热点专训15化学反应原理综合题1.(2020·德州模拟)二甲醚(CH3OCH3)是一种新型能源,被誉为“21世纪的清洁燃料”。(1)用CO和H2合成二甲醚的反应为3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)ΔH。几种物质的相对能量如下:物质H2(g)CO(g)CO2(g)CH3OCH3(g)相对能量/(kJ·mol-1)285.828301453.0ΔH=kJ·mol-1。改变下列“量”,一定会引起ΔH发生变化的是(填代号)。A.温度B.反应物浓度C.催化剂D.化学计量数(2)有利于提高反应中CH3OCH3产率的条件为(填标号)。A.高温低压B.低温高压C.高温高压D.低温低压(3)采用新型催化剂(主要成分是Cu—Mn的合金)制备二甲醚。催化剂中n(Mn)n(Cu)对合成二甲醚的影响情况如图所示。当n(Mn)n(Cu)=2时,二甲醚的选择性(选择性=目标产物产率CO转化率×100%)为85.8%,此时二甲醚的产率为。【解析】根据反应热ΔH=生成物总能量-反应物总能量进行计算;根据影响化学平衡移动因素进行分析;根据二甲醚的选择性计算公式:选择性=目标产物产率CO转化率×100%进行计算;根据氢离子移动方向判断正负极,根据电子守恒计算能量的利用率。(1)用CO和H2合成二甲醚的反应为3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)ΔH=生成物总能量-反应物总能量=1453.0kJ·mo1-1-(3×285.8kJ·mol-1+3×283kJ·mo1-1)=-253.4kJ·mo1-1;A.改变温度会影响化学反应平衡移动,但不会影响ΔH,故A不符合题意;B.改变反应物浓度,影响化学反应平衡移动,但不会影响ΔH,故B不符合题意;C.催化剂只改变化学反应速率,不会影响ΔH,故C不符合题意;D.反应热与化学计量数成正比,所以改变化学计量数会影响ΔH,故D符合题意。(2)根据3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)ΔH=-253.4kJ·mo1-1可知,升高温度,平衡逆向移动,CH3OCH3产率降低,降低温度,平衡正向移动,CH3OCH3产率升高;增大压强,平衡正向移动,CH3OCH3产率升高,降低压强,平衡逆向移动,CH3OCH3产率降低;所以有利于提高反应中CH3OCH3产率的条件为低温高压,故B正确。(3)当n(Mn)n(Cu)=2时,二甲醚的选择性(选择性=目标产物产率CO转化率×100%)为85.8%,由图可知CO的转化率为72%,此时二甲醚的产率=85.8%×72%÷100%≈61.8%。答案:(1)-253.4D(2)B(3)61.8%2.NOx、SO2的处理转化对环境保护有着重要意义。(1)利用反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),可实现汽车尾气的无害化处理。一定条件下进行该反应,测得CO的平衡转化率与温度、起始投料比m[m=n(NO)n(CO)]的关系如图1所示。①该反应的ΔH0(填“>”“<”或“=”)。②下列说法正确的是(填字母)。A.当体系中CO2和CO物质的量浓度之比保持不变时,反应达到平衡状态B.投料比:m1>m2>m3C.当投料比m=2时,NO转化率是CO转化率的2倍D.汽车排气管中的催化剂可提高NO的平衡转化率③随着温度的升高,不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近的原因为。(2)若反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的正、逆反应速率可表示为:v正=k正·c2(NO)·c2(CO);v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,仅与温度有关。一定温度下,在体积为1L的容器中加入2molNO和2molCO发生上述反应,测得CO和CO2物质的量浓度随时间的变化如图2所示,则a点时v正∶v逆=。(3)工业生产排放的烟气中同时存在SO2、NOx和CO,利用它们的相互作用可将SO2、NOx还原成无害物质,一定条件下得到以下实验结果。图3为298K各气体分压(气体的物质的量分数与总压的乘积)与CO物质的量分数的关系,图4为CO物质的量分数为2.0%时,各气体分压与温度的关系。下列说法不正确的是(填字母)。A.不同温度下脱硝的产物为N2,脱硫的产物可能有多种B.温度越高脱硫脱硝的效果越好C.NOx比SO2更易被CO还原D.体系中可能发生反应:2COSS2+2CO;4CO2+S24CO+2SO2(4)NH3催化还原氮氧化物是目前应用最广泛的烟气脱硝技术。用活化后的V2O5作催化剂,NH3将NO还原成N2的一种反应历程如图5所示,则总反应方程式为。(5)用间接电化学法去除烟气中NO的原理如图6所示,则阴极的电极反应式为。【解析】(1)①由图象可知,起始投料比m一定时,温度越高,CO的平衡转化率越低,即升高温度平衡逆向移动,所以正反应放热,即ΔH<0;②反应正向进行时CO2增多而CO减少,说明未达到平衡时二者比值会变,所以体系中CO2和CO物质的量浓度之比保持不变,反应达到平衡状态,故A正确;由...
