专题 化学反应原理综合题（解析版）

专题 14 化学反应原理综合题1．（2023·全国甲卷）甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：(1)已知下列反应的热化学方程式：① ② 反应③的_______，平衡常数_______(用表示)。(2)电喷雾电离等方法得到的(等)与反应可得。与反应能高选择性地生成甲醇。分别在和下(其他反应条件相同)进行反应，结果如下图所示。图中的曲线是_______(填“a”或“b”。、时的转化率为_______(列出算式)。 (3)分别与反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以示例)。 ( )ⅰ 步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。( )ⅱ 直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则与反应的能量变化应为图中曲线_______(填“c”或“d”)。()ⅲ与反应，氘代甲醇的产量_______(填“＞”“＜”或“=”)。若与反应，生成的氘代甲醇有_______种。【答案】(1) 或(2) b (3) c Ⅰ＜ 2【详解】（1）根据盖斯定律可知，反应③=(反应②-①)，所以对应；根据平衡常数表达式与热化学方程式之间的关系可知，对应化学平衡常数或，故答案为：；或；（2）根据图示信息可知，纵坐标表示-lg()，即与 MO+的微粒分布系数成反比，与 M+的微粒分布系数成正比。则同一时间内，b 曲线生成 M+的物质的量浓度比 a 曲线的小，证明化学反应速率慢，又因同一条件下降低温度化学反应速率减慢，所以曲线 b 表示的是 300 K 条件下的反应；根据上述分析结合图像可知，、时-lg()=0.1，则=10-0.1，利用数学关系式可求出，根据反应可知，生成的 M+即为转化的，则的转化率为；故答案为：b；；（3）( )ⅰ 步骤Ⅰ涉及的是碳氢键的断裂和氢氧键的形成，步骤Ⅱ中涉及碳氧键形成，所以符合题意的是步骤Ⅰ；( )ⅱ 直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则此时正反应活化能会增大，根据图示可知，与反应的能量变化应为图中曲线 c；()ⅲ与反应时，因直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则单位时间内产量会下降，则氘代甲醇的产量＜；根据反应机理可知，若与反应，生成的氘代甲醇可能为或共 2 种，故答案为：＜；2。2．（2023·全国乙卷）硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：(1)在气氛中，的脱水热分解过程如图所示：根据上述实验结果，可知_______，_______。(2)已知下列热化学方程式：则的_______。(3)将置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：( )Ⅰ 。平衡时的关系如下图所示。时，该反应的平衡总压_______、平衡常数_______。随反应温度升高而_______(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)提高温度，上述容器中进一步发生反应( )Ⅱ ，平衡时_______(用表示)。在时，，则_______，_______(列出计算式)。【答案】(1) 4 1(2)(a+c-2b)(3) 3 增大(4) 46.26 【详解】（1）由图中信息可知，当失重比为 19.4%时，转化为，则，解之得=4；当失重比为 38.8%时，转化为，则，解之得 y=1。（2）① ② ③ 根据盖斯定律可知，①+③-② 2 可得，则(a+c-2b)。（3）将置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：( )Ⅰ 。由平衡时的关系图可知,时，，则，因此，该反应的平衡总压3、平衡常数。由图中信息可知，随着温度升高而增大，因此，随反应温度升高而增大。（4）提高温度，上述容器中进一步发生反应( )Ⅱ ，在同温同压下，不同气体的物质的量之比等于其分压之比，由于仅发生反应( )Ⅰ 时，则，因此，平衡时。在时，，则、，联立方程组消去，可得，代入相关数据可求出46.26，则，。3．（2023·新课标卷）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题：(1)根据图 1 数据计算反应的_______。(2)研究表明，合成氨反应在催化剂上可能通过图 2 机理进行(*表示催化剂表面吸附位，表示被吸附于催化剂表面的)。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为_______(填步骤前的标号)，理由是_______。(3)合成氨催化剂前驱体(主要成分为)...