专题15 化学反应原理综合
1．[2019新课标Ⅰ]水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：
（1）Shibata曾做过下列实验：①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还
原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。
②在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。
根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_________H2（填“大于”或“小于”）。 （2）721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡
时体系中H2的物质的量分数为_________（填标号）。 A．＜0.25
B．0.25
C．0.25~0.50
D．0.50
E．＞0.50
（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，
其中吸附在金催化剂表面上的物种用?标注。
可知水煤气变换的ΔH________0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E正=_________eV，写出该步骤的化学方程式_______________________。
（4）Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系（如下图所示），催化剂
为氧化铁，实验初始时体系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。
计算曲线a的反应在30~90 min内的平均速率v(a)=___________Pa·min?1。467 ℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。489 ℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。
2．[2019新课标Ⅱ] 环戊二烯（回答下列问题：
）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。
（1）已知：H2(g)+ I2(g)
(g) 2HI(g)
(g)+H2(g)
ΔH1=100.3 J·mol ?1 ①
ΔH2=?11.0 J·mol ?1 ②
对于反应：
(g)+ I2(g) (g)+2HI(g) ③ ΔH3=___________J·mol ?1。
（2）某温度下，等物质的量的碘和环戊烯（）在刚性容器内发生反应③，起始总压为105Pa，平
衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为_________，该反应的平衡常数p=_________Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有__________（填标号）。 A．通入惰性气体
B．提高温度
C．增加环戊烯浓度 D．增加碘浓度
（3）环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应
时间的关系如图所示，下列说法正确的是__________（填标号）。
A．T1＞T2
B．a点的反应速率小于c点的反应速率 C．a点的正反应速率大于b点的逆反应速率 D．b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L?1
（4）环戊二烯可用于制备二茂铁（Fe(C5H5)2，结构简式为
），后者广泛应用于航天、化工等领域
中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠（电解质）和环戊二烯的DMF溶液（DMF为惰性有机溶剂）。
该电解池的阳极为____________，总反应为__________________。电解制备需要在无水条件下进行，原因为_________________________。
3．[2019新课标Ⅲ] 近年，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：
（1）Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比
c(HCl) ∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：
可知反应平衡常数（300℃）____________（400℃）（填“大于”或“小于”）。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的数据计算（400℃）=____________（列出计算式）。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是____________。
（2）Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行： CuCl2(s)=CuCl(s)+CuCl(s)+
1Cl2(g) ΔH1=83 J·mol-1 211O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20 J·mol-1 22CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 J·mol-1 则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=_________ J·mol-1。
（3）在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是______________。（写出2种） （4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方
案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：
负极区发生的反应有____________________（写反应方程式）。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气__________L（标准状况）。
4．[2019江苏] CO2的资化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资。
（1）CaO可在较高温度下捕集CO2，在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4·H2O热分解可制备
CaO，CaC2O4·H2O加热升温过程中固体的质量变化见下图。
①写出400~600 ℃范围内分解反应的化学方程式： ▲ 。
②与CaCO3热分解制备的CaO相比，CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能，其原因是 ▲ 。
（2）电解法转化CO2可实现CO2资化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。
①写出阴极CO2还原为HCOO?的电极反应式： ▲ 。
②电解一段时间后，阳极区的HCO3溶液浓度降低，其原因是 ▲ 。 （3）CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应： 反应Ⅰ：CO2(g)+H2(g)反应Ⅱ：2CO2(g)+6H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH =41.2 J·mol?1
CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH =﹣122.5 J·mol?1
在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中：
[推荐]2017-2019三年高考真题化学分项汇编专题15 化学反应原理综合（原卷版）
