2022年高考化学新情境题复习专题《化学反应原理综合题》 1．（2021·安徽合肥·一模）资源化在推进能源绿转型，实现“碳达峰、碳中和”中具有重要意义。
Ⅰ. 与催化重整制合成气是研究热点之一、发生的主要反应有：
反应①：
反应②：
(1)有关化学键键能数据如表：
化学键 | | H-O | C=O | |
键能/ | 436 | 463 | 803 | 1076 |
| | | | |
则反应②的反应热_______。
(2)对于上述反位体系，下列说法错误的是_______。
B．恒容密闭容器中当气体密度不变时，反应达到平衡状态
C．加入催化剂，可提高的平衡转化率
(3)恒压下进行与催化重整实验。初始压强为，起始投料，和的平衡转化率随温度变化曲线如图所示。 ①曲线_______(填“A”或“B”)表示的平衡转化率。
②800K，反应至转化率达到X点时，v(正)_______v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。若要使的转化率由X点达到Y点，改变的外界条件可以是_______(答一条即可)。
③800K，反应①的分压平衡常数_______(分压=总压×物质的量分数)。
Ⅱ.利用电化学装置可实现和两种分子的耦合转化，其原理如图所示。
(4)阴极的电极反应式为_______。
【答案】(1)+40.0
(2)BC
(3) A > 增大山东辱母案例分析>经济发展理论的浓度或分离出产物等均可
(4)
【解析】
(1)反应②的反应热反应物的总键能-生成物的总键能=2×803+436-1076-2×463=+40.0；
(2)A．增大的浓度，反应物的浓度增大，则反应①②的正反应速率均增加，A正确；
B．恒容密闭容器中体积不变，混合气体的总质量不变，则气体密度一直保持不变，不能说明反应达到平衡状态，B错误；
C．加入催化剂，化学平衡不移动，的平衡转化率不变，C错误； 故选：BC；
(3)①参与了2个反应，而只参与1个反应，相同情况下消耗更多，平衡转化率更大，曲线A表示的平衡转化率；
②曲线B表示的平衡转化率，800K，反应至转化率达到X点时小于平衡转化率，反应向正反应方向进行，则v(正)> v(逆)；若要使的转化率由X点达到Y点，即使反应达到平衡，改变的外界条件可以是增大的浓度或分离出产物等均可；
③800K，的平衡转化率为40%，转化的物质的量10 mol×40%=4mol，的平衡转化率为20%，转化的物质的量10 mol×20%=2mol，列三段式：反应①：，反应②：，在恒温恒容下，压强之比等于物质的量之比，则，解得平衡时总压强为p=，反应①的分压平衡常数；
(4)
由原理图可知，A电极上CO2→CO，C元素化合价降低、发生还原反应，则A电极为阴极，B电极为阳极，阴极反应式为。
2．（2022·江西·模拟预测）习近平提出了中国应对气候变化的两个目标：二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，于2060年前实现碳中和。因此，研发CO2利用技术、降低空气中CO2含量成为了研究热点。为减少CO2对环境造成的影响，可采用“CO2催化加氢制甲醇”方法将其资源化利用。该反应体系中涉及以下两个反应：
I.CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
II.CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g) ΔH2
回答下列问题：
(1)反应I、II的InK(K代表化学平衡常数)随(温度的倒数)的变化如图所示。
ΔH1________0(填“大于”或“小于”或“等于”)；升高温度，反应CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g)的化学平衡常数________(填“增大”或“减小”或“不变”)。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有________。
西方唯美主义A．增大CO的浓度，反应I的平衡向正反应方向移动
B．降低温度，反应I和II的正、逆反应速率都减小
C．恒温恒容下充入氦气，反应I的平衡向正反应方向移动
D．增大压强，反应I和II重新达到平衡的时间不同
(3)恒压下将CO2和H2按体积比1：3混合，在不同催化剂作用下发生反应I和反应II，在相同
的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图。
其中：CH3OH的选择性=×100%
①在上述条件下合成甲醇的工业条件是________。
A．210℃ B．230℃ C．催化CZT D．催化剂CZ(Zr-1)T
②在230℃以上，升高温度CO2的转化率增大，但甲醇的产率降低，原因是________。
(4)恒温恒压密闭容器中，加入2molCO2和4molH2，只发生反应I和反应II，初始压强为p0，在300℃发生反应，反应达平衡时，CO2齐齐哈尔洪水的转化率为50%，容器体积减小20%.则达到平衡时H2的转化率为________，反应II的平衡常数K=________(保留两位有效数字)。
【答案】(1) 小于 减小
(2)AB
(3) BD 230℃以上，温度升高，反应Ⅰ的平衡向逆反应方向移动，反应Ⅱ的平衡向正反应方向移动，但温度对反应Ⅱ的平衡影响更大
(4) 55% 0.22
【解析】
(1)温度T降低，增大，由图像可知，反应I的lnK随的增大而增大，反应II的lnK随的增大而减小，即随着的增大，反应I的K增大、反应II的K减小。所以，当温度降低，反应I的K增大、平衡正向移动，反应I为放热反应，ΔH1小于0；当温度降低，反应II的K减小、平衡逆向移动，反应II为吸热反应，ΔH2大于0。依据盖斯定律，反应CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g)可由I-II得到，即焓变ΔH=ΔH1-ΔH2，而ΔH1<0、ΔH2>0，所以ΔH<0，温度升高，平衡逆向移动，化学平衡常数减小。
(2)A．增大一氧化碳浓度，反应II逆向移动，二氧化碳和氢气浓度增大，相当于反应I的反应物浓度增大，反应I正向移动，A正确；
B．降低温度，反应I和II的正、逆反应速率都减小，B正确；
C．恒温恒容下充入氦气，各物质浓度不变，平衡不移动，C错误；
D．增大压强，反应I平衡正向移动、反应II平衡就得逆向移动，当反应I达到平衡时，二氧化碳和氢气浓度不再改变，反应II也得达到平衡，因此增大压强，反应I和II重新达到平衡的时间相同，D错误；
答案选AB。
(3)①由图可知，230℃时甲醇产率最高，该温度下使用催化剂CZ(Zr-1)T，甲醇选择性较大，答案选BD。
②230℃以上，温度升高，反应Ⅰ的平衡向逆反应方向移动，反应Ⅱ的平衡向正反应方向移动，但温度对反应Ⅱ的平衡影响更大，所以在230℃以上，升高温度CO2的转化率增大，但甲醇的产率降低。
(4)由于发生反应I，容器容积减小，设参加反应I的二氧化碳的物质的量为xmol，则有关系式：，解得x=0.6mol，则参加反应I的氢气的物质的量为1.8mol，生成甲醇的物质的量为0.6mol，生成水蒸气的物质的量为0.6mol，而二氧化碳的转化率为50%，则参加反应II的二氧化碳的物质的量为，反应II消耗氢气0.4mol，生成一氧化碳0.4mol，生成水蒸气0.4mol，平衡时容器中有二氧化碳1mol，氢气1.8mol，甲醇0.6mol，水蒸气1mol，一氧化碳0.4mol，氢气转化率为，设平衡时容器体积为V，则反应II的平衡常数。
3．（2022·安徽六安·模拟预测）气态含氮化合物是把双刃剑，既是固氮的主要途径，也是大气污染物。气态含氮化合物及相关反应是新型科研热点。回答下列问题：
(1)用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知：
①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)ΔH=-akJ/mol
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=-bkJ/mol
新药开发写出N3还原NO至N2和水蒸气的热化学方程式_______。
(2)恒容密闭容器中，在Ni作催化剂条件下，NH3分解反应如下：2NH3(g)N2(g)+3H2(g)，不同温度下，NH汽车节能补贴20143分解率随时间变化如图所示，v正=k正·c2(NH3)，v逆=k逆·c(N2)·c3(H2)；NH3的初始浓度为c1，T1时NH3分解反应达到平衡时_______；曲线①②中，k正-k逆值较小的曲线为_______。
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