2023届高三化学高考备考一轮复习 第二十三专题 化学反应原理综合 测试题

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2023 高考一轮复习 第二十三专题 化学反应原理综合 测试题
榆次一中 李金虎
1．(2022·全国甲卷) 金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是
将金红石(TiO2)转化为 TiCl4，再进一步还原得到钛。回答下列问题：
(1) TiO2转化为 TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在 1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：
(ⅰ)直接氯化：
-1 -2
2 2 4 2 1 p1
TiO (s)+2Cl (g)=TiCl (g)+O (g) ΔH =172kJ mol ,K =1.0 10 
(ⅱ)碳氯化：
-1 12
2 2 4 2 p2
TiO (s)+2Cl (g)+2C(s)=TiCl (g)+2CO(g) ΔH =-51kJ mol , K =1.2 10 Pa 
①反应
2
2C(s)+O (g)=2CO(g)
的
ΔH
为_______
-1
kJ mol
，Kp=_______Pa。
②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是_______。
③对于碳氯化反应：增大压强，平衡_______移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平
衡转化率_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)在
5
1.0 10 Pa
，将 TiO2、C、Cl2以物质的量比 1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质
的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
①反应
2
C(s) CO (g) 2CO(g) 
的平衡常数
_______
Pa
。
②图中显示，在
200℃
平衡时 TiO2几乎完全转化为 TiCl4，但实际生产中反应温度却远高于此温度，
其原因是 。
(3) TiO2
2
TiO
碳氯化是一个“气—固—固”反应，有利于
2
TiO C
“固—固”接触的措施是
。
2． (2022·全国乙卷)油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利
用。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①2H2S(g)+3O2(g)＝2SO2(g)+2H2O(g) ΔH1＝－1036kJ/mol
②4H2S(g)+2SO2(g)＝3S2(g)+4H2O(g) ΔH2＝94kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g) ΔH3＝－484kJ/mol
计算 H2S 热分解反应④ 2H2S(g)＝S2(g)+2H2(g)的ÃΔH4=________ kJ/mol。
(2)较普遍采用的 H2S处理方法是克劳斯工艺。即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是：利用反
应④高温热分解 H2S。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是 ，
缺点是 。
(3)在1470K、100kPa 反应条件下，将 n(H2S) : n(Ar)＝1:4 的混合气进行 H2S热分解反应。平衡时混合
气中 H2S与H2的分压相等，H2S平衡转化率为________，平衡常数 Kp=________kPa。
(4)在1373K、100kPa 反应条件下，对于 n(H2S) : n(Ar) 分别为 4:1、1:1、1:4、1:9、1:19 的H2S—Ar 混
合气，热分解反应过程中 H2S转化率随时间的变化如下图所示。
①n(H2S) : n(Ar) 越小，H2S平衡转化率________，理由是 。
②n(H2S) : n(Ar)＝1:9 对应图中曲线____，计算其在 0-0.1s 之间，H2S分压的平均变化率为___ kPa·s-
1。
3． (2022·山东日照模拟)氢能是一种理想的绿色能源，一种太阳能两步法甲烷蒸气重整制氢原理合成示意
图如下：
(1)第Ⅰ步：NiFe2O4(s)＋CH4(g) NiO(s)＋2FeO(s)＋CO(g)＋2H2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1。总反应可表
示为：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1。写出第Ⅱ步反应的热化学方程式：__
____________________________________________________。
(2)实验测得分步制氢比直接利用 CH4和H2O(g)反应具有更高的反应效率，原因____________________
_。
(3)第Ⅰ、Ⅱ步反应的 lg KpT图像如下。
由图像可知 a________b(填“大于”或“小于”)，1 000 ℃时，第Ⅱ步反应的化学平衡常数 K＝
________，测得该温度下第Ⅰ步反应平衡时 CH4的平衡分压 p(CH4)＝4.0 kPa，则平衡混合气体中 H2的
体积分数为________(保留一位小数)。
(4)第Ⅰ步反应产生的合成气(CO 和H2的混合气体)可用于 FT 合成(以合成气为原料在催化剂和适当条
件下合成碳氢化合物的工艺过程)。合成碳氢化合物时易发生副反应：CO＋H2O(g) CO2＋H2，
如图为相同条件下用不同催化剂在不同时间段测得反应体系内CO2的体积分数，据此应选择的催化
剂是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)，选择的依据是______________________________。
4． (2022·东北师大附中模拟)温室气体让地球发烧，倡导低碳生活，是一种可持续发展的环保责任，将
CO2应用于生产中实现其综合利用是目前的研究热点。
Ⅰ.在催化作用下由 CO2和CH4转化为 CH3COOH 的反应历程示意图如图。
在合成 CH3COOH 的反应历程中，下列有关说法正确的是________(填字母)。
a．该催化剂使反应的平衡常数增大
b．CH4―→CH3COOH 过程中，有 C—H 键断裂和C—C 键形成
c．生成乙酸的反应原子利用率 100%
d．ΔH＝E2－E1
Ⅱ.以CO2、C2H6为原料合成 C2H4涉及的主要反应如下：
CO2(g)＋C2H6(g) C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g)　ΔH＝＋177 kJ·mol－1(主反应)
C2H6(g) CH4(g)＋H2(g)＋C(s) ΔH＝＋9 kJ·mol－1(副反应)
(1)主反应的反应历程可分为如下两步，反应过程中能量变化如图 1所示：
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