高三化学备考一轮复习考点突破化学反应原理大题测试题

2022届高三化学备考一轮复习考点突破化学反应原理大题测试题（一）【原卷】一、填空题（共8题）1.甲烷催化裂解、氧气部分氧化和水煤气重整是目前制氢的常用方法。回答下列问题：（1）甲烷隔绝空气分解，部分反应如下：Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ.①反应Ⅰ的_____（填“>”或“<”）0。②的_______。（2）用水蒸气重整制氢包含的反应为Ⅰ.水蒸气重整：Ⅱ.水煤气变换：平衡时各物质的物质的量分数如图所示：①为提高的平衡转化率除压强、温度外，还可采取的措施是__________________。②温度高于时，的物质的量分数开始减小，其原因是_______________________。③时，容器中______。（3）甲烷部分氧化反应为，已知甲烷部分氧化、甲烷水蒸气重整、水煤气变换反应的平衡常数的自然对数与温度的关系如图所示：①图中点时，反应的______。②在某恒压密闭容器中充入和在某温度下发生水蒸气重整反应达到平衡时，的转化率为50%容器总压强为。的平衡分压______；此温度下反应的______（已知：）。2.甲烷以天然气和可燃冰两种主要形式存在与地球上,储量巨大,充分利用甲烷对人类未来的发展有重要意义。（1）.乙炔(CH≡CH)是一种重要的化工原料。工业用甲烷裂解法制乙炔,反应为:2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)在反应过程中甲烷裂解时还会发生副反应:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)。甲烷裂解时,几种气体平衡时分压(Pa)的对数值即lgP与温度(℃)之间的关系如图1所示。

①根据图1判断,2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)

△H__________0(填“>”或“<”);A、B两点的化学反应速率,VA__________VB(填“>”或“<”)为提高甲烷制乙炔的产率,除改变温度外,还可以采取的措施是__________(写出一条即可)。②1725℃时,若H2的lgP=5,则反应2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的平衡常数Kp=__________(用平衡分压Pa代替平衡浓度计算)（2）.工业上用甲烷和水蒸气在高温和催化剂存在的条件下制得合成气(CO、H2),发生反应为:2CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

△H>0图2中a、b、c、d四条曲线中的两条代表压强分别为1MPa、2MPa时甲烷含量曲线,其中表示1MPa的是__________(填字母)。在实际生产中采用图中M点而不是N点对应的反应条件,运用化学反应速率和平衡知识,同时考虑实际生产,说明选择该反应条件的主要原因是__________。（3）.利用CH4、CO2在一定条件下重整的技术可得到富含CO的气体,在能源和环境上具有双重重大意义。重整过程中的催化转化原题如图所示:则:①过程Ⅱ中第二步反应的化学方程式为__________②已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)

△H=+206.2kJ/molCH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)

△H=+158.6kJ/mol该技术总反应的热化学方程式为__________。3.氢气是热量高、无污染的燃料，天然气储量丰富是理想的制氢原料，研究甲烷制氢具有重要的理论和现实意义。（1）甲烷水蒸汽重整制氢：，温度1200k，压强0.2Mpa，水碳起始物质的量之比3:1，达到平衡时氢气的物质的量分数为0.3,甲烷转化率为_______，Kp=_______。理论上近似水碳比为_______，氢气的物质的量分数将达到最大。（2）=1\*GB3①将甲烷水蒸汽重整和甲烷氧化重整两种方法结合，理论上按照空气、甲烷、水蒸汽约15:7：1体积比进料（空气中氧气体积分数约为0.2），可以实现反应器中能量自给（不需要补充热量）。甲烷氧化重整制氢：_______。=2\*GB3②实际生产中，空气、甲烷、水蒸汽按照约1:1:2体积比进料，增加水蒸气的作用是_______，还能发生_______（用化学方程式表示）反应，从而获得更多的氢气。（3）甲烷水蒸汽重整过程中，温度1000K,原料气以通入容积为1L镍基催化反应器中，2-5s甲烷质量分数由7.32%变为5.32%，用甲烷表示2-5s的反应速率为_______,随着反应的进行反应速率会急速下降，可能的原因是甲烷等高温不稳定，造成_______。有人提出将甲烷水蒸汽重整和甲烷氧化重整两种方法结合则能解决这个问题，原因是_______。4.乙烷裂解制乙烯具有成本低.收率高、投资少、污染小等优点。目前裂解方法有电催化、光催化裂解、直接裂解、氧气或二氧化碳氧化乙烷裂解等。回答下列问题：（1）乙烷直接裂解时温度、压强及平衡转化率的关系如图所示：①反应的____________（填“”或“”，下同）0，____________。②时，将乙烷与氦气的混合气体（乙烷的物质的量分数为）通入一密闭容器中发生反应。平衡时容器压强为，此时乙烷的平衡转化率为，则乙烯的平衡分压为____________，反应的平衡常数____________（用分压表示，分压＝总压×物质的量分数）。（2）已知乙烷直接裂解、氧化裂解和氧化裂解反应如下：（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）①反应的______________（用含和的代数式表示）。②反应（Ⅰ）、（Ⅱ）的平衡常数分别为、，则反应的平衡常数为____________（用含、的代数式表示）。③在时发生反应（Ⅲ），乙烷的转化率、乙烯的选择性和收率随投料比的变化关系如图所示：控制，而不采用选择性更高的，除可防止积碳外，另一原因是____________；时，越小，乙烷的转化率越大，乙烯的选择性和收率越小的原因是_____________。5.回答下列问题：(1)甲烷或二氰甲烷分别与硫黄反应可制取，已知：天然气法：二氯甲烷法：则______________(用和表示)。(2)已知：则反应________________。(3)工业上制取有多种方法，如：①②③甲烷和水蒸气催化重整制高纯氢时，初始反应的生成物为和，其物质的量之比为4:1，则该反应的热化学方程式为__________________。6.甲烷催化裂解是工业上制备乙炔的方法之一。回答下列问题：（1）已知：则________。（2）某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行的裂解。若用和分别表示、、和固体催化剂，在固体催化剂表面的裂解过程如图1所示。从吸附到解吸的过程中，能量状态最低的是______(填字母)。②在恒容密闭容器中充入amol甲烷，测得单位时间内在固体催化剂表面的转化率与温度(t)的关系如图2所示，℃后的转化率突减的原因可能是__________。甲烷分解体系中几种气体的平衡分压(p，单位为Pa)与温度(t，单位为℃)的关系如图3所示。①℃时，向VL恒容密闭容器中充入0.12mol，只发生反应，达到平衡时，测得，的平衡转化率为________。(保留3位有效数字)若改变温度至℃，以0.01的平均速率增多，则________(填)。②在图3中，℃时，化学反应的压强平衡常数＝____。（4）工业上，以石墨为电极，电解亚铁氰化钾溶液可以制备铁氰化钾{，可用于检验}，阳极的电极反应式为____________________________。（5）设计如上图4实验探究牺牲阳极的阴极保护法原理。操作现象(i)取铁极附近的溶液于试管中，滴加铁氰化钾溶液无明显现象(ii)在U形管铁极附近滴加铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀得出结论：①锌保护铁；（填“能”或“不能”）②产生蓝色沉淀可以得出铁被铁氰化钾氧化生成。7.氢气是重要的工业原料，在石油化工、冶金工业、航空航天等方面有着广泛应用。回答下列问题：（1）我国化学家研究发现，在新型复合材料催化剂（的作用下，利用太阳能可高效光分解水制，光解原理如图所示。（已知过程中的水均为液态）氢气的燃烧热为，反应①为，则反应②的热化学方程式为________________。（2）工业上以甲烷为原料采用裂解法可以得到氢气，发生的反应为反应Ⅰ：（高温主反应）反应Ⅱ：（高温副反应）测得平衡时混合气中气体的表示分压，单位为Pa）与温度之间的关系如图所示。①根据图像判断，表示的随温度变化的曲线是________________，________________0（填“>”或“<”）。为提高甲烷制的产率，应选择的适宜温度是________________（填序号）。A.300~500℃ B.800~1000℃ C.1300~1500℃②1750℃下，平衡时生成的平衡转化率为________________。③1750℃下，反应Ⅰ的平衡常数______________（注：用平衡分压代替平衡浓度进行计算）。（3）利用与在一定条件下可以制备合成气，发生的反应为，研究表明CO的生成速率，若起始时某一刚性密闭容器中的分压分别为15kPa、20kPa，某时刻测得，则该时刻的反应速率________________。8.乙烯是世界上产量最大的化学品之一，是石油化工产业的核心。其制备方法在不断的优化，以乙烷为原料制备乙烯，成本较低。⑴传统制备方法：乙烷催化裂解法发生的反应为：①已知：298K时，相关物质的相对能量如图：则＝。②850℃，恒压条件下，常需要通入大量水蒸气，目的是。⑵乙烷氧化裂解制乙烯[主反应为①“乙烷催化裂解法”制备乙烯时，常会发生积碳反应：，生成的碳会附着在催化剂的表面，降低催化剂的活性，而“乙烷氧化裂解制乙烯”时，很少有积碳，可能原因是。②探究该反应的适宜条件，得到下图数据：图甲图乙已知：的选择性：指转化的中生成的百分比；乙烯的收率＝的转化率×的选择性。图甲：表示其它条件相同，不同温度条件下，组成相同的原料气，反应相同的时间，测得的的转化率、的选择性以及乙烯的收率与温度的关系；图乙：表示其他条件相同，的转化率、的选择性以及乙烯的收率随原料气中的变化情况。用该方法制备乙烯应该选择的适宜条件为：温度；＝。=3\*GB2⑶某乙烯熔融燃料电池工作原理如下图所示：则负极的电极反应式为。二、实验题（共1题）9.乙炔可用于照明、焊接及切割金属，也是制备乙醛、醋酸、苯、合成橡胶、合成纤维等的基本原料。甲烷催化裂解是工业上制备乙炔的方法之一。回答下列问题：(1)已知：则_________________。(2)某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行的裂解。①若用和分别表示、、和固体催化剂，在固体催化剂表面的裂解过程如图所示。从吸附到解吸的过程中，能量状态最低的是__________________（填标号），其理由是____________________。②在恒容密闭容器中充入甲烷，测得单位时间内在固体催化剂表面的转化率与温度（℃）的关系如图1所示，℃后的转化率突减的原因可能是________________。(3)甲烷分解体系中几种气体的平衡分压与温度（T/℃）的关系如图2所示。①℃时，向恒容密闭容器中充入0.12mol，只发生反应，达到平衡时，测得。的平衡转化率为________________。在上述平衡状态某一时刻，改变温度至℃，以0.01的平均速率增多，则________________(填“>”“=”或“<”)。②在图2中，℃时，化学反应的压强平衡常数=______________。2022届高三化学备考一轮复习考点突破化学反应原理大题测试题（一）【含答案】一、填空题（共8题）1.甲烷催化裂解、氧气部分氧化和水煤气重整是目前制氢的常用方法。回答下列问题：（1）甲烷隔绝空气分解，部分反应如下：Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ.①反应Ⅰ的_____（填“>”或“<”）0。②的_______。（2）用水蒸气重整制氢包含的反应为Ⅰ.水蒸气重整：Ⅱ.水煤气变换：平衡时各物质的物质的量分数如图所示：①为提高的平衡转化率除压强、温度外，还可采取的措施是__________________。②温度高于时，的物质的量分数开始减小，其原因是_______________________。③时，容器中______。（3）甲烷部分氧化反应为，已知甲烷部分氧化、甲烷水蒸气重整、水煤气变换反应的平衡常数的自然对数与温度的关系如图所示：①图中点时，反应的______。②在某恒压密闭容器中充入和在某温度下发生水蒸气重整反应达到平衡时，的转化率为50%容器总压强为。的平衡分压______；此温度下反应的______（已知：）。1.答案：（1）①>；②+75（2）①增加起始时（或及时从产物中分离出）；②反应Ⅱ为放热反应，从升高温度，平衡向逆反应方向移动因素大于CO浓度增加向正反应方向移动因素，净结果是平衡逆向移动（或其他合理表述）；③7（或7:1）（3）①0；②0.5；-0.32.甲烷以天然气和可燃冰两种主要形式存在与地球上,储量巨大,充分利用甲烷对人类未来的发展有重要意义。（1）.乙炔(CH≡CH)是一种重要的化工原料。工业用甲烷裂解法制乙炔,反应为:2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)在反应过程中甲烷裂解时还会发生副反应:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)。甲烷裂解时,几种气体平衡时分压(Pa)的对数值即lgP与温度(℃)之间的关系如图1所示。

①根据图1判断,2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)

△H__________0(填“>”或“<”);A、B两点的化学反应速率,VA__________VB(填“>”或“<”)为提高甲烷制乙炔的产率,除改变温度外,还可以采取的措施是__________(写出一条即可)。②1725℃时,若H2的lgP=5,则反应2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的平衡常数Kp=__________(用平衡分压Pa代替平衡浓度计算)（2）.工业上用甲烷和水蒸气在高温和催化剂存在的条件下制得合成气(CO、H2),发生反应为:2CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

△H>0图2中a、b、c、d四条曲线中的两条代表压强分别为1MPa、2MPa时甲烷含量曲线,其中表示1MPa的是__________(填字母)。在实际生产中采用图中M点而不是N点对应的反应条件,运用化学反应速率和平衡知识,同时考虑实际生产,说明选择该反应条件的主要原因是__________。（3）.利用CH4、CO2在一定条件下重整的技术可得到富含CO的气体,在能源和环境上具有双重重大意义。重整过程中的催化转化原题如图所示:则:①过程Ⅱ中第二步反应的化学方程式为__________②已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)

△H=+206.2kJ/molCH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)

△H=+158.6kJ/mol该技术总反应的热化学方程式为__________。2.答案：（1）.①>,

>,

充入适量乙烯或使用选择性更高的催化剂②1013

（2）.a,

1MPa条件下CH4的平衡转化率更高,对设备要求不高,有利于降低成本。虽然温度高有利于提高CH4的平衡转化率,但700℃时,CH4的平衡转化率已经比较高,再升温,涨幅不大。700℃时催化剂活性高,反应速率快

（3）.①3Fe+4CaCO3=Fe3O4+4CaO+4CO↑(条件加热)②CH4(g)+3CO2(g)=2H2O(g)+4CO(g)

△H=+349kJ/mol3.氢气是热量高、无污染的燃料，天然气储量丰富是理想的制氢原料，研究甲烷制氢具有重要的理论和现实意义。（1）甲烷水蒸汽重整制氢：，温度1200k，压强0.2Mpa，水碳起始物质的量之比3:1，达到平衡时氢气的物质的量分数为0.3,甲烷转化率为_______，Kp=_______。理论上近似水碳比为_______，氢气的物质的量分数将达到最大。（2）=1\*GB3①将甲烷水蒸汽重整和甲烷氧化重整两种方法结合，理论上按照空气、甲烷、水蒸汽约15:7：1体积比进料（空气中氧气体积分数约为0.2），可以实现反应器中能量自给（不需要补充热量）。甲烷氧化重整制氢：_______。=2\*GB3②实际生产中，空气、甲烷、水蒸汽按照约1:1:2体积比进料，增加水蒸气的作用是_______，还能发生_______（用化学方程式表示）反应，从而获得更多的氢气。（3）甲烷水蒸汽重整过程中，温度1000K,原料气以通入容积为1L镍基催化反应器中，2-5s甲烷质量分数由7.32%变为5.32%，用甲烷表示2-5s的反应速率为_______,随着反应的进行反应速率会急速下降，可能的原因是甲烷等高温不稳定，造成_______。有人提出将甲烷水蒸汽重整和甲烷氧化重整两种方法结合则能解决这个问题，原因是_______。3.答案：（1）50%；；1:1（2）=1\*GB3①-72=2\*GB3②促进反应正向移动，提高甲烷的转化率；（3）1.2；催化剂积碳；氧气会与积碳反应，从而消碳4.乙烷裂解制乙烯具有成本低.收率高、投资少、污染小等优点。目前裂解方法有电催化、光催化裂解、直接裂解、氧气或二氧化碳氧化乙烷裂解等。回答下列问题：（1）乙烷直接裂解时温度、压强及平衡转化率的关系如图所示：①反应的____________（填“”或“”，下同）0，____________。②时，将乙烷与氦气的混合气体（乙烷的物质的量分数为）通入一密闭容器中发生反应。平衡时容器压强为，此时乙烷的平衡转化率为，则乙烯的平衡分压为____________，反应的平衡常数____________（用分压表示，分压＝总压×物质的量分数）。（2）已知乙烷直接裂解、氧化裂解和氧化裂解反应如下：（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）①反应的______________（用含和的代数式表示）。②反应（Ⅰ）、（Ⅱ）的平衡常数分别为、，则反应的平衡常数为____________（用含、的代数式表示）。③在时发生反应（Ⅲ），乙烷的转化率、乙烯的选择性和收率随投料比的变化关系如图所示：控制，而不采用选择性更高的，除可防止积碳外，另一原因是____________；时，越小，乙烷的转化率越大，乙烯的选择性和收率越小的原因是_____________。4.答案：（1）①；②；（2）①②③为2~3.5时，乙烯的收率几乎不变；氧气过量，乙烷发生了深度氧化，生成等其他物质5.回答下列问题：(1)甲烷或二氰甲烷分别与硫黄反应可制取，已知：天然气法：二氯甲烷法：则______________(用和表示)。(2)已知：则反应________________。(3)工业上制取有多种方法，如：①②③甲烷和水蒸气催化重整制高纯氢时，初始反应的生成物为和，其物质的量之比为4:1，则该反应的热化学方程式为__________________。5.答案：(1)(2)+34.5(3)解析：(1)根据盖斯定律可得。(2)将已知热化学方程式依次編号为Ⅰ、Ⅲ、Ⅲ，裉据盖斯定律，由Ⅰ+Ⅱ-2Ⅲ可得到CuO与C反应的热化学方程式：。(3)由题意知该反应的热化学方程式为，根据盖斯定律，由②2-③可得上述热化学方程式，则。6.甲烷催化裂解是工业上制备乙炔的方法之一。回答下列问题：（1）已知：则________。（2）某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行的裂解。若用和分别表示、、和固体催化剂，在固体催化剂表面的裂解过程如图1所示。从吸附到解吸的过程中，能量状态最低的是______(填字母)。②在恒容密闭容器中充入amol甲烷，测得单位时间内在固体催化剂表面的转化率与温度(t)的关系如图2所示，℃后的转化率突减的原因可能是__________。甲烷分解体系中几种气体的平衡分压(p，单位为Pa)与温度(t，单位为℃)的关系如图3所示。①℃时，向VL恒容密闭容器中充入0.12mol，只发生反应，达到平衡时，测得，的平衡转化率为________。(保留3位有效数字)若改变温度至℃，以0.01的平均速率增多，则________(填)。②在图3中，℃时，化学反应的压强平衡常数＝____。（4）工业上，以石墨为电极，电解亚铁氰化钾溶液可以制备铁氰化钾{，可用于检验}，阳极的电极反应式为____________________________。（5）设计如上图4实验探究牺牲阳极的阴极保护法原理。操作现象(i)取铁极附近的溶液于试管中，滴加铁氰化钾溶液无明显现象(ii)在U形管铁极附近滴加铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀得出结论：①锌保护铁；（填“能”或“不能”）②产生蓝色沉淀可以得出铁被铁氰化钾氧化生成。6.答案：(1)＋378(2)①A②温度过高，催化剂活性降低(或催化剂失活)(3)①66.7%；>②(4)(5)①能；②7.氢气是重要的工业原料，在石油化工、冶金工业、航空航天等方面有着广泛应用。回答下列问题：（1）我国化学家研究发现，在新型复合材料催化剂（的作用下，利用太阳能可高效光分解水制，光解原理如图所示。（已知过程中的水均为液态）氢气的燃烧热为，反应①为，则反应②的热化学方程式为________________。（2）工业上以甲烷为原料采用裂解法可以得到氢气，发生的反应为反应Ⅰ：（高温主反应）反应Ⅱ：（高温副反应）测得平衡时混合气中气体的表示分压，单位为Pa）与温度之间的关系如图所示。①根据图像判断，表示的随温度变化的曲线是________________，________________0（填“>”或“<”）。为提高甲烷制的产率，应选择的适宜温度是________________（填序号）。A.300~500℃ B.800~1000℃ C.1300~1500℃②1750℃下，平衡时生成的平衡转化率为________________。③1750℃下，反应Ⅰ的平衡常数______________（注：用平衡分压代替平衡浓度进行计算）。（3）利用与在一定条件下可以制备合成气，发生的反应为，研究表明CO的生成速率，若起始时某一刚性密闭容器中的分压分别为15kPa、20kPa，某时刻测得，则该时刻的反应速率________________。7.答案：（1）（2）①b；>；C②62.5%③（3）0.96解析：（1）由氢气的燃烧热为可以得出，氢气燃烧的热化学方程式为，标为反应③，由光解原理图可知反应②为，由盖斯定律可得反应②=反应①-2×反应③，则，则反应②的热化学方程式为。（2）①首先根据图像中曲线的变化趋势分析图像中曲线代表的含义。因为图像中a这条曲线与b、c、d三条曲线的变化趋势不同，所以曲线a代表的，b、c、d代表生成物的，两个反应有共同的生成物，所以曲线b代表的，根据高温下反应Ⅰ是主反应，所以曲线d代表的，曲线c代表的。再由图像可知，温度升高，的平衡分压减小，产物的平衡分压增大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，所以正反应是吸热反应，则。要提高甲烷制的产率，则应提高的分压，出图像可知温度在1300~1500℃时的分压大于的分压，符合要求。②根据图像，反应温度为1750℃时，平衡体系中和的平衡分压的对数均为2，即，的平衡分压的对数为1，即，同温同体积条件下，压强之比等于物质的量之比，则、和的物质的量之比为10:10:1，由碳原子守恒知，甲烷生成的平衡转化率。③1750℃时，图中，则平衡体系中的平衡分压为，1750℃时，和的平衡分压相等，均为，根据方程式，则平衡常数。（3）在刚性密闭容器中的分压分别为15kPa、20kPa，则有该时刻以，则。8.乙烯是世界上产量最大的化学品之一，是石油化工产业的核心。其制备方法在不断的优化，以乙烷为原料制备乙烯，成本较低。⑴传统制备方法：乙烷催化裂解法发生的反应为：①已知：298K时，相关物质的相对能量如图：则＝。②850℃，恒压条件下，常需要通入大量水蒸气，目的是。⑵乙烷氧化裂解制乙烯[主反应为①“乙烷催化裂解法”制备乙烯时，常会发生积碳反应：，生成的碳会附着在催化剂的表面，降低催化剂的活性，而“乙烷氧化裂解制乙烯”时，很少有积碳，可能原因是。②探究该反应的适宜条件，得到下图数据：图甲图乙已知：的选择性：指转化的中生成的百分比；乙烯的收率＝的转化率×的选择性。图甲：表示其它条件相同，不同温度条件下，组成相同的原料气，反应相同的时间，测得的的转化率、的选择性以及乙烯的收率与温度的关系；图乙：表示其他条件相同，的转化率、的选择性以及