2020-2021备战高考化学提高题专题复习化学反应原理综合考查练习题附详细答案.docx

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1、2020-2021备战高考化学提高题专题复习化学反应原理综合考查练习题附详细答案一、化学反应原理综合考查1．（15分）甲烷水蒸气催化重整（SMR）是传统制取富氢混合气的重要方法，具有工艺简单、成本低等优点。回答下列问题：（1）已知1000K时，下列反应的平衡常数和反应热：①CH421H1(g)C(s)+2H(g)K=10.2②2CO(g)C(s)+CO(g)K2=0.6H22③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K3=1.4H3④CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)K4H4（SMR）则1000K时，K4=_________

2、___；H4=_________（用H1、H2、H3来表示）。（2）在进入催化重整装置前，先要对原料气进行脱硫操作，使其浓度为0.5ppm以下。脱硫的目的为______________。（3）下图为不同温度条件下电流强度对CH4转化率的影响。由图可知，电流对不同催化剂、不同温度条件下的甲烷水蒸气催化重整反应均有着促进作用，则可推知H4____0（填“>或”“<）”。（4）下图为不同温度条件下6小时稳定测试电流强度对H2产率的影响。由图可知，随着温度的降低，电流对H2产率的影响作用逐渐____________（填“增加”“减小”或“不变”），600℃时，

3、电流对三种催化剂中的____________（用图中的催化剂表示式回答）影响效果最为显著，当温度高于750℃时，无论电流强度大小，有无催化剂，H2产率趋于相同，其原因是______________。（5）我国科学家对甲烷和水蒸气催化重整反应机理也进行了广泛研究，通常认为该反应分两步进行。第一步：CH4催化裂解生成H2和碳（或碳氢物种），其中碳（或碳氢物种）吸附在催化剂上，如CH4→Cads/[C(H)n]ads+(2–n)H2；第二步：碳（或碳氢物种）和H2O反应生2n)H2。反应过程和能量变化残图如下（过成CO2和H2，如Cads/[C(H)n

4、]ads+2H2O→CO2+(2+2程①没有加催化剂，过程②加入催化剂），过程①和②H的关系为：①_______②（填“＞”“＜”或“＝”）；控制整个过程②反应速率的是第_______步，其原因为____________________________。【答案】33.32H1+2H3-H2硫能使催化剂中毒（或硫能使催化剂活性下降等）>增加10Ni-3MgO/γ-Al2O3温度高于750℃时，几种情况下的反应均达到平衡，催化剂不改变平衡状态=Ⅱ第Ⅱ步的活化能大，反应速率慢【解析】【分析】【详解】（1）方程式CH4222×③-②得到，(g)+2HO(g)C

5、O(g)+4H(g)，是由方程式①+2K4=K1K32=10.21.42=33.32，H4=H1+2H3-H2。K20.6（2）硫会与催化剂反应，会使催化剂中毒，因此要脱硫。（3）由图可知电流相同时，750℃甲烷的转化率比600℃时甲烷的转化率高，说明温度越高，转化率越高，K越大，H4>0。（4）据图可知，随温度降低，H2产率的变化幅度也增大，电流对H2产率的影响作用逐渐增加；600℃时，10Ni-3MgO/γ-Al232O催化剂在不同电流时H产率的变化幅度最大，因此电流对10Ni-3MgO/γ-Al2O3催化剂影响最为显著；测试时间为6小时，当温度高

6、于750℃时，由于反应速率加快，反应已经达平衡移动，而催化剂不影响平衡移动，因此无论电流强度大小，有无催化剂，H2产率趋于相同。（5）同一化学反应，催化剂只能改变反应的速率，对反应热不会造成影响，故过程①和②H相等。根据活化能越大，反应速率就越慢，故控制整个反应速率的是活化能较高的步骤，即控速步骤为第Ⅱ步。2．中国是世界上最大的钨储藏国，超细钨粉是生产硬质合金所必须的原料。（1）工业上可以采用铝热还原法生产钨铁合金，已知：①WO3(s)+2Al(s)=W(s)+Al2O3(s)?H1②3Fe3O4(s)+8Al(s)=9Fe(s)+4Al2O3(s)?

7、H2则四氧化三铁与钨反应的热化学方程式为___(反应热写为?H3并用含△H1、AH2的代数式表示)；在反应②中若有0.1molFe3O4参加反应，则转移电子___mol。（2）自然界中钨主要存在于黑钨矿中(主要成分是铁和锰的钨酸盐)，从中制备出黄钨(WO3)后再用H2逐级还原：WO3→WO2.90→WO2.72→WO2→W，总反应为3H2(g)+WO3(s)?W(s)+3H2O(g)?H，实验测得一定条件下平衡时H2的体积分数曲线如图所示：①由图可知，该反应的?H____(填“>或”“<”；)0a点处的v正___v逆(填“>”“或<“”=”)。②如果上

8、述反应在体积不变的密闭容器中达到平衡，下列说法错误的是__(填序号)。A．v正(H2)=v逆(