非选择题规范练(三)化学反应原理综合应用(建议用时:35分钟)1.(2019·高考北京卷)氢能源是最具应用前景的能源之一,高纯氢的制备是目前的研究热点。(1)甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2,其物质的量之比为4∶1,甲烷和水蒸气反应的方程式是____________________________________________________________。②已知反应器中还存在如下反应:i.CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)ΔH1ii.CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)ΔH2iii.CH4(g)===C(s)+2H2(g)ΔH3……iii为积炭反应,利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时,还需要利用________________反应的ΔH。③反应物投料比采用n(H2O)∶n(CH4)=4∶1,大于初始反应的化学计量数之比,目的是________(选填字母序号)。a.促进CH4转化b.促进CO转化为CO2c.减少积炭生成④用CaO可以去除CO2。H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图所示。从t1时开始,H2体积分数显著降低,单位时间CaO消耗率________(“”“”填升高降低或“”不变)。此时CaO消耗率约为35%,但已失效,结合化学方程式解释原因:______________________________________________。(2)可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如图。通过控制开关连接K1或K2,可交替得到H2和O2。①制H2时,连接________。产生H2的电极反应式是________________________________________________________________________。②改变开关连接方式,可得O2。③结合①和②中电极3的电极反应式,说明电极3的作用:_______________________。2.(新题预测)研究氮氧化物的反应机理,对于消除环境污染有重要意义。(1)氮氧化物(NOx)可在催化剂作用下与氨反应生成无污染的物质,该反应的化学方程式为______________________________________________________________。(2)对于一般的化学反应:aA+bB===cC+dD存在反应速率方程v=kcm(A)cn(B),利用反应速率方程可求出化学反应瞬时速率。m+n为反应级数,当m+n分别等于0、1、2…时分别……称为零级反应、一级反应、二级反应;k为反应速率常数,k与温度、活化能有关,与浓度无关,温度升高,k增大。在600K下反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的初始浓度与初始速率如表所示:初始浓度/(mol/L)初始速率/[mol/(L·s)]c(NO)c(O2)0.0100.0102.5×10-30.0100.0205.0×10-30.0300.02045×10-3通过分析表中实验数据,得出该反应的速率方程为v=__________,为______级反应,当c(NO)=0.015mol/L、c(O2)=0.025mol/L时的初始速率为______(保留两位有效数字)。(3)升高温度绝大多数的化学反应速率增大,但是2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应速率却随着温度的升高而减小。某化学小组为探究该特殊现象的原因,查阅资料知其反应历程分两步:a.2NO(g)N2O2(g)ΔH1<0快速平衡v1正=k1正c2(NO)v1逆=k1逆c(N2O2)b.N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH2慢反应v2正=k2正c(N2O2)c(O2)v2逆=k2逆c2(NO2)①反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH=______(用含ΔH1和ΔH2的式子表示)。②反应______为整个反应的速控反应,用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常数K=______。③反应a的活化能E1与反应b的活化能E2的大小关系为E1______E2(“填>”“<”“”或=)。若2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应速率方程v=×k2正×c2(NO)×c(O2),分析升高温度该反应速率减小的原因可能是____________________________________。④对反应a和b,下列表述正确的是______(填标号)。A.v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)B.反应的中间产物为N2O2C.反应b中N2O2与O2的碰撞仅部分有效3.(新题预测)采用H2或CO催化还原NO能达到消除污染的目的,在氮氧化物尾气处理领域有着广泛应用。回答下列问题:(1)用CO处理NO时产生两种无毒、无害的气体,该反应的氧化产物为________。(2)已知:氢气的燃烧热为285.8kJ/mol2NO(g)===N2(g)+O2(g)ΔH1=-180.5kJ/molH2O(g)===H2O(l)ΔH2=-44kJ/mol写出用H2处理NO生成水蒸气和1molN2的热化学方程式:______________________________________。(3)针对上述用H2处理NO生成水蒸气和1molN2的反应,回答下列问题:①...