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1、高考化学一轮训练题：化学反应原理综合题1（2022山东新泰市第一中学二模）氮及其化合物的研究对于生态环境保护和工农业生产发展非常重要。答下列问题：(1)已知：4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) H=-a kJmol-1；N2(g)+O2(g)=2NO(g) H=+b kJmol-1；用NH3催化还原NO，可以消除氮氧化物的污染。写出反应的热化学方程式_。(2)不同温度下，工业催化合成氨N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 反应的K值随温度变化如表。温度/C25400450K5 1080.5070.152从平衡角度考虑，工业合成氨应该选择常温条件，但实际工业生产却选择5
2、00C左右的高温，解释其原因_。(3)某科研组提出合成氨的“表面氢化机理”如图所示，可在较低的电压下实现氮气的还原合成氨：已知：第一步：*H+e- =*H(快)(吸附在催化剂表面的物质用*表示)；第二步：N2+2*H =中间体(吸附在催化剂表面)(慢)；第三步：_(快)(写出第三步的方程式)。其中，第二步为决速步，原因是_(从反应物分子结构角度)。(4)向恒温密闭容器中充入一定物质的量N2、H2混合气体，在不同催化剂作用下的进行反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H0，相同时间内H2的转化率随温度的变化如图所示：根据图示，b点v正_v逆(填“”、“ ”或“”)，温度高于T4后曲线重合为
3、ac的合理解释是_；c点时，正、逆反应瞬时速率方程：v正(H2)= k1c3(H2)c(N2)和v逆(NH3)= k2c2(NH3)，此条件下反应的平衡常数K=_ (用含k1、k2的代数式表示)。(5)在30 MPa时，体积分数为3m%的H2、m%的N2和q%的惰性气体合成氨气，平衡时NH3体积分数随温度变化情况如图。若q=10时，M点的N2的分压=_MPa。此时该反应的压强平衡常数Kp=_(MPa)-2(保留三位有效数字，Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压物质的量分数)2（2022广西南宁二模）.氨是重要的基础化工品之一(1)已知：N2(g)O2(g)=2NO(g) H1=+180.5K
4、Jmol-14NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(g) H2=-905.0KJmol-12H2(g)O2(g)=2H2O(g) H3=-483.6KJmol-1N2(g)3H2(g)2NH3(g)的H=_。已知合成氨反应的正反应活化能为Ea(单位为kJmol-1)，则其逆反应活化能为_kJmol-1(用含Ea的代数式表示)。(2)T时，在2L的恒容密闭容器中投入2molN2和6molH2发生反应，平衡时H2的体积分数为50%，则该温度下的平衡常数K=_；其他条件不变，若向此平衡体系中再充入3molH2和3molN2，则平衡_(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。.1922年，德国奥
5、堡工厂建成世界首座以NH3和CO2为原料生产尿素(NH2CONH2)的工业装置。该工艺的主要原理为：2NH3(l)CO2(l)NH2COONH4(l) H0(快反应)NH2COONH4(l)H2O(l)NH2CONH2(l) H0(慢反应)一定条件下，CO2的平衡转化率与温度、初始氨碳比L=的关系如图：(3)两曲线中，L1_L2(填“”、“”或“=”)。(4)若L2=3，T1时，NH3的平衡转化率为_。(5)其它条件不变，随着温度的升高，CO2的平衡转化率先升高后下降，“先升高”的原因是_；“后下降”的原因是由于设备腐蚀加剧等因素，CO2的平衡转化率下降。3（2022黑龙江哈师大附中三模）乙酸
6、是基本的有机化工原料，乙酸制氢具有重要意义，制氢过程发生如下反应：热裂解反应I：CH3COOH(g)2CO(g)+2H2(g) H1脱羧基反应II：CH3COOH(g)CH4(g)+CO2(g) H2(1)由图1可知，H1=_kJmol-1(用有关E的代数式表示)；反应I的活化能_反应II的活化能(填“”或“”)。(2)在容积相同的密闭容器中，加入等量乙酸蒸气制氢，在相同时间测得温度与气体产率的关系如图2。约650之前，氢气产率低于甲烷的原因是_。分析图象该容器还发生了其他的副反应，理由是_。若保持其他条件不变，在乙酸蒸气中掺杂一定量水，氢气的产率显著提高而CO的产率下降，请用化学方程式表示可
7、能发生的反应：_。(3)按照符合“绿色化学”要求(原子利用率100%)，可采用光催化反应技术直接合成乙酸。下列原料组合符合要求的是_(填标号)。ACO2+H2BCO+H2CH2O+CH4DCO2+CH4(4)若利用合适的催化剂发生热裂解反应I和脱羧基反应II，温度为TK时达到平衡，总压强为pkPa，乙酸体积分数为20%；若热裂解反应消耗乙酸占投入量的20%，脱羧基反应的平衡常数Kp为_kPa(Kp为以分压表示的平衡常数)。(5)目前世界上一半以上的乙酸都采用甲醇与CO反应来制备。反应如下：CH3OH(g)+CO(g)CH3COOH(l) H”、“”、“”或“”)。温度为T，压强为P0的恒压密闭
8、容器中，通入1molCO2和3molH2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为xmol，CO为ymol，此时H2O(g)的分压p(H2O)=_(用含x、y的代数式表示，下同)，则该温度下反应1用平衡分压代替平衡浓度的平衡常数Kp=_(分压=总压物质的量分数)。(2)现研究温度及分子筛膜(用分子筛膜代替容器器壁，该膜只允许水、甲醇等极性分子通过)对甲醇平衡产率的影响。将CO2和H2初始投料分别按1.0mol/L和4.0mol/L充入恒容容器中，发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，温度及分子筛膜对甲醇平衡产率的影响如图所示。220时，经过2min达到M点，
9、则该条件下02min内的平均反应速率v(H2)=_。其他条件不变，甲醇的平衡产率总是高于没有分子筛膜时的产率，其原因可能是_。(3)科研工作者通过开发新型催化剂，利用太阳能电池将工业排放的CO2转化为HCOOH，实现碳中和的目标。如图所示：P极电极反应式为_。已知反应CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)HT1，理由是_。8（2022天津红桥一模）将和两种引发温室效应的气体转化为合成气(和)，可以实现能量综合利用，对环境保护具有十分重要的意义。(1)利用在一定条件下重整的技术可得到富含的气体，重整过程中的催化转化原理如图所示。已知：i.ii.过程I反应的化学方程式为_。该技术总反应的热化学方
10、程式为_。反应i甲烷含量随温度变化如图1，图中四条曲线中的两条代表压强分别为时甲烷含量曲线，其中表示的是_(2)甲烷的水蒸气重整涉及以下反应I.II.在一密闭体积可变容器中，通入和发生甲烷的水蒸气重整反应。反应I的平衡常数的表达式为_。反应II平衡常数_(填“”“”或“”、“”或“=”)。16（2022黑龙江哈九中三模）以CH3OH(g)和CO2(g)为原料在一定条件下制备HCOOCH3(g)，发生的主要反应如下：ICH3OH(g)+CO2(g)HCOOH(g)+HCHO(g)H1=+756.83kJmol-1Kp1IIHCOOH(g)+CH3OH(g)HCOOCH3(g)+H2O(g)H2=
11、+316.12kJmol-1Kp2III2HCHO(g)HCOOCH3(g)H3=-162.04kJmol-1Kp3(1)反应4CH3OH(g)+2CO2(g)3HCOOCH3(g)+2H2O(g)的H=_；该反应的压强平衡常数Kp=_(用含Kp1、Kp2、Kp3的代数式表示)。(2)已知压强平衡常数(Kp)与温度(T)之间存在定量关系，且符合vantHoff方程(其中R、C为常数，H为反应热)。反应I、II、III的lgKp与之间均为线性关系，如图所示。其中反应II对应的曲线为_(填“a”、“b”或“c”)。(3)催化制氢是目前大规模制取氢气的方法之一：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+
12、H2(g)H=-41.2kJmol-1，T1时，将0.10molCO与0.40molH2O充入恒容密闭容器中，反应平衡后H2的物质的量分数为0.08。H2O的平衡转化率为_%，反应后CO的物质的量分数为_。平衡后，向容器中再通入0.04molCO和0.06molCO2，则平衡将向_移动(填“正向”、“逆向”或“不移动”)。由1时上述实验数据计算得到v正x(CO)和v逆x(H2)的关系可用如图表示。当降低到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为_、_(填字母)。研究表明，CO催化变换反应的速率方程为：式中，x(CO)、x(H2O)、x(CO2)、x(H2)分别表示相应的物质的量分数，Kp为
13、平衡常数，k为反应的速率常数，温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下，反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度降低时，CO催化变换反应的Kp_(填“增大”或“减小”或“不变”)。根据速率方程分析，TTm时v逐渐减小的原因是_。17（2022安徽马鞍山二中二模）研究含氮元素物质的反应对生产、生活、科研等方面具有重要的意义。(1)发射“神舟十三”号的火箭推进剂为液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)。已知：C2H8N2(l)+4O2(g)=2CO2(g)+N2(g)+4H2O(l) H1=-2765.0kJ/mol2O2(g) +N2(g)=N2O4(l) H2=-19.5kJ/m
14、olH2O(g)= H2O(l) H3=-44.0kJ/mol则C2H8N2(1)2N2O4(1)=3N2(g)2CO2(g)4H2O(g)的H为_。(2)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程为：第一步：I2(g)2I(g)(快反应)第二步：I(g)N2O(g)N2(g)IO(g)(慢反应)第三步：IO(g)N2O(g)N2(g)O2(g)I2(g)(快反应)实验表明，含碘时N2O分解速率方程v=kc(N2O)c(I2)0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是_AN2O分解反应中，k值与碘蒸气浓度大小有关Bv(第二步的逆反应)v(第三步反应)CIO为反应的催化剂D第二步活化能比第三
15、步大(3)为避免汽车尾气中的氮氧化合物对大气的污染，需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g) H=-746.8kJ-mol-1。实验测得：v正=k正p2(NO)p2(CO)，v逆=k逆p(N2)p2(CO2)。其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，只与温度有关；p为气体分压(分压=物质的量分数x总压)。达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数_(填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍数。一定温度下在刚性密闭容器中充入CO、NO和N2物质的量之比为2：2：1，压强为p0kPa。达平衡时压强为0.9p0kPa，则_。(4)我国科
16、技人员计算了在一定温度范围内下列反应的平衡常数Kp：3N2H4(1)=4NH3(g)+N2(g) H1 Kp14NH3(g)=2N2(g)+6H2(g) H2 Kp2绘制pKp1-T和pKp2-T的线性关系图如图所示：(已知：pKp=-1gKp)由图可知，H1_0(填“”或“”)反应3N2H4(1)=3N2(g)6H2(g)的K=_(用Kp1、Kp2表示)；该反应的H_0(填“”或“”)，写出推理过程_18（2022云南二模）目前人工固氨和二氧化碳利用技术，对人类生存、社会进步和经济发展都有着重大意义。.目前研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。二氧化碳催化加氢制甲醇，有利
17、于减少温室气体二氧化碳，其总反应可表示为。(1)该反应能自发的条件是_(填“低温”或“高温”)。(2)二氧化碳催化加氢制甲醇合成总反应在起始物时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH)，在t=250时x(CH3OH)随压强(p)的变化及在时x(CH3OH)随温度(t)的变化，如图所示。图中对应等温过程的曲线是_(填“a”或“b”)，判断的理由是_。t=250时，当x(CH3OH)=0.10时，的平衡转化率_，(保留小数点后一位)此条件下该反应的Kp=_。(保留小数点后两位)(对于气相反应，可以用分压表示，分压=总压物质的量分数)。(3)研究表明，在电解质水溶液中，电
18、池中的气体可被还原，在_(填“正”或“负”)极发生电化学反应，而在碱性介质中被还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH)，其电极反应方程式为_。.目前工业上利用氮气和氢气催化合成氨是人工固氮的主要手段。合成氨的反应历程和能量变化如图所示。请回答下列问题：(4)合成氨反应的热化学方程式为_。(5)对总反应速率影响较大的步骤的能垒(活化能)为_kJ，该步骤的化学方程式为_。试卷第23页，共23页学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司参考答案：1(1)4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)H=(-a-3b) kJmol-1(2)从速率角度考虑，选择高温；从平衡角度考虑，
19、选择室温；从催化剂角度考虑，500左右催化剂活性高，且此温度时速率、转化率均较合适，综合效果好(3) 2(*NH)+4H+4e-=2NH3 N2与*H反应时，N2中三键键能大，断裂需要较高的能量(4) T4时，该反应达到平衡，催化剂不影响平衡转化率，故重合 (5) 4 0.0145【解析】(1)已知：4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)H=-a kJmol-1；N2(g)+O2(g)=2NO(g)H=+b kJmol-1；根据盖斯定律，将-3，整理可得4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)H=(-a-3b) kJmol-1；(2)根据温度与化学平衡常数
20、关系可知：温度升高，化学平衡常数减小，说明升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应。从平衡角度考虑，工业合成氨应该选择常温条件，但实际工业生产却选择500C左右的高温，这是由于从速率角度考虑，选择高温条件；从平衡角度考虑，选择室温；从催化剂角度考虑，500左右催化剂活性高，且此温度时速率、转化率均较合适，综合效果好；(3)根据图示可知中间体为*NH，反应前后原子守恒、电荷守恒，第三步反应为2个中间体与4个H+、4e-反应产生2个NH3(g)，则第三反应方程式为：2(*NH)+4H+4e-=2NH3；其中，第二步为决速步，这是由于第二步反应中N2与*H反应
21、时，N2中三键键能大，断裂需要较高的能量速率慢。对于多步反应，整个反应速率快慢由慢反应决定，故第二步为决速步；(4)催化剂只能加快反应速率，缩短达到平衡所需时间，而不能使平衡发生移动。根据图示可知：b点未达到该温度下H2的平衡转化率，说明反应正向进行，因此b点反应速率：v正v逆；温度高于T4后曲线重合为ac，这是由于T4时，该反应达到平衡，催化剂不影响平衡转化率，故线重合在一起；c点时，正、逆反应瞬时速率方程：v正(H2)= k1c3(H2)c(N2)和v逆(NH3)= k2c2(NH3)，由于用不同物质表示反应速率时速率比等于化学方程式中化学计量数的比，则根据v正(H2)= k1c3(H2)c(N2)可知v正(NH3)=v正(H2)=k1c3(H2)c(N2)，在平衡时用同一物质表示的正、逆反应速率相等，v正(NH3)=