专题十二 化学反应原理 专题检测（实战演练）-【人教版】2023年高考化学二轮针对性复习方案（解析版）.docx

专题十二 化学反应原理 专题检测
（7 小题，共100分）
1．（2022·河南郑州·三模）（14分）“水煤气（CO和H2）”是化学工业常用的原料气，在某工业上应用原理如下：
主反应：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）ΔH＝﹣41.03kJ•mol﹣1
副反应：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH＝﹣116kJ•mol﹣1
（1）写出CO2加氢制CH3OH的热化学方程式 　 　。
（2）在压强为81kPa的恒压体系中充入一定量含CO、H2、H2O、N2的混合气体，充分反应后，在T℃下，反应达到平衡后，测得混合气体各组分的物质的量分别为0.6molCO、3molH2、1.6molH2O、1molN2、1.6molCO2和0.3molCH3OH。
①T℃时，副反应的标准平衡常数Kp＝　 　（保留三位有效数字）（已知：分压＝总压×该组分物质的量分数，对于反应dD（g）+eE（g）⇌gG（g）+hH（g），KΘ＝其中pΘ＝100kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压）。
②平衡时CO的转化率为 　 　。
③为同时提高CO的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为 　 　（填标号）。
A．低温、高压
B．高温、低压
C．低温、低压
D．高温、高压
（3）若其他条件一定，向原料气中加入N2稀释气体并保持总压强不变，测得CO的平衡百分含量增大，原因是 　 　。
（4）利用M催化CO2加氢制CH3OH的反应历程如图，其中吸附在催化剂表面的物种用*表示，Ea表示活化能，单位为eV。
①CH3O*转化为CH3OH的化学方程式为 　 　。
②下列说法正确的是 　 　（填标号）。
A.第iii步反应速率最慢
B.第ii步有O﹣O键断裂
C.H2与2H*能量差为0.60eV
D.加入催化剂M能增大CH3OH的平衡产率
【答案】
（1） CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）△H＝﹣74.97kJ/mol　。
（2）①　5.56　② 　76%　。③ 　A　
（3）其他条件一定，恒压充入氮气，相当于减压，副反应平衡逆向移动，CO的平衡百分含量增大　。
（4）① CH3O*+H*＝CH3OH　。② AC　
【解析】：（1）已知①CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）ΔH＝﹣41.03kJ•mol﹣1，②CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH＝﹣116kJ•mol﹣1，依据盖斯定律②﹣①可得CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）△H＝﹣116kJ•mol﹣1﹣（﹣41.03kJ•mol﹣1）＝﹣74.97kJ/mol，
故答案为：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）△H＝﹣74.97kJ/mol；
（2）①在T℃下，反应达到平衡后，测得混合气体各组分的物质的量分别为0.6molCO、3molH2、1.6molH2O、1molN2、1.6molCO2和0.3molCH3OH，混合气总物质的量为（0.6+3+1.6+1+1.6+0.3）mol＝8.1mol，对于反应CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g），在压强为81kPa的恒压体系中，CO的分压为81kPa×＝6kPa，氢气的分压为81kPa×＝30kPa，甲醇的分压为81kPa×
＝3kPa，副反应的标准平衡常数Kp＝＝≈5.56，
故答案为：5.56；
②主反应中生成1.6molCO2，CO反应量为1.6mol，副反应中生成0.3molCH3OH，CO反应量为0.3mol，CO总反应量为1.9mol，CO加入量为1.9mol+0.6mol＝2.5mol，平衡时CO的转化率为×100%＝76%，
故答案为：76%；
③同时提高CO的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应使副反应平衡正向移动，副反应正向放热，故应采取低温条件，副反应正向气体分子数减小，故应采用高压条件，
故答案为：A；
（3）若其他条件一定，向原料气中加入N2稀释气体并保持总压强不变，测得CO的平衡百分含量增大，原因是其他条件一定，恒压充入氮气，相当于减压，副反应平衡逆向移动，CO的平衡百分含量增大，
故答案为：其他条件一定，恒压充入氮气，相当于减压，副反应平衡逆向移动，CO的平衡百分含量增大；
（4）①由图象可知，CH3O*转化为CH3OH的化学方程式为CH3O*+H*＝CH3OH，
故答案为：CH3O*+H*＝CH3OH；
②A.由图可知，第iii步反应的活化能最大，速率最慢，故A正确；
B.由图可知，第ii步无O﹣O键断裂，故B错误；
C.由图可知，破坏氢气分子中的共价键