大题突破二 化学反应原理综合题 1.（2024·贵州部分学校模拟）为了实现“碳中和”，CO2的综合利用成为科学家研究的热点。 （1）将CO2催化加氢制取CH3OH，通过下列步骤实现，反应过程中能量变化如图1所示。 CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH＝ kJ·mol－1。 （2）在2 L的绝热密闭容器中，按＝充入CO2和H2，在催化剂作用下合成甲醇。下列说法中说明主反应CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）达到平衡状态的是 （填字母）。 A.CO2的转化率保持不变 B.混合气体的密度保持不变 C.断裂1 mol H—H同时形成1 mol O—H D.容器内混合气体温度保持不变 （3）在密闭容器中通入CO2和H2的混合气体，制取甲醇过程中，存在竞争反应： Ⅰ.CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）； Ⅱ.CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g） ΔH＝＋41 kJ·mol－1。 在不同压强下，当按＝进料，反应达到平衡时，测得甲醇的物质的量分数与温度的关系如图2所示，物质a的物质的量分数：χa＝。 ①图2中压强由小到大的顺序为 ，判断的依据是 。 ②图2中，当p2＝10 MPa时发生上述反应，反应20 min达到平衡时，χ（CH3OH）＝0.1，则在0～20 min内用CH3OH的分压变化表示的速率v（CH3OH）＝ MPa·min－1，此时反应Ⅰ中CO2的转化率为 （保留小数点后1位）。 ③在压强为20 MPa时，发生上述反应并达到平衡状态，CO2平衡转化率为，χ（CH3OH）＝0.1，该温度下反应CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）的平衡常数Kp＝ （保留1位有效数字，用各组分的分压代替浓度计算平衡常数Kp，气体分压＝总压×物质的量分数）。 2.（2024·江西部分学校联考）我国科学家开发新催化剂，高选择性实现丙烷脱氢制备丙烯。 反应原理： Ⅰ.CH3CH2CH3（g）CH3CHCH2（g）＋H2（g） ΔH1＝＋123 kJ·mol－1； Ⅱ.CH3CH2CH3（g）CH2CH2（g）＋CH4（g） ΔH2。 （1）几种共价键的键能数据如下： 共价键 H—C H—H C—C CC 键能（E）/（kJ·mol－1） 413 436 347 614 反应Ⅰ在 （填“高温”“低温”或“任意温度”）条件下自发进行，ΔH2＝ kJ·mol－1。 （2）一定温度下，在恒容密闭容器中充入1 mol C3H8（g），发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ。下列叙述正确的是 （填字母）。 A.混合气体平均摩尔质量不变时达到平衡状态 B.达到平衡时H2体积分数最大为50％ C.平衡后，再充入少量的丙烷，丙烷的平衡转化率减小 D.升高温度，反应Ⅰ和Ⅱ的平衡常数都减小 （3）在恒压密闭反应器中充入一定量的丙烷和不同量的Ar，发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ，丙烷平衡转化率与温度、投料比关系如图所示。 ①正反应速率：m n（填“＞”“＜”或“＝”）。 ②相同温度时，随着投料比（η）增大，丙烷平衡转化率增大的原因是 。 （4）在1 L恒容密闭容器中充入1 mol C3H8（g）和适量催化剂M发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，测得相同时间内丙烷的转化率、丙烯的选择性与温度关系如图所示。 某温度下，丙烷的平衡转化率为80％，此时丙烯的选择性为60％。该温度下，反应Ⅰ的平衡常数K＝ 。［已知：丙烯的选择性＝×100％］ 3.（2024·辽宁部分重点中学协作体模拟）甲醇是一种化工产品，也是清洁能源。工业上利用废气中的CO2制备CH3OH的方案有： 方案1： 反应1：CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g） 副反应：CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g） ΔH＝＋41 kJ·mol－1 方案2： 反应2：CO2（g）＋2H2O（g）CH3OH（g）＋ ... ...
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