2020-2021备战高考化学易错题精选-化学反应原理综合考查练习题含答案解析

1、2020-2021 备战高考化学易错题精选 - 化学反应原理综合考查练习题含答案解析一、化学反应原理综合考查1 （ 11 分）近年来，随着锂离子电池的广泛应用，废锂离子电池的回收处理至关重要。 下面是利用废锂离子电池正极材料（有Al、LiCoO2、Ni、Mn、Fe 等）回收钴、镍、锂的流程图。已知： P204二（2-乙基己基 ）磷酸酯常用于萃取锰， P507（2-乙基己基膦酸 -2- 乙基己酯）和 Cyanex272二（2，4，4）- 三甲基戊基次磷酸 常用于萃取钴、镍。回答下列问题：（1）在硫酸存在的条件下，正极材料粉末中LiCoO2 与 H2O2反应能生成使带火星木条复燃的气体，请写出反应

2、的化学方程式 。（2）一些金属难溶氢氧化物的溶解度（用阳离子的饱和浓度表示）与pH 的关系图如下：加入 NaOH溶液调 pH=5 可除去图中的 (填金属离子符号)杂质；写出除去金属离子的离子方程式 (一种即可)。(3) 已知 P507萃取金属离子的原理为 nHR(Org)+Mn+(aq) 垐噲 ? MRn(Org)+nH+(aq)，且随着 萃取过程中 pH 降低，萃取效率下降。萃取前先用 NaOH 对萃取剂进行皂化处理，皂化萃 取剂萃取金属离子的反应为 nNaR(Org)+Mn+(aq) 噲垐 ? MRn(Org)+nNa+(aq) 。对萃取剂进行皂 化处理的原因为 。(4) 控制水相 pH=

3、5.2，温度 25，分别用 P507、 Cyanex272 作萃取剂，萃取剂浓度对萃 取分离钴、镍的影响实验结果如图所示。Co(Cyanex272)；Ni(Cyanex272)；Co(P507)； Ni(P507)由图可知，钴、镍的萃取率随萃取剂浓度增大而 (填 “增大 ”或“减小 ”)；两种萃取剂中 (填 “P507”或“Cyanex272”)的分离效果比较好，若选 P507为萃取剂，则最适宜的萃取剂浓度大约为 mol L-1 ；若选 Cyanex272 萃取剂，则最适宜的萃取剂浓度大约为 mol L-1 。(5) 室温下，用 NaOH 溶液调节钴萃余液的 pH=12，搅拌一段时间后，静置，

4、离心分离得 到淡绿色氢氧化镍固体，镍沉淀率可达99.62% 。已知 KspNi(OH)2=5.25 -1160，则沉镍母液中 Ni2+的浓度为 2.1 1-011 mol L-1 时， pH=(lg5=0.7)。【答案】 2LiCoO2+3H2SO4+H2O2Li2SO4+O2+2CoSO4+4H2O Fe3+、Al3+(1 分，少选和错选没分) Fe3+ +3OH-Fe(OH)3或 Al3+ +3OH-Al(OH)3(合理即可) 维持萃取过程中pH 恒定 增大 Cyanex272 0.25 0.4 11.7【解析】【分析】【详解】(1) LiCoO2与硫酸和 H2O2 反应生成能使带火星木条

5、复燃的气体，说明LiCoO2在硫酸作用下把 H2O2氧化成 O2，+3 价 Co降低为 +2 价的 Co2+，方程式为 2LiCoO2+3H2SO4+H2O2Li2SO4+O2 +2CoSO4+4H2O。(2) 由图可知，加入 NaOH溶液调 pH=5 时， Fe3+、 Al3+沉淀完全，所以去除 Fe3+的离子方 程式为 Fe3+3OH-Fe(OH)3，去除 Al3+的离子方程式为 Al3+3OH-Al(OH)3。(3) nHR(Org)+Mn+(aq)噲垐 ? MRn(Org)+ nH+(aq)，会使溶液酸性增强，萃取效率下降，故用NaOH 进行皂化处理后离子反应变为 nNaR(Org)+

6、Mn+(aq) 噲垐 ? MRn(Org)+nNa+(aq)，反应前后 pH 基本不变，根据题意可知，萃取效率不会降低。故萃取前先用NaOH 对萃取剂进行皂化处理的目的是维持萃取过程中 pH 恒定。( 4)由图可知，钴、镍的萃取率随萃取剂浓度增大而呈增大趋势，萃取时“ Cyanex272”比“ P507对”钴、镍萃取率的差值大， Cyanex272分离效果好。选 P507 为萃取剂，浓度在 0.25 mol L-1以后变化不大，所以 0.25 mol L-1最好；选 Cyanex272萃取剂，浓度在 0.40 mol L-1 以后变化不大，所以 0.4 mol L-1最好。5)KspNi(OH

7、)2=c(Ni2+) c2(OH- )=5.25 -1160， c2(OH- )=5.25 10 162.1 10 11=2.5 1-50，c(OH-)=5 1-30， pOH=3-lg5=2.3 ， pH=14-pOH=14-2.3=11.7 。2合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，研究表明液氨是一种良好的储氢物 质。(1) 化学家 Gethard Ertl 证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的过程，示意如下 图：下列说法正确的是 （选填字母）。A表示 N2、H2 分子中均是单键B 需要吸收能量C该过程表示了化学变化中包含旧化学键的断裂和新化学键的生成（2）氨气分解反应的热化学方

8、程式如下：2NH3（ g）N2（ g） 3H2（ g） H，若N三 N键、H一 H键和 N一H键的键能分别记作 a、b和c（单位： kJmoll），则上述反 应的 H _kJmol 一 1。（3）研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。下表为某温度下等质量的不同金属分别催化 等浓度氨气分解生成氢气的初始速率（m molmin 一 1）。不同催化剂存在下，氨气分解反应活化能最大的是_（填写催化剂的化学式）。温度为 T，在一体积固定的密闭容器中加入2 molNH3，此时压强为 P0，用 Ru 催化氨气分解，若平衡时氨气分解的转化率为50，则该温度下反应 2NH3（ g）N2（g）十3H2（g）用平衡分

9、压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp_。己知：气体分压（ p 分）气体总压（ p 总）x 体积分数 （4）关于合成氨工艺的理解，下列正确的是_。A合成氨工业常采用的反应温度为500左右，可用勒夏特列原理解释B使用初始反应速率更快的催化剂Ru，不能提高平衡时 NH3 的产量C合成氨工业采用 10 MPa 一 30 MPa，是因常压下 N2 和 H2的转化率不高 D采用冷水降温的方法可将合成后混合气体中的氨液化（5）下图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下，初始时氮气、氢气的 体积比为 1：3 时，平衡混合物中氨的体积分数 （NH3）。若分别用 vA（NH3）和 vB（NH3）表示从

10、反应开始至达平衡状态A、B 时的化学反应速率，则 vA（NH3）vB（ NH3）（填 “”、“”或“”）。在 250、1.0140kPa下， H2的转化率为 %（计算结果保留小数点后 1位）。（6）N2 和 H2 在铁作催化剂作用下从 145就开始反应，随着温度上升，单位时间内NH3产率增大，但温度高于 900后，单位时间内 NH3 产率逐渐下降的原因 。27 2 【答案】 BC 6c-a-3b FeP02 BC 66.7 高 于 900后，产率受平衡移动影响为64主，温度升高，平衡向左移动， NH3 产率下降【解析】【分析】A. N2分子中是三键不是单键；B. 的过程是分子中价键断裂为原子，

11、价键断裂是吸收能量的；C. 化学变化的本质就是旧化学键的断裂，新化学键的生成。 H 反应物化学键断裂吸收的能量 - 生成物化学键生成放出的能量 ，根据反应 方程式 2NH 3(g) ? N2(g)+3H 2(g)计算； 根据碰撞理论的解释，催化剂的催化原理实质上是降低反应的活化能，活化能越低， 则活化分子百分数越高，反应速率越大；体积分数等于物质的量分数所以11NH 3的体积分数为、 N2的体积分数为、 H2的体积36分数为1 ，根据同温同体积下，2压强之比等于物质的量之比得总压强P= 3 P0 化学平衡常21 3 1136 P2 带入P= 32 P0，得Kp 2647P02数Kp(P 21)

12、3 (P 16)(P 13) A.反应为放热反应，按勒夏特列原理，应选择较低温度，此反应考虑到催化剂的活化温 度；B. 催化剂的作用是增大反应速率，使反应尽快到到平衡，但不影响反应物转化率；C. N 2 (g)+3H 2(g) ? 2NH 3(g) 反应是体积减小的反应，增大压强反应向右进行，增大转 化率；D. 氨气的沸点比水低，采用冷水降温的方法不能将合成后混合气体中的氨液化； 压强大，速率大，温度高，速率大；初始时氮气、氢气的体积比为1：3时，假设 N2为1 mol、H2 为 3 mol，设平衡时，N2 消耗 x mol，再根据三段式法列式计算。合成氨的反应是放热反应，当温度高于900后，

13、产率受平衡移动影响为主，温度升高，平衡向左移动， NH3 产率下降；【详解】A.N2分子中是三键不是单键，故 A 错误；B. 的过程是分子中价键断裂为原子，价键断裂是吸收能量的，故需要吸收能量，故B 正确；C. 化学变化的本质就是旧化学键的断裂，新化学键的生成，所以氢气与氮气在固体催化剂 表面合成氨的过程表示了化学变化中包含旧化学键的断裂和新化学键的生成，故C 正确；故答案为： BC。 H 反应物化学键断裂吸收的能量 -生成物化学键生成放出的能量 ， NH 3 含有 三个 N-H键，根据反应方程式 2NH3(g)? N 2 (g)+3H 2(g)可得H 6c a 3bkJgmol 1 ，故答案

14、为： 6c a 3b ； Fe作催化剂时，氢气的初始生成速率最小，根据碰撞理论的解释，催化剂的催化原理 实质上是降低反应的活化能，活化能越低，则活化分子百分数越高，反应速率越大，所以 上述金属比较，铁作催化剂时，氨分解的活化能最大，故答案为：Fe；11 体积分数等于物质的量分数所以NH 3的体积分数为、 N2的体积分数为、 H2的体积3 3 6 23P= P0 化学平衡常201分数为 ，根据同温同体积下，压强之比等于物质的量之比得总压强2数Kp1 3 1 (P 21)3 (P 16)(P 13)23 P2 带入 P= 3 P0 ，得 Kp16 2 02674P0A.反应为放热反应，按勒夏特列原

15、理，应选择较低温度，此反应主要是考虑到催化剂的 活化温度，故 A 错误；B.催化剂的作用是增大反应速率，使反应尽快到到平衡，但不影响反应限度，故使用初始 反应速率更快的催化剂 Ru，不能提高平衡时 NH3的产量，故 B 正确；C. N2(g)+3H 2(g) ? 2NH 3(g)反应是体积减小的反应，增大压强反应向右进行，所以合成氨工业压强采用 10 MPa一 30 MPa，可以大大增加转化率，故 C正确；D. 氨气的沸点比水低，采用冷水降温的方法不能将合成后混合气体中的氨液化，故D 错误；故答案为 BC；压强大，速率快，温度高，速率快， B的温度比 A的高， B的压强比 A的大，所以 B 的

16、速率大于 A 的速率，故答案为：；初始时氮气、氢气的体积比为1：3时，假设 N2为1mol、 H2 为3mol ，设平衡时， N2消耗 xmol由图可知在 250、 1.0 140kPa下，平衡混合物中氨的体积分数为50%，列式2x 23x50% 100% ，解得 x ， H 2 的转化率为 100% 66.7% ， 1 x 3 3x 2x 33故答案为： 66.7%；合成氨的反应是放热反应，当温度高于900后，产率受平衡移动影响为主，温度升高，平衡向左移动， NH3 产率下降，故答案为：高于 900后，产率受平衡移动影响为 主，温度升高，平衡向左移动， NH3 产率下降；【点睛】 转化率、压

17、强和平衡常数的计算是解答的难点，注意从阿伏加德罗定律的角度去理解压强 与气体物质的量之间的关系，注意结合反应的方程式和表中数据的灵活应用。也可以直接 把压强看作是物质的量，利用三段式计算。3甲醛 ( HCHO)俗称蚁醛，在化工、医药、农药等方面有广泛的应用。I甲醛的制备工业上利用甲醇脱氢法制备甲醛，己知：CH3OH( g)HCHO( g)+ H2( g)H(1) 该反应的能量变化如图甲所示， H=_kJ?mol-1。(2) 为提高 CH3OH 转化率，采取的措施有 _、_；在温恒容条件下，该反应达到平衡 状态的标志有 _(填标号)。a. 混合气体的密度保持不变b. 混合气体的总压强保持不变c.

18、 v(CH3OH) 消耗 =v( H2) 生成d. 甲醛的浓度保持不变(3) 选用 Ag/ SiO2ZnO 作催化剂，在 400750区间进行活性评价，图乙给出了甲醇转 化率与甲醛选择性(选择性越大，表示生成该物质越多)随反应温度的变化曲线。制备甲 醛的最佳反应温度为 _(填标号)，理由是 _。a. 400b.650c.700d.750(4) T时，在 2L 恒容密闭容器中充入 1mo1 甲醇，发生反应： CH3OH( g)HCHO( g)+ H2( g) CH3OH( g)CO( g)+ 2H2( g)平衡时甲醇为 0. 2mol，甲醛为 0. 7mo1 。则反应 i 的平衡常数 K=_。I

19、I. 甲醛的用途(5) 将甲醛水溶液与硫酸镍 ( NiSO4) 溶液混合，可用于化学镀镍。反应过程中有CO2产生，则该反应的离子方程式为 _：若收集到 112mLCO2 (标准状况)，理论上转移电子 _ mo1。【答案】 +84 升高温度 降低压强 bd c 此温度下甲醛的选择性和甲醇的转化率均较高 1.575 HCHO+2Ni2+H2O=2Ni+CO2+4H+ 0.02【解析】【分析】【详解】(1)生成物和反应物之间的能量差为463kJ/mol-379kJ/mol=84kJ/mol ；(2) 该反应是气体分子数增加的、吸热的可逆反应，因此根据勒夏特列原理，我们可以采 用升高温度、降低压强的方

20、法来促进平衡正向移动，提高转化率；再来看平衡的标志：a. 反应物和生成物都是气体，因此气体的密度是恒定不变的，a 项错误；b. 该反应前后气体分子数不等，因此当压强保持不变时，说明反应已达到平衡状态， b 项 正确；c. 甲醇和氢气的化学计量数相同，因此无论何时都有v( CH3OH)消耗=v(H2)生成，c项错误；d. 当甲醛的浓度保持不变，说明其消耗速率和生成速率相同，即此时达到了平衡状态， d 项正确；答案选 bd；(3) 在 700时，甲醛选择性和甲醇转化率均较高，因此700是最合适的温度，答案选 c；(4) 平衡时甲醇为 0. 2mol ，因此有 0. 8mol 甲醇被消耗，其中甲醛有

21、 0. 7mol ，说明有 0. 7mol 甲醇发生了反应，有 0. 1mol 甲醇发生了反应，因此氢气一共有0.7mol+0.1mol 2=0.9mol ，代入平衡常数的表达式有1.575；c(HCHO)c(H 2) 0.35mol/L 0.45mol/L K= =c(CH3OH)0.1mol/L5 既然是镀镍，则镍被还原为单质，而甲醛被氧化为二氧化碳，因此反应的离子方程式 为 HCHO+2Ni 2+ +H 2O=2Ni+CO 2 +4H + ；甲醛中的碳可以按 0 价处理，二氧化碳中的 碳为+4价，因此每生成 1个二氧化碳分子需要转移 4 个电子，而 112mL 二氧化碳的物质的 0.11

22、2L量为 =0.005mol ，因此一共要转移 0. 02mol 电子。 22.4L/mol【点睛】 对于任意一个氧化还原反应，总有氧化剂得电子数=还原剂失电子数 =转移的总电子数，因此只需求出最好求的那一项，另外两项就迎刃而解了。4碳酸亚铁（ FeCO3）是菱铁矿的主要成分，将其隔绝空气加热到200 开始分解为 FeO和 CO2，若将其在空气中高温煅烧则生成Fe2O3 。（1）已知 25 、 101 kPa 时： C（s）O2（g）=CO2（g） H 393 kJ mol 1 铁及其化合物反应的焓变示意图如图：请写出 FeCO3 在空气中煅烧生成 Fe2O3 的热化学方程式： 。（2）据报道

23、，一定条件下 Fe2O3 可被甲烷还原为 “纳米级 ”的金属铁。其化学方程式为 Fe2O3（s） 3CH4（g）垐噲 ? 2Fe（s）3CO（g） 6H2（g） H 反应在 3 L 的密闭容器中进行， 2 min 后达到平衡，测得 Fe2O3 在反应中质量减少 4.8 g， 则该段时间内用 H2 表示该反应的平均反应速率为 。 将一定量的 Fe2O3（s）和 CH4（g ）置于恒温恒容密闭容器中，在一定条件下反应，能说 明反应达到平衡状态的是 。A CO和 H2 的物质的量之比为 12B 混合气体的密度不再改变C 铁的物质的量不再改变D v 正（ CO） 2v 逆（H2）在容积均为 V L的、

24、三个相同的密闭容器中加入足量 “纳米级 ”的金属铁，然后 分别充入 a mol CO和 2a mol H2，三个容器的反应温度分别为 T1、T2、T3且恒定不变，在其 他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min 时， CO的体积分数如图所示，此时、三个容器中一定处于化学平衡状态的是 ；上述反应的 H0（填“大于”或“小于 ”）。3） Fe2O3用 CO还原焙烧的过程中，反应物、生成物和温度之间的关系如图所示。（图中、四条曲线是四个化学反应平衡时的气相组成对温度作图得到的；A、B、 C、 D 四个区域分别是 Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe稳定存在的区域）若在 800 ，混合气体中

25、CO2体积分数为 40%的条件下， Fe2O3用 CO还原焙烧，写出反应 的化学方程式： 。（4）Fe2O3还可以用来制备 FeCl3，通过控制条件 FeC3l 可生成聚合物，其离子方程式为 xFe3yH2O 垐噲 ? Fex（OH）yH。下列措施不能使平衡正向移动的是 填字母）。A 加水稀释 B 加入少量铁粉C 升温 D 加入少量 Na2CO3【答案】 4FeCO3（s） O2（ g） =2Fe2 O3（ s） 4CO2（g） H 260 kJ mol 1 0.03 mol L 800 1min 1 BC 大于 Fe2O3 CO2FeO CO2 B【解析】【分析】（1）图 1 分析书写热化学

26、方程式，结合C（ s） +O2 （ g） =CO2（ g） H=-393kJ?mol -1和盖斯定律计算得到 FeCO3 在空气中煅烧生成 Fe2O3 的热化学方程式；（2） 2min 后达到平衡，测得 Fe2O3在反应中质量减少 4.8g，依据化学方程式反应前后 质量变化计算生成氢气的物质的量，根据反应速率概念计算得到氢气的反应速率； 反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分浓度保持不变，据此分析； 2Fe（s）+3CO（g）+6H2（g） Fe2O3（ s） +3CH4 （ g），根据图 2中、图象， CO百分含量，由小到大，0，则要 G=H- TS”“或”“或“p2p3 8.3 3

27、2SO32-104H2e=S2O42- 2H2O 1344 -72b 10-7a-2b【解析】【分析】I（ 1）反应自发进行的条件是 H-TS0，S0，满足 H-T Sp2p3，因此压强关系是 p1p2p3，压强相同时，升高温 度平衡逆向移动，故温度越高平衡混合物中氨的体积分数越小，故反应热小于零， 故答案为： p1p2p3； p2，由图可知， B 对应的温度、压强大，则反应速率大，故答案为： ； 用三段式解，设转化的氮气的物质的量为x：N2+3H 2 ?2NH开始 (mol)0.10.30转化 (mol)x3x2x平衡 (mol)0.1-x0.3-3x2x2x =0.667，x=0.08。0

28、.1-x+0.3-3x+2x若在 250、 p1为 105Pa条件下，反应达到平衡时容器的体积为1L，则该条件下 B点N2的105Pa 0.1-0.08 3分压 p(N2)=8.3 13，00.4-2 0.08 故答案为： 8.3 130；III. (3)由图可知，阴极区通入液体主要含SO32- ，流出液主要含 S2O42- ，所以阴极区电极反应式为 SO32-4H 2e=S2O42-2H2O， 故答案为： SO32- 4H2e=S2O42-2H2O；由于 NO 吸收转化后的主要产物为 NH4+，NONH4+5e-，若电路中转移 0.3mole - ，消耗 NO0.06mol ，标准状况下体积

29、为 =0.06mol 22.4L/mol=1.344L=1344m，L 故答案为： 1344。. (4)反应平衡时 ,2c(Ba2+)=c(CH3COO- )=bmol/L ，据电荷守恒，溶液中 c(H+)=c(OH- )=10-7 mol/L ，溶液呈中性，醋酸电离平衡常数依据电离方程式写出K=c(CH3COO- )c(H + ) b 10 a -b 2CH 3COOH-72b 10-7a-2b用含 a 和 b 的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为-72b 10-7a-2b故答案为：2b 10-7。a-2b8生活污水中的氮和磷主要以铵盐和磷酸盐形式存在，可用电解法从溶液中去除。电解装 置

30、如图：以铁作阴极、石墨作阳极，可进行除氮；翻转电源正负极，以铁作阳极、石墨作 阴极，可进行除磷。I电解除氮(1) 在碱性溶液中， NH3 能直接在电极放电，转化为 N2，相应的电极反应式为：(2) 有 Cl-存在时，除氮原理如图 1 所示，主要依靠有效氯( HClO、ClO-)将 NH4+ 或 NH3 氧化为 N2。在不同 pH 条件下进行电解时，氮的去除率和水中有效氯浓度如图2： 当 pH8 时，主要发生 HClO氧化 NH4+ 的反应，其离子方程式为： 结合平衡移动原理解释，当 pH8 时， ClO-发生歧化导致有效氯浓度下降，而氮的去除率却并未明显下降，可能的 原因是(答出一点即可)：

31、。II电解除磷（3）除磷的原理是利用 Fe2+ 将 PO43- 转化为 Fe3（PO4）2沉淀。 用化学用语表示产生 Fe2+的主要过程： 。 如图为某含 Cl- 污水在氮磷联合脱除过程中溶液pH的变化。推测在 20-40 min 时脱除的元素是 。（4）测定污水磷含量的方法如下：取100mL 污水，调节至合适 pH 后用 AgNO3 溶液使磷全部转化为 Ag3PO4 沉淀。将沉淀过滤并洗涤后，用硝酸溶解，再使用NH4SCN溶液滴定产生的 Ag+，发生反应 Ag+SCN-=AgSCN，共消耗 c mol/LNH4SCN溶液 V mL。则此污水中磷的 含量为 _mg/L （以磷元素计）。【答案】

32、 2NH36e-+6OH-=N2+6H2O 3HClO +2NH4+=3Cl-+N2+3H2O+5H+ 随溶液 pH 降低， c（H+） 增大， Cl2 + H2O? H+ + Cl- +HClO平衡逆向移动，溶液中 c（HClO）减小，使 NH4+的氧化率下 降 pH升高有利于 NH4+转变为 NH3， NH3可直接在电极上放电而氧化（或pH 升高有利于NH4+转变为 NH3，且有利于 NH3 逸出） Fe2e-=Fe2+ 磷 310cv3【解析】【分析】（1）碱性溶液中， NH3 转化为 N2，化合价降低得电子； （2）当 pH8 时，有利于 NH4+转变为 NH3， NH3可直接在电极上放