人教专题15 化学反应原理综合题（练）-2023年高考化学二轮复习讲练测（新高考专用）（解析版）.docx

专题15　化学反应原理综合题

1．工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、SO2、CO等有害气体，对废气进行脱硝、脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
(1)利用氢气还原法脱硝。
已知：①H2的燃烧热为285.8kJ/mol
②
写出在催化剂存在下，H2还原NO2生成液态水和无毒物质的热化学方程式：_______。
(2)研究表明CO2与N2O可在Pt2O+表面转化为无害气体，其反应进程及能量变化过程如图所示。
①该反应在常温下能否自发进行_______。
②从图中分析，N2O和CO2之间的反应分为两个过程，其中决速步为_______(填“第1步”或“第2步”)反应，写出另一步的转化关系式_______。
(3)利用如图装置，模拟电化学方法除去雾霾中的NO、SO2，则a极为_______极(填“阳”或“阴”)，溶液A的溶质除了有大量(NH4)2SO4，还有_______(填化学式)。
【答案】（1）
（2）能     第 1 步    
（3）阳     H2SO4
【解析】（1）H2的燃烧热的化学方程式为H2+O2=H2O ，在催化剂存在下，H2还原NO2生成液态水和无毒物质的化学方程式为，根据盖斯定律，4×①-②可得热化学方程式为；（2）①根据反应进程及能量变化过程可知该反应的的化学方程式为N2O+CON2+CO2 ，其熵变不变，，在常温下能自发进行；②活化能越大，反应速率越慢，且决定总反应速率，根据能量变化过程可知第1步的活化能大于第2步的活化能，故决速步为第1步；根据反应进程可知第2步中CO和为反应物，产物为CO2和Pt2O+，转化关系式为；（3）由于溶液A的溶质有大量(NH4)2SO4，故NO得电子生成，故a电极为阳极，b电极为阴极，a电极(阳极)的电极反应为SO2+2H2O-2e-=SO+4H+，故溶液A的溶质除了有大量(NH4)2SO4，还有H2SO4。
2．当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1)以CO2与NH3为原料可合成尿素[CO(NH2)2]回收CO2并为农业服务，
已知：反应I.2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) △H=-159.47kJ•mol-1
反应Ⅱ.NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+116.49kJ•mol-1
在相同条件下，反应2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)正反应的活化能Ea为225.36kJ/mol，则逆反应的活化能Ea为_____。
(2)在密闭容器中通入物质的量均为0.5mol的CH4和CO2，在一定条件下发生反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)，CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图2所示。
①由图可知：p1压强______p2(填“>”、“<”或“=”)。
②Y点：v(正)_____v(逆)(填“>”、“<”或“=”)；已知气体分压(p分)=气体总压(p总)×气体的物质的量分数。用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，已知p2=akPa，求X点对应温度下反应的平衡常数Kp=_____。
(3)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=8.5，CO2主要转化为_____(写离子符号)；若所得溶液c(HCO
)：c(CO)=1：1，溶液pH=_____。(室温下，H2CO3的K1=4×10-7；K2=5×10-11；lg5=0.7)
(4)工业上也可以用电解法捕获CO2，如图，CO2在酸性水溶液中用惰性电极电解制得乙烯，其原理如图所示，则该电解池的总反应式为_____。
【答案】(1)8221.98kJ/mol (2)     ＜     ＞     (3)          10.3 (4)
【解析】（1）根据盖斯定律Ⅰ-Ⅱ可得2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s) +H2O(g) △H =-42.98kJ/mol，又已知：△H=正反应的活化能-逆反应的活化能，正反应的活化能Ea为8179kJ/mol，则逆反应的活化能Ea =(8179 +42.98)kJ/mol = 8221.98kJ/mol；（2）①由图可知，温度一定时，甲烷的转化率α(p1)>α(p2)，该反应正反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡向逆反应进行，甲烷的转化率降低，故压强p2>p1；②Y点在曲线下方说明未达到反应平衡，故平衡正向移动，v(正)＞v(逆)；已知p2=akPa，，，求X点对应温度下反应的平衡常数Kp=；（3）CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=8.5，