器中分別加入1mol、1mol發(fā)生反應(yīng)③，一段時(shí)間，測(cè)得各容器中的轉(zhuǎn)化率與容器體積的關(guān)系如圖所示：①點(diǎn)所示條件下，______（填“>”“<”或“=”）。②容器內(nèi)的壓強(qiáng)：______。6.（14分）乙烷裂解制乙烯具有成本低.收率高、投資少、污染小等優(yōu)點(diǎn)。目前裂解方法有電催化、光催化裂解、直接裂解、氧氣或二氧化碳氧化乙烷裂解等。回答下列問題：（1）乙烷直接裂解時(shí)溫度、壓強(qiáng)及平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如圖所示：①反應(yīng)的____________（填“”或“”，下同）0，____________。②時(shí)，將乙烷與氦氣的混合氣體（乙烷的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為）通入一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)。平衡時(shí)容器壓強(qiáng)為，此時(shí)乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率為，則乙烯的平衡分壓為____________，反應(yīng)的平衡常數(shù)____________（用分壓表示，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。（2）已知乙烷直接裂解、氧化裂解和氧化裂解反應(yīng)如下：（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）①反應(yīng)的______________（用含和的代數(shù)式表示）。②反應(yīng)（Ⅰ）、（Ⅱ）的平衡常數(shù)分別為、，則反應(yīng)的平衡常數(shù)為____________（用含、的代數(shù)式表示）。③在時(shí)發(fā)生反應(yīng)（Ⅲ），乙烷的轉(zhuǎn)化率、乙烯的選擇性和收率隨投料比的變化關(guān)系如圖所示：控制，而不采用選擇性更高的，除可防止積碳外，另一原因是____________；時(shí)，越小，乙烷的轉(zhuǎn)化率越大，乙烯的選擇性和收率越小的原因是_____________。7．（14分）大氣污染是中國(guó)第一大環(huán)境污染問題，氮和硫的氧化物排放是造成大氣污染的原因之一、(1)汽車尾氣中的NO由如下反應(yīng)產(chǎn)生：N2(g)＋O2(g)=2NO(g)△H=＋180kJ·mol1已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)△H=566kJ·mol1則2CO(g)＋2NO(g)=N2(g)＋2CO2(g)△H=___________kJ·mol1(2)NO可用氨水臭氧組合高效脫除，與臭氧反應(yīng)的過程如下：NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)△H=200.9kJ·mol1在恒容密閉容器中，NO氧化率隨值以及溫度的變化曲線如圖甲所示。①NO氧化率隨值增大而增大的主要原因是___________。②當(dāng)溫度高于100℃時(shí)，O3分解產(chǎn)生活性極高的氧原子，此時(shí)NO氧化率隨溫度升高而降低可能的原因有：___________。(3)工業(yè)上用硫酸廠尾氣中的SO2與SCl2、Cl2為原料合成SOCl2，反應(yīng)如下：反應(yīng)I：SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g)△H=471.7kJ·mol1反應(yīng)II：SCl2(g)＋SO2Cl2(g)2SOCl2(g)△H=5.6kJ·mol1一定條件下，在5L的恒容密閉容器中通入一定量的SO2、SCl2與Cl2，反應(yīng)4min后達(dá)到平衡。若初始?jí)簭?qiáng)為p0，反應(yīng)過程中容器內(nèi)總壓強(qiáng)(p)隨時(shí)間(t)變化如圖乙所示(平衡時(shí)溫度與初始溫度相同)。容器內(nèi)各組分物質(zhì)的量如下表。組分SO2Cl2SCl2SO2Cl2SOCl2起始/mol0.250.250.2500平衡/mol0.1①0～1min容器內(nèi)壓強(qiáng)增大的原因?yàn)開__________。②反應(yīng)I、II達(dá)平衡時(shí)，SCl2的平衡轉(zhuǎn)化率為___________。③K為平衡常數(shù)，pK=lgK，該溫度下，反應(yīng)II的pK=___________(保留兩位