备战高考化学化学反应原理综合考查提高练习题压轴题训练含答案一

1、备战高考化学化学反应原理综合考查提高练习题压轴题训练含答案(1)一、化学反应原理综合考查1 近年全球气候变暖，造成北极冰川大面积融化，其罪魁之一就是co2，如何吸收大气中的 co2，变废为宝，是当今化学研究的主题之一。i.二甲醚可用作溶剂、冷冻剂喷雾剂等，科学家提出利用co2 和 h2 合成二甲醚，反应原理为 2co2(g)+6h2(g)ch3och3(g)+3h2 o(g) ?h（1）已知： h2o(g)+co(g)co2(g)+h2(g) h1=+42kj/molch3och3 (g)+h2 o(g)2ch3oh(g) ?h2=+24.52kj/molch3oh(g)co(g)+2h(g)

2、?h3 =+90.73kj/mol则?h=_kj/mol 。（2）一定温度下，在一个2l 的密闭容器中充入 2molco2 和 6molh 2 发生上述反应，经过5min 反应达到平衡，此时容器中压强与起始压强之比为3： 4，则用 ch och 表示的平均33反应速率为 _， h2 的转化率为 _；此时若向体系中再加入2molco2 和 1.5molh 2o(g)，平衡_移动 (填正向、逆向、不 )。（3）对于恒温恒容条件下进行的反应，下列说法能说明反应已达平衡的是_。a 混合气体密度不发生改变b 混合气体的平均相对分子质量不再发生改变c v(co)正=v(h2)逆d n(co)与 n(h2)

3、的比值不变（4）一定温度下，密闭容器中进行的反应，测得平衡时混合物中某物质的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示，则纵坐标表示的物质是_，压强 p1_p2(填 、 3 10min【解析】【分析】【详解】垐 ?(1)根据盖斯定律，方程式2co2 (g)+6h2(g) 噲 ? ch3och3(g)+3h2o(g)，可用2 2 得到，则 h= h1 2 h2 h3 2= ( 42) 2( 24.52) (90.73) 2kj mol 1= 289.98kj mol 1；(2)根据物质的量比等于压强比，平衡时容器中压强与起始压强之比为3:4，可得平衡时混合气体的物质的量为 6mol ，设达到平衡时

4、，生成ch3 och3 的物质的量为 xmol，有：开始的物质的量转化的物质的量平衡的物质的量2co (g)6h2(g) 垐 ?choch(g)3h2o(g)2噲?3326002x6xx3x2 2x66xx3x可得 2 2x+6 6x x3x=6mol ，求解 x=0.5mol ，可得平衡时 co22332、 h 、 ch och 、 h o 的物质的量分别为1mol、 3mol 、0.5mol 、 1.5mol ；用 ch3v0.5molg-1g-13；och 表示的平均反应速率0.05mol lmin2l 5minh2 的转化率为3mol 100% 50% ；6min3(h 2o)0.5

5、(1.5)30.253平衡常数 kc(ch3 och3 )gc220.750.037，若向体系c2 (co2 )c6 (h 2 )( 1) 2 ( 3)60.521.5622中再加入 2molco2 和 1.5.molh 2o(g)，此时 co2、 h2、ch3och3、h2 o 的物质的量分别为3mol 、 3mol、 0.5mol 、 3mol ，则浓度商c(ch3 och 3) gc3 (h 2o)0.5332( 2 )0.251.53，可知 qc0，升高温度，平衡正向移动， ch3oh 的体积分数减小；则纵坐标表示的物质为ch3oh；增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，即平衡逆向移

6、动，ch3oh 的体积分数增大，所以 p1p2；2-垐 ?2-(aq)，平衡常数(5)根据 caso(s)+co(aq) 噲 ? caco(s)+so4334c(so42- )c(ca2+ )c(so42- )k sp (caso4 )910-63kk sp (caco3 )=10 93 10 。c(co32- ) c(ca2+ )c(co32- )3【点睛】问题 (2)中，同时加入2molco2 和1.5.molh2o(g)，不能根据勒夏特列原理判断，因此利用浓度商和平衡常数的关系，判断平衡移动方向。2 铝及其合金可用作材料、铝热剂等，在环境修复等方面也有着巨大的应用潜力。(1)铝的冶炼、提

7、纯的方法很多。高温碳热歧化氯化法冶铝包含的反应之一为：al2o3(s)+alcl3(g)+3c(s)3co(g)+3alcl(g)，其平衡常数表达式为k=_。碳热还原al2o3 冶铝的部分反应如下： .2al2o3(s)+9c(s)=al4 c3(s)+6co(g) h1=akj/mol . 4al 2o3(s)+al4c3(s)=3al4 o4c(s) h2=bkj/mol . al4o4c(s)+al4c3(s)=8al(g)+4co(g) h3=ckj/mol反应 al2o3(s)+3c(s)=2al(g)+3co(g)的 h=_kj/mol用离子液体 aicb-bmic(阳离子为emi

8、m+ 、阴离子为 alcl4 、al2 7cl)作电解质，可实现电解精炼铝。粗铝与外电源的_ 极(填 “正”或 “负 ) 相连；工作时，阴极的电极反应式为 _。(2)真空条件及 1173k 时，可用铝热还原 li alo制备金属锂 (气态 )，写出该反应的化学方程54式： _。3-3(3)用 al、fe 或 al-fe 合金还原脱除水体中的硝态氮 (no-n)，在 45，起始c(kno -n)为50mgl-1、维持溶液呈中性并通入ar 等条件下进行脱除实验。结果如图所示(c0 为起始浓度、 c 为剩余浓度 )：纯 al 在 03h 时， no3-几乎没有被脱除，其原因是_；写出 3h后 no3

9、-被还原为 n2 的离子方程式： _ 。al-fe 合金 12h 比纯 a134h 的脱除速率快得多的可能原因是_ 。c3 (co) c3 (alcl)4a+b+3c【答案】27+3e454c(alcl 3 )正4al cl= 7alcl +al3li alo + 5al121173k15li(g) + 4al o铝表面的氧化膜仍未被溶解+ 12h o +真空310al + 6no2326h+ 45 10al(oh)3 + 3n2al-fe 形成原电池能加速电子转移【解析】【分析】(1)平衡常数表达式为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值；利用盖斯定律去反应热；电解精炼时，粗铝作阳极，而阴

10、极上生成al；(3) al、fe 的活泼性不同，在溶液中可以构成原电池，加快反应速率。【详解】(1)平衡常数表达式为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，固体的浓度为定值，不出现在表达式中，则平衡常数k =c3 (co)c3 (alcl)；c(alcl 3 )根据盖斯定律，反应111可得目标反应 +反应 +反应 312423112131al o (s)+3c(s)=2al(g)+3co(g)，则 h=h +h +h kj/mol31244a+b+3c=kj/mol ；12电解精炼中，含有杂质的金属作阳极，失去电子，形成离子进入电解质中，在阴极得到电子得到单质，从而完成冶炼过程，因此粗铝与外

11、电源的正极相连；电解质溶液中al 以、 al2 cl7的形式存在，在阴极得到电子，生成al，电极方程式为alcl44al2cl7+3e=7alcl4+al；(2)真空条件及1173k 时，可用铝热还原li alo制备金属锂， al 则转化为 al o ，化学方程54231173k15li(g)+4al2o3；式为 3li5 alo4+5al真空(3)纯 al 在0 3h， no3几乎没有被脱除，说明几乎没有反应，而在3h 后，反应才开始，可能是由于 al 的表面有一层氧化膜，阻止了反应的进行，因此纯al 在 03h 时， no3-几乎没有被脱除，其原因是铝表面的氧化膜仍未被溶解；al 和 no

12、3反应，溶液是中性的，产物中 al 以 al(oh)3 的形式存在， al 的化合价从0 升高到 3 价， no3 中 n 的化合价从 5价降低到 0 价，根据化合价升降守恒，al 和 no3 的系数比为5： 3，再根据电荷守恒和原子守恒，可得离子方程式为10al+6no3+12h2o+6h+45 10al(oh)3+3n2；al、 fe 的活泼性不同，在溶液中可以构成原电池，加快电子转移，加快了反应速率。3近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：（ 1） deacon 发明的直接氧化法为： 4

13、hcl(g)+o2(g)=2cl2(g)+2h2 o(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比 c(hcl) c(o2)分别等于 11、 4 1、7 1 时 hcl 平衡转化率随温度变化的关系：可知反应平衡常数k300）_k400“ ” “”hcl初（）（填 大于 或 小于 ）。设始浓度为 c0，根据进料浓度比c(hcl) c(o2)=1 1 的数据计算 k（400） =_（列出计算式）。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(hcl) c(o2 )过低、过高的不利影响分别是_。（2） deacon 直接氧化法可按下列催化过程进行：1h1=83 kj mol-1

14、cucl2 (s)=cucl(s)+ cl2 (g)212122-1cucl(s)+o (g)=cuo(s)+2cl (g)h =-20 kj mol2cuo(s)+2hcl(g)=cucl(s)+h2o(g)h3=-121 kj mol-1则 4hcl(g)+o2 (g)=2cl2(g)+2h2o(g)的 h=_ kj mol-1。（3）在一定温度的条件下，进一步提高hci 的转化率的方法是_。（写出2种）（ 4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：负极区发生的反应有_（写反应方程式）。电路中转移

15、1 mol 电子，需消耗氧气 _l（标准状况）【答案】大于(0.42) 2(0.42) 2分离能耗较高、 hcl 转化率较低 116422(10.84)(1o和 cl0.21)c0增加反 体系 、及 除去 物fe3+e- =fe2+， 4fe2+o2+4h+=4fe3+2h2o5.6【解析】【 解】（1）根据反 方程式知，hcl 平衡 化率越大，平衡常数k 越大， 合 像知升高温度平衡 化率降低， 明升高温度平衡向逆反 方向 行， k( 300) k( 400) ；由 像知，400 ，hcl 平衡 化率 84%，用三段式法 数据 行 理得：4hcl(g)o 2 (g)2cl 2 (g)2h 2

16、 o(g)起始（ 度）c0 c000 化（ 度）0. 84c00. 21c0 0. 42c0 0. 42c0平衡（ 度） ( 1- 0. 84) c0(1- 0. 21) c0 0. 42c0 0. 42c0k(0.42) 2(0.42) 2则 = (10.84)4(10.21)c；根据 干信息知， 料 度比 低，氧气大量剩余， 致分0离 物 气和氧气的能耗 高； 料 度比 高，hcl 不能充分反 ， 致hcl 化率 低；（2）根据盖斯定律知，（反 i+反 ii+反 iii） 2 得4hcl(g)o 2 (g)2cl 2 (g)2h 2 o(g) ?h=（ ?h1+?h2 +? h3） 2=-

17、 116kj mol - 1；（ 3）若想提高 hcl 的 化率， 促使平衡正向移 ， 反 气体体 减小的反 ，根据勒夏特列原理，可以增大 ，使平衡正向移 ；也可以及 除去 物，减小 物 度，使平衡正向移 ；（ 4） 解 程中， 极区即阴极上 生的是得 子反 ，元素化合价降低，属于 原反 ， 中左 极反 ，根据 示信息知 极反 ：fe3+ fe2+e和 4fe2+o2+4h3+2h4fe+ 2o； 路中 移 1 mol 子，根据 子得失守恒可知需消耗氧气的物 的量是1mol 4 0. 25mol ，在 准状况下的体 0. 25mol 22.4l/ mol 5. 6l。4 合成氨 人 生存具有重

18、大意 ，反 ：n2（ g） +3h2（ g）2nh3（g） h（ 1）科学家研究在催化 表面合成氨的反 机理，反 步 与能量的关系如 所示（吸附在催化 表面的微粒用 * 注，省略了反 程中部分微粒）。nh3 的 子式是 _。决定反 速率的一步是_（填字母 a、 b、 c、 ）。由 象可知合成氨反 的 h_0（填 “ ”、 “”或 “=）”。（2） 合成氨工 是将n2 和 h2 在高温、高 条件下 生反 。若向容 1.0l 的反 容器中投入 5moln 2、 15molh 2，在不同温度下分别达平衡时，混合气中nh3 的质量分数随压强变化的曲线如图所示：温度 t1 23大小关系是 _。、 t、t

19、m 点的平衡常数k=_（可用分数表示）。（3）目前科学家利用生物燃料电池原理（电池工作时mv2+/mv +在电极与酶之间传递电子），研究室温下合成氨并取得初步成果，示意图如图：导线中电子移动方向是_。固氮酶区域发生反应的离子方程式是_。相比传统工业合成氨，该方法的优点有_。【答案】b t3217.32 10-32+6mv+32+条件t tab n +6h=2nh +6mv温和、生成氨的同时释放电能【解析】【分析】(1)从分子中每个原子都形成了稳定结构的角度分析；反应需要的能量最高的反应决定总反应速率；根据能量图，反应物的总能量高于产物的总能量，则反应为放热反应；(2)正反应为放热反应，相同压强

20、下，温度越高，对应nh3 的含量越小；根据反应三段式进行计算；(3)根据装置电极 b 上 mv2+转化为 mv+判断正负极，原电池工作时，电子从负极经过导线流向正极；固氮酶区域中 n2 转化为 nh3 ，mv+转化为 mv 2+；该电化学装置工作时，可将化学能转化为电能，同时利用生物酶在室温下合成氨，不需要高温条件、反应条件温和。【详解】(1) nh3 分子中一个n 原子与三个h 原子形成 3 对共用电子对，n 原子还有1 对孤电子对， nh3 电子式为：；根据合成氨的反应机理与各步能量的关系图可知，反应b 需要的能量最大，反应需要的能量越高，反应速率越慢，需要能量最高的反应决定总反应速率，所

21、以决定反应速率的一步是 b；根据能量图，反应物的总能量高于产物的总能量，则反应为放热反应，h 0；(2)正反应为放热反应，相同压强下，温度越高，对应nh3 的含量越小，所以图中温度t1、 t2、 t3 大小关系是t3 t2 t1；设 m 点 n2 反应的物质的量为xmol ，反应三段式为：n 2( g)+ 3h2( g) ?2nh 3( g)起始量 (mol)5150变化量 (mol)x3x2x平衡量 (mol)5-x15-3x2x34xm 点平衡时 nh3 的质量分数为40%，即52=40%，可得 x=2，则平衡时2815223，平衡常数为k=42-3；c(n )=3mol/l， c(h )

22、=9mol/l， c(nh )=4mol/l93 =7.32 103(3)根据装置电极b 上 mv2+转化为 mv+可知， b 电极为正极、 a 电极为负极，原电池工作时，电子从负极a 电极经过导线流向正极b 电极，即ab；固氮酶区域中n2 转化为nh3 ，mv+转化为mv 2+，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，所以发生的反应为：n2+6h+6mv +=2nh3+6mv2+；该电化学装置工作时，可将化学能转化为电能，同时利用生物酶在室温下合成氨，不需要高温条件、反应条件温和，所以与传统化工工艺相比，该工艺的优点为：条件温和、生成氨的同时释放电能。【点睛】本题注意决定化学反应速率的步骤是反

23、应需要能量最高的一步，原电池装置中根据电极上物质转化的化合价的变化判断正负极。5 磷酸是重要的化学试剂和工业原料。请回答下列问题：(1)已知： 25时，磷酸和氢氟酸的电离常数如下表所示。物质h3 4hfpo17.1-3 ；ka 10电离常数26.3-8 ；-4ka 10ka 6.6 10ka34.2-13 10向 naf 溶液中滴加少量 h3po4 溶液，反应的离子方程式为 _(2)已知：.cao(s)+h2so4(l)caso4(s)+h2o(l)h -271kj mol -1.5cao(s)+3h3po4(l)+hf(g)ca5 (po4)3f(s)+5h2o(l)h-937kj mol

24、-1则：工业上用 ca5(po4)3f 和硫酸反应制备磷酸的热化学方程式为_。一定条件下，在密闭容器中只发生反应，达到平衡后缩小容器容积，hf 的平衡转化率_(填 “增大 ”“减小 ”或 “不变 ”，下同 )； hf 的平衡浓度 _。(3)工业上用磷尾矿制备 ca5(po4 )3 f 时生成的副产物co可用于制备 h2，原理为 co(g)+h2o(g)co2 (g)+h2 (g) h。一定温度下，向10l 密闭容器中充入 0.5mol co 和 1mol h2o(g)，2min 达到平衡时，测得22-1-1 。则 co的平衡转化率 02min 内用 co表示的反应速率 v(co ) 0.02m

25、ol lmin_；该反应的平衡常数k _。n(co)在压强不变的密闭容器中发生上述反应，设起始的 y， co的平衡体积分数( )n(h 2 o)与温度 (t)的关系如图所示。则：该反应的由为 _h_0(填“ ”“”或 “”，下同 )。 a_1，理【答案】 h3 4 hf+h2454 324344po +fpoca(po ) f(s) 5h so (l)3h po (l) hf(g) 5caso (s)h= 418 kj mol 1增大不变8相同温度下， y 越小， co的转化率越80%3大，其平衡体积分数越小【解析】【分析】【详解】（1）根据电离平衡常数可知酸性有如下关系：h342，所以向na

26、f4 hpo42po hfh po溶液中滴加少量h3434hf+h24；2po 溶液，反应的离子方程式为为：h po +fpo）已知：cao sh24421（( )solcaso sh o l)h 271 kjmol( )( )(= 5cao( s)+ 3h345432 1po ( l) hf( g)ca ( po )f( s) 5h o( l)h= 937 kjmol根据盖斯定律可知 5即得到ca5po4)3f和硫酸反应制备磷酸的热化学方程式为(ca5( po4) 3f( s) 5h2so4 ( l)3h3po4( l) hf( g) 5caso4( s)h=418 1kj mol；反应的正

27、反应体积减小，所以达到平衡后缩小容器容积平衡向正反应方向移动，hf 的平衡转化率增大。由于温度不变，平衡常数不变，即kc hfhf的平衡浓度不 () ，因此变；（3）测得0 2 min 内用 co2 表示的反应速率v( co2)= 0 1 min 1. 02 mol l，所以生成 co2 浓度是 0. 04mol / l，则co g h 2o g ?co 2 g h 2 g起始浓度 (mol /l)0.050.100转化浓度 (mol/l)0.040.040.040.04平衡浓度 (mol/l)0.010.060.040.04因此co的平衡 化率0.0410080%， 反 的平衡常数k0.04

28、0.048；=%0.01=30.050.06根据 像可知升高温度co 的体 分数增大， 明平衡向逆反 方向 行，所以 反 的 h 0，由于相同温度下， y 越小， co 的 化率越大，其平衡体 分数越小，所以a1。6 能源是最具 用前景的能源之一，高 的制 是目前的研究 点。甲 水蒸气催化重整是制高 的方法之一。（1）反 器中初始反 的生成物 h2 和 co2，其物 的量之比 4 1，甲 和水蒸气反 的方程式是 _。（2）已知反 器中 存在如下反 ：i. ch ( g)+ h o( g)= co( g)+ 3h ( g)h1422ii co g)+h2o g co2 g h2gh2. ()=(

29、 )+()iii. ch ( g)= c( s)+ 2h ( g)h423反 iii 炭反 ，利用h1 和 h2 算h3 ， 需要利用 _（写化学方程式）反 的h。（3）反 物投料比采用 n（ h24）=4 1，大于反 的 量数之比，目的是_o） n（ ch（填字母）。a. 促 ch4 化b. 促 co 化 co2c. 减少 炭生成（4）用 cao可以去除 co2。 h2 体 分数和 cao消耗率随 化关系如 所示。从t1 时开始， h2体 分数 著降低， 位 cao消耗率 _（填“升高”“降低”或“不 ”）。此 cao 消耗率 35%，但已失效，因 此 cao主要 生了 _（写化学方程式）反

30、 而使（1）中反 平衡向 _移 。（5）以甲醇 燃料，氧气 氧化 ，koh 溶液 解 溶液，可制成燃料 池。以此 池作电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理过程（装置如图所示）。其中物质a 是_，电源负极电极反应为_。“钝化”装置中阳极电极反应为_。【答案】 ch42222+2h o4h+coc( s)+ co ( g)= 2co( g) 或c s2h2o g)2h2 gco2gabc降低cao h2oca oh 2左（或逆向）氧( )+( )+()+=( )气（或 o-+8oh- co 2-+6h-=al+2）ch3oh- 6e32o2al+3h2o- 6e2o3+6h【解析】【分析】【

31、详解】（1）根据ch4与h2o反应生成h2co2的物质的量之比为4 1，结合原子守恒可得反应的、:化学方程式为 ch42h2o4h2 co2+；（2）已知反应器中还存在如下反应：i. ch ( g)+ h o( g)= co( g)+ 3h ( g)h1422ii. co( g)+ h2o( g)= co2( g)+ h2( g)h2iii. ch4( g)= c( s)+ 2h2( g)h3根据盖斯定律，由iiiiii或iiiiii可得csco- -+ -()+2g2co g或( )=( )c s 2h2o g)2h2g co2gh1和h2计算h3时，还需要利用( )+()+() ，所以利用c( s)+ co2( g)= 2co( g) 或 c( s)+ 2h2o( g)2h2( g)+ co2( g) ；（3）反应物的投料比n( h2o): n( ch4)= 4: 1，大于初始反应的化学计量数之比，h2o 的物质的量增加，有利于促进ch4转化，促进co转化为co2，防止ch4分解生成c s( ) ，从而减少积炭生成；答案选abc。（ 4）根据题图可知，从 t1 时开始， cao 消耗率曲线的斜率逐渐减小，单位时间内耗率逐渐降低。 cao 与 co2 反应生成 caco3 ， caco3 会覆盖在 cao 表面，减少了cao 的接触面积，从而失效；( 5)模拟铝制品表面“钝化”