大题突破练(三)化学反应原理综合题1.(2023·内蒙古呼和浩特一模)低碳烯烃是指乙烯、丙烯和丁烯等小分子烯烃的总称。其用途十分广泛,是塑料、橡胶、树脂、高分子、医药、农药等后续产业链赖以生存的基石。请结合所学知识,回答下列问题:(1)研究证明,CO可作为合成低碳烯烃的原料,目前利用CO与H合成乙烯的相关热化学方程式222如下:反应Ⅰ:CO(g)+3H(g)CHOH(g)+HO(g)ΔH=-49.01kJ·mol-122321反应Ⅱ:2CHOH(g)CH(g)+2HO(g)ΔH=-29.98kJ·mol-132422反应Ⅲ:2CO(g)+6H(g)4HO(g)+CH(g)ΔH=kJ·mol-1222243(2)一定条件下,在2L的恒容密闭容器中以不同的氢碳比[]发生反应Ⅲ,CO的平衡转化率2α(CO)与温度的关系如图甲所示。2图甲①该反应在低温下是否可以自发进行?(填“是”“否”或“无法确定”)。②下列能提高CO平衡转化率的措施有(填字母)。2a.降低反应温度b.使用高效催化剂c.通入氦气使体系的压强增大d.以相同的投料比增加反应物的物质的量③R点处,X(填“>”“<”或“=”)2.0。④若起始加入1molCO和2molH,则Q点的平衡常数K=。22(3)我国科学家用Fe(CO)/ZSM-5催化CO加氢合成低碳烯烃——乙烯的反应,所得产物含CH、31224CH、CH等副产物,反应过程如图乙。3648图乙催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO转化率和各产物的物质的量分数如表所示。2CO转各产物在所有产物中的占比/%助剂2化率/%CHCH其他2436Na42.535.939.624.5K27.275.622.81.6Cu9.880.712.56.8①催化剂助剂主要在(填“第ⅰ步”“第ⅱ步”或“第ⅲ步”)起作用。②在Fe(CO)/ZSM-5中添加助剂效果最好,加入助剂能提高单位时间内乙烯产312量的根本原因是。2.(2023·陕西西安中学二模)可燃冰是一种高效清洁能源,中国已勘探的可燃冰储量居世界第一,持续安全开采量创下了世界纪录,有望2030年实现产业化开采。科学家也对CH进行了重点研4究。Ⅰ.CH与CO重整的工艺过程中涉及如下反应:42反应①:CH(g)+CO(g)2CO(g)+2H(g)ΔH=+247.4kJ·mol-14221反应②:CO(g)+H(g)CO(g)+HO(g)ΔH2222反应③:CH(g)+O(g)CO(g)+2H(g)ΔH=-35.6kJ·mol-14223(1)已知:反应④O(g)+H(g)HO(g)ΔH=-241.8kJ·mol-1,则ΔH=22242kJ·mol-1。(2)一定条件下,向容积为VL的密闭容器中通入CH、CO各1.0mol及少量O,测得不同温度下422反应平衡时各产物产量如图所示。①图中a和c分别代表产生和。由图中信息判断900K后产生HO的主要2反应并说明理由。②1100K平衡时,CH与CO的转化率分别为95%和90%,体系内剩余nmolO,反应③的平衡常422数K=(写出计算式)。③密闭恒容条件下,反应②达到平衡的标志是(填字母)。A.每消耗1molCO的同时消耗1molH22B.CO的分压不再发生变化C.气体平均相对分子质量不再发生变化D.气体密度不再发生变化E.不再发生变化Ⅱ.将CH与一种产生温室效应的气体利用电解装置进行耦合转化,原理示意如图。4(3)电池工作时,O2-向电极移动。(4)若消耗CH和产生温室效应气体的体积比为3∶2,则生成乙烷和乙烯的体积比4为。3.(2023·西藏拉萨一模)氮及其化合物之间转化的研究,对环境污染的治理和硝酸的制备具有重大意义。回答下列问题:(1)氨气在Pt的催化下,会发生Ⅰ、Ⅱ两个氧化反应:反应Ⅰ.4NH(g)+5O(g)4NO(g)+6HO(g)322ΔH=-905kJ·mol-11反应Ⅱ.4NH(g)+3O(g)2N(g)+6HO(g)3222ΔH=-1267kJ·mol-12则反应Ⅲ:4NH(g)+6NO(g)5N(g)+6HO(g)ΔH=kJ·mol-1。3223(2)向1L恒容密闭容器中充入0.1molNH和0.2molO,以Pt为催化剂、不同温度下发生上32述反应Ⅰ、Ⅱ,在反应相同的时间时,体系中含氮物质与加入氨的分子数之比δ(%)随温度的变化如图1所示。图1①温度低于400℃时,发生的反应以(填“Ⅰ”或“