化学一模试题分类汇编——化学反应原理综合考查综合一

1、【化学】化学一模试题分类汇编化学反应原理综合考查综合(1)一、化学反应原理综合考查1 氨催化氧化是硝酸工业的基础，氦气在pt 催化剂作用下发生主反应和副反应：.4nh3(g)+5o 2(g)4no(g)+6h2o(g)h1=-905 kj/mol.4nh3(g)+3o 2(g)2n2(g)+6h 2o(g)h2（1）已知：noo2n2物质中断裂 1mol 化学键需要的能量 /kj629496942则h2=_。（2）以 pt 为催化剂，在度的关系如下图：1l 密闭容器中充入1mol nh3 和2mol o 2，测得有关物质的量与温该催化剂在高温时对反应_更有利（填“”或“”）。 520时， nh

2、3 的转化率为 _。 520时，反应的平衡常数 k=_（数字计算式）。下列说法正确的是 _ （填标号）。a 工业上氨催化氧化生成no时，最佳温度应控制在840左右b 增大 nh3 和 o2 的初始投料比可以提高nh3 生成 no的平衡转化率c 投料比不变，增加反应物的浓度可以提高nh3 生成no的平衡转化率d 使用催化剂时，可降低反应的活化能，加快其反应速率温度高于 840时， no的物质的量减少的原因可能是_。（3）在有氧条件下，新型催化剂m能催化 nh3 与 nox反应生成 n2。3222时，转移的电子数为_mol。nh与 no生成 n 的反应中，当生成 1mol n将一定比例的o2、 n

3、h3 和 nox的混合气体，匀速通入装有催化剂的反应器中反应。反应相同时间nox 的去除率随反应温度的变化曲线如下图所示，在50- 250范围内随着温度的升高， nox 的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是_。nox 去除反应速率迅速增大；【答案】 -1265kj/mol160%0.220.96ad 催化剂失去活性、有其他副反应发0.441.453生、生成 no的反应为放热反应温度升高生成no的转化率降低24迅速上升段是催化剂7活性随温度升高增大与温度升高共同使no去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温x度升高引起的 no去除反应速率增大x【解析】【分析】（1）利用盖斯定律和 h=反应物

4、总键能 -生成物总键能计算；（2） 由图可知，该催化剂在高温时，生成的no 物质的量远大于氮气的； 根据图示 a 点计算出两个反应消耗氨气的量，再计算转化率； 利用 a 点，计算出两个反应后剩余的氨气，氧气，生成的水和n2，再根据平衡常数公式计算； a. 工业上氨催化氧化生成no 时，根据图示可知 840 生成 no 最多，故 a 正确；b.增大 nh3 和 o2 的初始投料比可以降低nh3 转化率，提高氧气转化率，故b 错误；c.投料比不变，增加反应物的浓度可以看成增大压强，不利于向体积增大的方向进行，因此降低 nh3 生成 no 的平衡转化率，故c 错误；d.使用催化剂时，可降低反应的活化

5、能，加快其反应速率，故d 正确； 温度高于840 时， no 的物质的量减少的原因可能是催化剂失去活性、有其他副反应发生、生成no 的反应为放热反应温度升高生成no 的转化率降低；（ 3） 8nh 3+6no2=7n2+12h2o 根据方程式判断； 在 50-250 范围内随着温度的升高， nox 的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使上升缓慢段主要是温度升高引起的nox 去除反应速率增大；【详解】（1）盖斯定律： - 得 2n2(g)+2o24no(g) h= h1 - h2=-905- h2kj/mol ；h=反应物总键能-生成物总键能

6、=2 942 kj/mol +2 496 kj/mol -4 629 kj/mol；=360kj/mol所以： h2=h1 - h=-905 kj/mol -360 kj/mol =-1265kj/mol ；答案： -1265kj/mol（2） 由图可知，该催化剂在高温时，生成的 no 物质的量远大于氮气的，故该催化剂在高温下选择反应 i；答案： 520 时，4nh3（g） +5o24no（ g） +6h2o（g）变化（ mol ）：0.20.250.20.34nh3（ g） +3o2（ g）2n2（ g）+6h2o（ g）变化（ mol ）： 0.40.30.20.60.20.4nh3 的转

7、化率为 100%=60%1答案 :60% 在 1l 密闭容器中充入 1mol nh和 2mol o， 520平衡时 n（ no） =n（ n ） =0.2mol ，322则：4nh（ g） +5o4no（ g）+6h o（ g）322变化（ mol ）： 0.20.250.20.34nh（ g） +3o （g）=2n2（ g） +6h o（ g）322变化（ mol ）： 0.40.30.20.6故平衡时， n（nh3 ） =1mol-0.2mol-0.4mol=0.4mol，n（ o2） =2mol-0.25mol-0.3mol=1.45mol ， n（ h o） =0.3mol+0.6mo

8、l=0.9mol ，由于容器体积为 1l，利用物质的量代2替浓度计算平衡常数 k= 0.220.960.441.45 3答案： 0.220.960.441.453 a. 工业上氨催化氧化生成no 时，根据图示可知 840 生成 no 最多，故 a 正确；b.增大 nh3 和 o2 的初始投料比可以降低nh3 转化率，提高氧气转化率，故b 错误；c.投料比不变，增加反应物的浓度可以看成增大压强，不利于向体积增大的方向进行，因此降低 nh3 生成 no 的平衡转化率，故c 错误；d.使用催化剂时，可降低反应的活化能，加快其反应速率，故d 正确；答案： ad 温度高于 840 时， no 的物质的量

9、减少的原因可能是催化剂失去活性、有其他副反应发生、生成no 的反应为放热反应温度升高生成no 的转化率降低；答案：催化剂失去活性、有其他副反应发生、生成no 的反应为放热反应温度升高生成no的转化率降低（3） 8nh3+6no2=7n2+12h2o 生成n2 的反应中，当生成1mol n2 时，转移的电子数为24mol ；7答案：247 反应相同时间nox 的去除率随反应温度的变化曲线如下图所示，在50-250 范围内随着温度的升高， nox 的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使nox 去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的

10、nox 去除反应速率增大；答案：迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使nox 去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的nox 去除反应速率增大【点睛】本题难点是图象分析应用，易错点平衡常数的计算，注意三段式法在平衡计算中的应用。2 中国是世界上最大的钨储藏国，超细钨粉是生产硬质合金所必须的原料。（1）工业上可以采用铝热还原法生产钨铁合金，已知：wo3(s)+2al(s)=w(s)+al2o3(s)?h1 3fe3o4(s)+8al(s)=9fe(s)+4al2o3(s) ?h2则四氧化三铁与钨反应的热化学方程式为_(反应热写为 ?h3 并用含 h1、 ah2 的代数式

11、表示)；在反应中若有 0.1molfe3o4 参加反应，则转移电子 _mol 。（2）自然界中钨主要存在于黑钨矿中(主要成分是铁和锰的钨酸盐)，从中制备出黄钨 (wo3)后再用 h232.902.722逐级还原： wo wo wo wo w，总反应为3h (g)+wo (s)?w(s)+3h o(g) ?hh的体积分数曲线如图所2322示：由图可知，该反应的?h_(填 “或”“”“或 bd 75% 27 加快氢气的流速可以脱除氢气中的水蒸汽，提高钨的产率【解析】【分析】【详解】（ 1） wo3(s)+2al(s)=w(s)+al2o3(s) ?h1 3fe3o4(s)+8al(s)=9fe(s

12、)+4al2o3(s) ?h2由盖斯定律：-4，则四氧化三铁与钨反应的热化学方程式为3fe3o4(s) 4w(s)=9fe(s)4wo 3(s) h3=h2-4h1(反应热写为 ?h3 并用含 h1、 ah2 的代数式表示 )；在反应中若有 0.1molfe3o48 3 0.1mol=0.8mol3fe3o4(s)参加反应，则转移电子。故答案为：34w(s)=9fe(s) 4wo3(s) h3=h2-4h1； 0.8；（ 2）由图可知， 3h2 (g)+wo3(s) ? w(s)+3h2o(g) 随温度升高，氢气的体积分数减小，平衡正向进行，正向为吸热反应，该反应的?h0； a 点要达平衡状态

13、，氢的体积分数要减小，反应正向进行，a 点处的 v 正 v 逆 。故答案为：； ；如果上述反应在体积不变的密闭容器中达到平衡，a氢气消耗的速率与水消耗的速率相等， v 正 (h2)=v 逆 (h2o)，故 a 正确；b wo3 是固体，加入 wo3，则 h2 的转化率不变，故 b 错误；c反应前后气体的质量不同，容器内气体的密度不变时，一定达到平衡状态，故c 正确；d反应前后气体的体积不变，容器内压强不变时，不一定达到平衡状态，故d 错误；故答案为： bd；由图可知900k， m 点时氢气的体积分数为25%，设氢气的起始量为3mol ，转化率为x，氢气的变化量为3xmol，列出三段式：3h 2

14、 gwo3 s ? w s3h 2o g开始30转化3x3x平衡3 3x3x则有 3 3x 100% 25% ， x=0.75，氢气的平衡转化率为75%；3平衡常数可用平衡分压代替平衡浓度计算，气体分压=气体总压 物质的量分数。水蒸汽的分压为 p 总0.75，氢气的分压为 p 总 0.25， kp (900k)=0.753=33=27。故答案为： 75%；30.2527；在高温下，氧化钨会与水蒸气反应生成一种挥发性极强的水钨化合物wo2(oh)2，因此在反应中要适当加快氢气的流速，原因是加快氢气的流速可以脱除氢气中的水蒸汽，提高钨的产率。故答案为：加快氢气的流速可以脱除氢气中的水蒸汽，提高钨的

15、产率。【点睛】本题考查化学平衡的计算，把握盖斯定律计算焓变、化学平衡三段法、转化率及kp 的计算为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，综合性较强，难点（2）列出三段式，利用 kp 的定义进行计算。3 铜的多种化合物在生产生活中都有广泛用途。请回答下列问题：（1） cu2o 和 cuo 是铜的两种氧化物，可互相转化。已知：i.2cu2o(s) o2(g)=4cuo(s) h=-292.0kj mol-1ii.c(s)2cuo(s)=cu2o(s) co(g) h= 35.5kj mol -1若 co的燃烧热为 283.0kj mol -1 ，则 c(s)的燃烧热为（ 2） cu2o 和 cuo

16、 常用作催化剂。质子交换膜燃料电池 (pemfc)的燃料气中除含有_。h2 外还含有少量的co和 co2，其中 co是 pemfc催化剂的严重毒化剂，可用 cuo/ceo2 作催化剂优先氧化脱除 co。 160、用 cuo/ceo2 作催化剂时，氧化 co的化学方程式为 _；分别用 hio3 和 h3po4 对 cuo/ceo2 进行处理，在一定条件下，利用不同催化剂进行co氧化的对比实验，得如图曲线，其中催化剂 _ (填 “b或”“c”)催化性能最好； 120使用催化剂 b 进行氧化，若燃料气中 co 的体积分数为 0.71%，气体流速为 2000mlh -1，则 1h 后， co体积为 _

17、ml。在 cu2o 催化作用下合成ch3oh，反应如下：co(g) 2h2(g) ?ch3oh(g) h=-90.0kj mol-1，有利于提高该反应 co的平衡转化率的条件是_(填标号 )。a 高温低压b 低温高压c 高温高压d 低温低压t时，将 co和 h2 按一定比例混合后投入容积为2l 的恒容密闭容器中，co 的起始浓度为-1，平衡时，测得体系中， n(hco的1.0mol l2 )=1.4mol ， n(ch3oh)=1.7mol ，反应达到平衡时转化率为 _，若反应达到平衡状态后，保持其他条件不变，再充入0.2molco 和0.2molch3oh，平衡向 _(填 “正”或 “逆 ”

18、)反应方向移动，理由是 _。（3） cus呈黑色，是最难溶的物质之一，由于它的难溶性使得一些看似不可能的反应可以发生。向-1-10.01mol l cuso4 溶液中，持续通入h2s 维持饱和 (h2s 饱和浓度为 0.1mol l)，发生反应：h2s(aq) cu2 (aq)cus(s) 2h(aq)，该反应的化学平衡常数k 为 _(保留2 位有效数字)。已知： k-7， k-13， k-36。a1(h2s)=1.1 10 a2(h2s)=1.3 10sp(cus)=6.310【答案】393.5kj mol 122b2.84 b85%正平衡常数2co o2cok= 2c(ch 3oh )c(

19、ch 3oh ) 11.6 ，再充入 0.2molco 和 0.2molch3oh， qc= 2( h 2 ) c(co)c (h 2 )c(co )c=0.957.76k, 因此平衡向正向移动2.3101520.70.25【解析】【分析】【详解】（ 1） i.2cu2o(s) o2(g)=4cuo(s) h=-292.0kj mol-1ii.c(s)2cuo(s)=cu2o(s) co(g) h= 35.5kj mol -1根据盖斯定律，i+2ii 得： 2c(s) o2(g)=2co(g) h=-221.0kj mol-1，设为，因为2co(g)22-1，设为，（ +） 122+o (g)

20、=2co (g)h=-2 283.0kjmol得： c(s)+o (g)=co (g) h=-2393.5kj mol 1 ， c(s)的燃烧热为393.5kj mol 1。故答案为： 393.5kj mol 1；（2） 160、用 cuo/ceo2 作催化剂时，氧化 co 的化学方程式为2coo2co ；如图曲线，其中催化剂b 催化性能最好； 120使用催化剂b 进行氧22化，若燃料气中co的体积分数为0.71%，气体流速为 2000mlh-1，使用催化剂b 进行氧化时，则 1h 后， co 体积为 2000mlh -1 1h 0.71% 20%=2.84ml。故答案为： 2co o222c

21、o ； b； 2.84； co(g) 2h2(g) ? ch3oh(g) h=-90.0kj mol-1 ，反应是体积减小的放热反应，低温高压有利于提高该反应 co的平衡转化率，故选 b。t时，将 co和 h2 按一定比例混合后投入容积为2l 的恒容密闭容器中，co 的起始浓度为-1，平衡时，测得体系中， n(h2)=1.4mol3，由三段式可得：1.0mol l， n(ch oh)=1.7molco g2h 2 g ?ch 3oh g起始 mol?l 11.02.40变化 mol?l 10.851.70.85平衡 mol?l 10.150.70.85反应达到平衡时 co的转化率为 85%，平

22、衡常数 k=c(ch 3oh )2(h 2 ) 11.6，再充入cc(co)0.2molco 和 0.2molchc(ch 3oh )0.95 7.76k,因此平衡向正向移3oh， qc= c2 (h 2 ) c(co ) =0.720.25动；故答案为：正；平衡常数c(ch 3oh )0.2molco 和 0.2molch3oh，k= 2 11.6，再充入c (h 2 ) c(co )c(ch 3oh )0.95qc= c2 (h 2 )c(co )=0.72 0.25 7.76k,因此平衡向正向移动；（3） h2s(aq) cu2cus(s)(aq)2h (aq)，该反应的化学平衡常数c2

23、 ( h )c2 (h )c( s2 )ka1 h 2 s k a 2 h 2s1.1 10 7 1.3 10 13k= c(cu2 )c(cu 2)c( s2 )k sp cus6.3 10 3615；2.3 1015。故答案为： 2.3 104 水蒸汽催化重整生物油是未来工业化制氢的可行方案。以乙酸为模型物进行研究，发生的主要反应如下： .ch3cooh（ g） +2h2o（g）? 2co2（g） +4h2（ g） h1 .ch3cooh（ g） ? 2co（ g） +2h2（ g） h2 .co2（ g） +h2（ g） ? co（ g） +h2 o（ g） h3回答下列问题：（1）用

24、h1、 h2 表示， h3=_。（ 2）重整反应的含碳产物产率、 h2 产率随温度、水与乙酸投料比（s/c）的变化关系如图（ a）、（ b）所示。由图（ a）可知，制备h2 最佳的温度约为_。由图（ b）可知， h2 产率随 s/c 增大而 _（填“增大”或“减小”）。（3）向恒容密闭容器中充入等物质的量的 ch3 cooh和 h2o 混合气体，若仅发生反应至平衡状态，测得 h2 的体积分数为 50%，则 ch3cooh的平衡转化率为 _。（ 4）反应体系常生成积碳。当温度一定时，随着 s/c 增加，积碳量逐渐减小，其原因用化学方程式表示为 _。【答案】 vh 2 -vh 1800增大40%c

25、(s)+h2o( g)co(g)+h2(g)2【解析】【分析】【详解】(1)根据题干信息分析，反应=1(反应 -反应 )，由盖斯定律可得h 3h 2 - h1 ，22故答案为：h 2 - h 1 ；2(2)由图 (a)可知，制备h2 在 800时，达到最高转化率，则制备氢气最佳的温度约为800 , 故答案为： 800；由图 (b)可知， s/c 增大时，反应 i 平衡向正反应方向移动，反应iii 平衡向逆反应方向移动，使体系中的 h2的量增大，故答案为：增大；(3) 设 ch323cooh和h o 的物质的量均为 1mol ，平衡时，反应了ch cooh x mol，列三段式有：ch 3 co

26、oh g+2h2o g?2co2 g+ 4h2 g起始 mol1100转化 molx2x2x4x平衡 mol1-x1-2x2x4x测得 h2 的体积分数为50%，则4x2x1 ，计算得 x=0.4mol ，醋酸的转1x 1 2x4x 2化率为： 0.4mol100%=40%，即 ch3cooh平衡转化率为 40%，故答案为： 40%；1mol(4) 当温度一定时，随着s/c 增加，积碳量逐渐减小，是由于积碳与水蒸气反应生成了co和 h2，反应的化学方程式为 c(s)+h2o( g)co(g)+h2(g)，故答案为：c(s)+h2 o( g)co(g)+h2(g)；5 研究煤的合理利用及co2

27、的综合应用有着重要的意义。请回答以下问题：i.煤的气化已知煤的气化过程涉及的基本化学反应有：c(s)+h2o(g)2-1co(g)+h (g) h=+131kj molco(g)+3h242-1(g)ch (g) +h o(g) h=akj mol查阅资料反应中相关化学键能数据如下表：化学键c oh hh choe(kj mol -1)1072436414465(1)则反应中 a =_。24_kj ? mol-1， 该反应在(2)煤直接甲烷化反应 c(s) + 2 h (g)ch (g) 的 h=为_ （填“高温”或“低温”）下自发进行。ii.合成低碳烯烃在体积为 1 l 的 密闭容器中，充入

28、1mol co2 和 2 .5 mol h2, 发生 反应： 2co2 ( g) + 6h2(g)c2h4(g)+4 h2o(g) h=-128kj mol-1 ，测得温度对催化剂催化效率和co2 平衡转化率的影响如右图所 示 ：(3) 图中低温时，随着温度升高催化剂的催化效率提高，但 co的平衡转化率却反而降2低 ，其原因是 _(4) 250时，该反应的平衡常数 k 值为 _。iii.合成甲醇在恒温2 l 容积不变的密闭容器中，充入1molco2 和 3 molh2, 发生反应： . co2(g)+3h2 (g)ch3oh(g)+ h2 o(g),测得不同时刻反应前后容器内压强变化（p 后

29、/p 前 ）如下表：时间 /h123456p 后 /p 前0.900.850.820.810.800.80(5) 反应前 1 小时内的平均反应速率v(h2）为 _mol ?l-1h-1 , 该温度下co2 的平衡转化率为 _。【答案】 -206 -75 低温 该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，所以二氧化碳的转化率降低 1 0.3 40%【解析】【分析】【详解】（ 1）焓变 h=反应物的总键能 -生成物的总键能 =a=1072 kj/mol +3 436 kj/mol（- 4414kj/mol +2 465 kj/mol）=-206kj/mol ，故答案为： -206；（2）由盖斯定律，

30、方程式 +得到 c(s) + 2h2(g)4ch (g)，则 h=- 75 kj/mol ，反应h0， s0，则低温下能使 h- t s0，所以低温能自发进行，故答案为：-75；低温；（ 3）该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，则二氧化碳的平衡转化率降低，故答案为：该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，所以二氧化碳的转化率降低；（ 4） 250时，二氧化碳的平衡转化率为50%，可列三段式为：2co2 ( g) + 6 h2(g)c2 h4 (g)+4 h2o(g)起始态(mol/l)12.500转化态(mol/l)0.51.50.251平衡态(mol/l)0.510.251140.2

31、51，故答案为：1；k=0.5216（5）在恒温2l容积不变的密闭容器中，充入1molco2 和 3molh 2，发生反应，设1h 消耗二氧化碳的物质的量为x，则有三段式：co (g)+3h (g)ch oh(g)+ h o(g)2232起始态 (mol)1300转化态 (mol)x3xxx时1-x 3-3xxx1h(mol)气体压强之比等于气体的物质的量之比，则4-2x =0.9 ， x=0.2mol ，氢气的反应速率4c30.2molv=t =2l=0.3mol/(l gh) ；1h平衡状态下气体压强之比为0.8，设消耗二氧化碳的物质的量为y，则有三段式：co (g)+3h (g)ch o

32、h(g)+ h o(g)2232起始态 (mol)1300转化态 (mol)y3yyy平衡态 (mol) 1-y 3-3yyy4-2y =0.8 ， y=0.4，二氧化碳的平衡转化率=0.4mol100%=40% ，故答案为：0.3；41mol40%。6so2 的含量是衡最大气污染的一个重要指标，工业上常采用催化还原法或吸收法处理so2。利用催化还原so2 不仅可消除 so2 污染，而且可得到有经济价值的单质s。（1）在复合组分催化剂作用下，ch4 可使 so2 转化为 s，同时生成 co2 和 h2o。己知 ch4 和s的燃烧热h890 3kj mol和 -297 2kj mol，则ch4和

33、so2反应的热化学方程式( ) 分别为 -./. /为_ 。（2）用 h2还原 so2生成 s 的反应分两步完成，如图1所示，该过程中相关物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图2 所示 :分析可知x 为_( 写化学式 ) ， 0 t 1 时间段的温度为_，0 t1 时间段用so2 表示的化学反应速率为_。总反应的化学方程式为_。（3）焦炭催化还原 so2生成s2, 化学方程式为2c s2so2gs2(g)+2co2g: ( )+( )( ) ，恒容容器中， 1mol/ lso223 所示。与足量的焦炭反应， so 的转化率随温度的变化如图该反应的 h_0( 填“”或“” ) 。算 a 点的平衡

34、常数为 _。（4）工业上可用na23225232so 溶液吸收法处理so ,时用 1mo / l 的 na so 溶液吸收so 。当溶液 ph=7 时，溶液中各离子浓度的大小关系为_。已知 : h23的电离常数so- 2- 8k1=1. 3 10， k2=6. 2 10 。【答案】ch4g2so2gco2 g2s s2h2o lh=-295.9kj molh2s300( )+( )=( )+( )+( )/2- 3t1mollmin2h2 so2s 2h2o36 45moll+c hso-10/()/c na ) (3 ) +.(c( so32- ) c( h+)= c( oh- )【解析】【分析】【详解】( 1) ch4 和 s 的燃烧热分别为890. 3kj/ mol 和 297.2kj/ mol ，可知热化学方程式：ch4g2o2gco2g2h2o l) h=-8903kj mol，s so2gso2(gh( )+( ) ( )+(./( )+( ) ) =-297. 2kj/ mol ，根据盖斯定律，将- 2 可得 ch4( g)+