高考二轮复习知识点：化学反应中能量的转化2

Ⅰ.$\text{C}{\text{O}}_2\left(\text{g}\right)+3{\text{H}}_2\left(\text{g}\right)\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}\text{C}{\text{H}}_3\text{O}\text{H}\left(\text{g}\right)+{\text{H}}_2\text{O}\left(\text{g}\right)$       $\text{Δ}{\text{H}}_{\text{1}}\text{=}\text{-}\text{4}\text{9}\text{.}\text{5}\text{k}\text{J}\text{/}\text{m}\text{o}\text{l}$

Ⅱ.$\text{C}\text{O}\left(\text{g}\right)+2{\text{H}}_2\left(\text{g}\right)\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}\text{C}{\text{H}}_3\text{O}\text{H}\left(\text{g}\right)$       $\text{Δ}{\text{H}}_{\text{2}}\text{=}\text{-}\text{9}\text{0}\text{.}\text{4}\text{k}\text{J}\text{/}\text{m}\text{o}\text{l}$

Ⅲ.$\text{C}{\text{O}}_2\left(\text{g}\right)+{\text{H}}_2\left(\text{g}\right)\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}\text{C}\text{O}\left(\text{g}\right)+{\text{H}}_2\text{O}\left(\text{g}\right)$       $\text{Δ}{\text{H}}_{\text{3}}$

回答下列问题：

①$\text{Δ}{\text{H}}_{\text{3}}\text{=}$kJ/mol；Ⅰ、Ⅲ两个反应在热力学上趋势较大的是(填Ⅰ或Ⅲ)。

②反应Ⅱ的反应历程如下图，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。

该反应历程中决速步的能垒为eV，虛线框内发生的反应达到平衡后，升高温度，正反应速率(填“大于”“小于”或“等于”)逆反应速率。

③不同压强下，按照$\text{n}\left(\text{C}{\text{O}}_{\text{2}}\right)\text{：}\text{n}\left({\text{H}}_{\text{2}}\right)\text{=}\text{1}\text{：}\text{3}$投料，实验测定$\text{C}{\text{O}}_2$的平衡转化率(X)随温度(T)的变化关系如图所示。

压强${\text{P}}_1$、${\text{P}}_2$、${\text{P}}_3$由大到小的顺序为；温度高于${\text{T}}_1$时，X几乎相等的原因是。

该历程中最大能垒(活化能)E_正=kJ·mol^-1 ， 写出该步骤的化学方程式。

总反应为：CH₃OCH₃(g)＋CO(g)＋2H₂(g) $\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}$ CH₃OH(g)＋C₂H₅OH(g)分步反应历程为：

反应I：二甲醚(DME)羰基化反应：     ▲    。

反应II：乙酸甲酯(MA)加氢反应：CH₃COOCH₃(g)＋2H₂(g) $\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}$ CH₃OH(g)＋C₂H₅OH(g)。

标准摩尔生成焓是指由稳态单质生成1mol该化合物的焓变，几种物质的标准生成焓如下

①CH₃OCH₃(g)＋CO(g)＋2H₂(g) $\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}$ CH₃OH(g)＋C₂H₅OH(g)△H=kJ·mol^-1

②补充反应IDME羰基化反应的方程式：。

③在一定条件下只发生反应II，MA的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示：则该反应△H0(填“＜”或“＞”)，p₁、p₂、p₃由小到大的顺序为。

④在600K，p₃kPa下向一恒压密闭反应器中通入1.0molMA和2.0molH₂(g)只进行反应II，且初始反应器体积为3L，反应一段时间后达到平衡，则K_C=mol/L(列出计算式)。

①写出B侧电极反应式：。

②在钯膜反应器中进行了甲烷湿重整实验，发现膜反应器中甲烷转化率明显高于传统反应器，试从平衡的角度分析利用电化学原理借助透氢膜提高其转化率的原因。

已知： $\text{2NO(g)+2CO(g)}\rightleftharpoons {\text{N}}_{\text{2}}{\text{(g)+2CO}}_{\text{2}}\text{(g)}\text{ΔH=-746}\text{.5kJ/mol}$

则二氧化碳中碳氧双键键能是.(保留一位小数)

①温度： ${\text{T}}_1$ ${\text{T}}_2$ (填“<”、“=”或“>”)

②在 ${\text{T}}_1$ 条件下，下列说明该反应已经到达平衡状态的是。

A． $\text{NO}$ 和 $\text{CO}$ 的物质的量之比为 $\text{1：1}$

B．混合气体的密度保持不变

C．容器中混合气体的平均摩尔质量不变

D．容器中压强不再变化

若 $20\text{min}$ 时总压强为 $160\text{kPa}$ ，则该温度下平衡常数 ${\text{K}}_{\text{p}}$ (保留3位有效数字)，(用气体分压计算平衡常数为 ${\text{K}}_{\text{p}}$ ，气体分压=气体总压×气体的物质的量分数)。

图中电极Ⅰ的反应方程式为

主反应：C₂H₆(g)=C₂H₄(g)+H₂(g)  ΔH₁

副反应：2C₂H₆(g)=C₂H₄(g)+2CH₄(g) ΔH₂

C₂H₆(g)=C(s)+3H₂(g) ΔH₃

①标准摩尔生成焓是指在25℃和101kPa，由最稳定的单质生成1mol化合物的焓变。利用下表数据计算ΔH₁=。

②恒容条件下，有利于提高C₂H₆平衡转化率的措施是(填标号)。

A．高温    B．高压    C．原料气中掺入H₂    D．原料气中掺入CO₂

③在800℃、恒容条件下，1mol C₂H₆进行脱氢反应，测得平衡体系中气体有0.3mol C₂H₆、0.6mol C₂H₄、0.1mol CH₄和xmolH₂ ， 压强为170kPa，则x= ， 主反应K_p= kPa。

根据上表判断：

①链引发过程中，更容易断裂的化学键是。

②链传递的主要途径为反应→反应(填序号)，造成产物甲烷含量不高。

①550~620℃，在反应初始阶段，温度越高，乙烷转化率越大的原因是。

②该催化剂的最佳工作温度为。

合成乙烯的反应为 ${\text{6H}}_{\text{2}}{\text{(g)+2CO}}_{\text{2}}\text{(g)}\rightleftharpoons {\text{CH}}_{\text{2}}{\text{=CH}}_{\text{2}}{\text{(g)+4H}}_{\text{2}}\text{O(g)}△\text{H}$

已知几种化学键键能如下表所示：

则 $△\text{H=}$ (用含字母的代数式表示)。

① $\text{a}$ 3(填“>”“<”或“=”，下同)； $\text{M}$ 、 $\text{N}$ 两点反应的平衡常数 ${\text{K}}_{\text{M}}$ ${\text{K}}_{\text{N}}$ 。

② ${200}^{\circ }\text{C}$ 时，往 $5\text{L}$ 刚性密闭容器中加入 $3{\text{molH}}_2$ 、 $1{\text{molCO}}_2$ ，反应 $10\text{min}$ 达到平衡，则反应开始和平衡时的总压强比为。

由图2可知，该反应最适宜的温度为 ， 理由为。

图3所示固体氧化物电解池利用具有优良催化活性的电极共电解 ${\text{H}}_{\text{2}}{\text{O-CO}}_{\text{2}}$ 。

①阴极生成氢气的电极反应式为。

②电解过程中还伴随着积碳反应 $2\text{CO}\rightleftharpoons \text{C}+{\text{CO}}_2$ 。以下说法正确的是(填标号)。

a.生成的碳覆盖在电极表面，影响电极的催化活性

b.生成的碳使电解效率降低

c.生成的碳会和电解产生的氧气反应

① ${\text{C}}_2\text{H}{}_4\left(\text{g}\right)+{\text{H}}_2\text{O}\left(1\right)\underset{}{\rightleftharpoons }{\text{C}}_2{\text{H}}_5\text{OH}\left(1\right)$ $△H_{\text{1}}\text{=a kJ}\cdot {\text{mol}}^{\text{-1}}$

② $2{\text{CO}}_2\left(\text{g}\right)+2{\text{H}}_2\text{O}\left(1\right)\stackrel{}{\rightleftharpoons }{\text{C}}_2{\text{H}}_4\left(\text{g}\right)+3{\text{O}}_2\left(\text{g}\right)$ $△H_{\text{2}}\text{=b kJ}\cdot {\text{mol}}^{\text{-1}}$

已知 ${\text{2CO}}_{\text{2}}\left(\text{g}\right){\text{+3H}}_{\text{2}}\text{O}\left(\text{1}\right)\underset{}{\rightleftharpoons }{\text{C}}_{\text{2}}{\text{H}}_{\text{5}}\text{OH}\left(\text{1}\right){\text{+3O}}_{\text{2}}\left(\text{g}\right)$ 的正反应的活化能为c kJ·mol^-1 ， 则逆反应的活化能为kJ·mol^-1.(用含a、b、c代数式表示)

①活化能最大的是反应(填“Ⅰ”：“Ⅱ”或“Ⅲ”)。

②T₄温度下，反应Ⅲ的在0~5 min内平均反应速率v(H₂)=。

③同一物质b点对应的正反应速率v_(正)(填“>”、“＜”或“=”)c点对应逆反应速率v_(逆)。

④若反应Ⅲ在c点的体系总压强为0.80MPa，则c点反应的K_p=(MPa)^-2(K_p为以分压表示的平衡常数)。

请解释CO比N₂容易发生反应：。

①该反应达到平衡后，为了在提高反应速率同时提高NO的转化率，可采取的措施有(填字母代号)。

a.改用高效催化剂       b.缩小容器的体积        c.升高温度       d.增加CO的浓度

②在温度为T₁、压强为10MPa条件下，若反应进行到20min达到平衡状态，(假设此过程中容积约为4L)则在此过程中，v(NO)= ， 该温度下平衡常数K_p=(保留两位有效数字；用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

③若在D点对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大，重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的点。

①525~575K时，使 ${\text{CO}}_2$ 平衡转化率随温度升高而增大的反应为(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。

②475K时，平衡体系中 $\text{n}\left({\text{CH}}_{\text{3}}\text{OH}\right)\text{：n(CO)=}$ ， 反应Ⅰ的平衡常数 ${\text{K}}_{\text{p}}\text{=}$ ${(\text{MPa})}^{-2}$ (列出计算式)。

① ${\text{CH}}_3\text{O}\ast$ 转化为 ${\text{CH}}_3\text{OH}$ 的化学方程式为。

②下列说法正确的是(填标号)。

A． ${\text{H}}_2$ 与 $2\text{H}\ast$ 能量差为0.60eV

B．第ii步有 $\text{O}-\text{O}$ 键断裂

C．第iii步反应速率最慢

D．加入催化剂M不影响 ${\text{CH}}_3\text{OH}$ 的平衡产率

①能说明反应已达平衡状态的是(填标号)

a.c(CO₂)：c(H₂O)=1：6    b.混合气体的密度不变 c.v_正(H₂)=4v_逆(CH₄) d.密闭容器内压强不变

②40min内，消耗H₂的平均反应速率为。

③反应达到平衡时CO₂的转化率为。

由图中反应历程与能量变化可知：使用催化剂更有利于CO₂的吸附。反应能垒(活化能)最(填“高”或“低”)的步骤为整个反应的速控步骤，写出以Ni(lll)为催化剂的速控步骤的化学方程式。两种催化剂催化反应的速控步骤(填“相同”或“不相同”)。