2020年高考化学二轮复习题型突破(课件+专练)题型专练(九)化学反应原理综合

1、题型专练(九)化学反应原理综合A组1.(2019河南开封一模)研究氮氧化物的反应机理，对于消除其对环境的污染有重要意义。(1)升高温度，绝大多数的化学反应速率增大，但是2NO(g)+O2(g)=，2NO2(g)的反应速率却随着温度的升高而减小。查阅资料知：2NO(g)+O2(g=NNO2(g)的反应历程分两步：I.2NO(g)=N2O2(g)(快)AHi0vi=ki正c2(NO)vi逆=ki逆c(N2O2).N2O2(g)+O2(g)，2NO2(g)(慢)AH2或=”)。腹了交换膜L只允许通过)(2)通过如图所示装置，可将汽车尾气中的NO、NO2转化为重要的化工原料HNO3,其中A、B为多孔惰

2、性电极。该装置的负极是(填A”或B),B电极的电极反应式为_。(3)实验室可用NaOH溶液吸收NO2,反应为2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O。含0.2molNaOH的水溶液与0.2molNO2恰好完全反应得iL溶液甲；溶液乙为0.imolL-i的CH3COONa溶液,则两溶液中c(NOg)、c(NO2)和c(CH3COO-)由大到小的顺序为(已知HNO2的电离常数Ka=7.ii0-4,CH3COOH的电离常数Ka=i.7i0-5)。可使溶液甲和溶液乙的pH相等的方法a.向溶液甲中加适量水b.向溶液甲中加适量NaOHc.向溶液乙中加适量水d.向溶液乙中加适量NaOH?i下x?四

3、AHi+AH2?x?减小c(NO2)c(CH3COO-)bc解析|(1)I.2NO(g)=，N2O2(g)AHi0;n.N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)AH2C(O2)=ki逆2(NO2)?X?c(N2O2)*2逆c2(NO2),则反应2NO(g)+O2(g)=DNOzS)的平衡常数K=?(NO)x?O)=?逆?逆成反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小。2NO(g)+O2(g)=，2NO2(g)反应的快慢由反应慢的反应n决定，所以反应的活化能EiE2。(2)A电极通入NO、NO2,在转化为HNO3过程中，N元素的化合价升高，失去电子，发生氧化反应产生

4、HNO3,因此该电极为负极；通入O2的电极为正极,O2获得电子，发生还原反应，由于是酸性环境，所以该电极反应为O2+4e-+4H+-2H2O。(3)根据实验室用NaOH溶液吸收NO2的反应方程式2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O,若NaOH、NO2的物质的量都是0.2mol,则根据反应方程式可知会产生0.imolNaNO3和0.imolNaNO2；由于溶液的体积是1L,NaNO3是强酸强碱盐，不水解，则c(NO3)=0.1molL-1;而NaNO2是强碱弱酸盐，NO2发生水解反应而消耗所以c(NO2)0.1molL-1;溶液乙为0.1molL-1的CCOONa溶液，该盐是强碱弱

5、酸盐，因CH3COO-水解而使c(CH3COO-)CH3COOH,故水解程度：CH3COO-NO2，因此等浓度的CH3COONa、NaNO2中离子浓度c(CH3COO-)c(NO2)c(CH3COO-)。溶液甲是NaNO3和NaNO2的混合溶液，NaNO2水解使溶液显碱性，溶液乙为CH3COONa溶液,水溶液显碱性油于CH3COONa水解程度大于NaNO2,所以碱性乙甲，要使溶液甲和溶液乙的pH相等，可采用向甲溶液中加入适量的NaOH,使甲溶液的pH增大,也可以向乙溶液中加入适量的水进行稀释，使乙溶液的pH减小,b、c项正确。2.(2019广东揭阳学业水平考试)1.NO是第一个被发现的生命体系

6、气体信号分子，具有舒张血管的功能。工业上可用氨催化氧化法”生产NO,主要副产物为N2O请回答下列问题：(1)以氨气、氧气为原料，在催化剂存在下生成NO和副产物N2的热化学方程式如下：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)AHi,4NH3(g)+3O2(g)-2N2(g)+6H2O(g)AH2,N2(g)+O2(g)，2NO(g)AH3,则上述反应热效应之间的关系式为AH3=。(2)某化学研究性学习小组模拟工业合成NO的反应。在1110K时，向一恒容密闭容器内充入1molNH3和2.8molO2,加入合适催化剂(催化剂的体积大小可忽略不计，保持温度不变，只发生反应4NH3(g

7、)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)AH”或=)。n.(3)某化学研究性学习小组模拟用CO和H2合成甲醇淇反应为：CO(g)+2H2(g)，CH30H(g)AHOo在容积固定为1L的密闭容器内充入2molCO和4molH2,加入合适的催化剂(体积可以忽略不计工保持250C不变发生上述反应，用压力计监测容器内压强的变化如下：反应时间/min0510152025压强/(MPa)12.410.28.47.06.26.2则反应从开始到20min时，以CO浓度变化表示的平均反应速率v(CO)=，该温度下平衡常数K=0m.(4)以甲烷为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池，目前

8、得到广泛的研究。下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题：B极上的电极反应式为_。若用该燃料电池作电源，用石墨作电极电解硫酸铜溶液，当阳极收集到5.6L(标准X况)气体时，消耗甲烷的体积为L(标准状况下)。同?；?(2)bc(3)0.075molL-1min-13(4)CH4+4O2-8e-CO2+2H2O2.8解析(1)由盖斯定律可知，(一)得N2(g)+O2(g)，,2NO(g)AH3=(AH1-AH2)io(2)5c(NH3)=4c(O2)与反应的初始物质的量以及反应进行程度有关，不能确定是否达到平衡总项错误;NH键的生成速率与OH键的生成速率相等说明正、逆

9、反应速率相等，反应达到平衡状态,b项正确；该反应是一个反应前后气体物质的量改变的化学反应，混合气体的压强不变能够说明反应达到平衡状态，c项正确；恒容容器，无论反应是否达到平衡状态，混合气体的总的质量始终不变，混合气体密度始终不变，故混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡，d项错误。该反应为放热反应，若其他条件不变，将容器改为恒容的绝热容器，反应过程中反应体系温度升高，平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小，故答案为：“或=)。25c时NaHN2O2溶液中存在水解平衡，其水解常数Kh=(保留三位有效数字)。0.1molL-1Na2N2O2溶液中离子浓度由大到小的顺序为。以NH3与CO2为原料可以

10、合成尿素CO(NH2)2,涉及的化学反应如下：反应I：2NH3(g)+CO2(g)J!NH2CO2NH4(s)AH1=-159.5kJmol-1;反应n:NH2CO2NH4(s)、CO(NH2)2(s)+H20(g)刖2=+116.5kJmol-1;反应出：H2OQ)H20(g)AH3=+44.0kJmol-1。则反应IV:NH3与CO2合成尿素同时生成液态水的热化学方程式为。(4)T1C时，向容积为2L的恒容密闭容器中充入n(NH3):n(CO2)=2：1的原料气使之发生反应IV，反应平衡后得到尿素的质量为30g,容器内白压强p随时间t的变化如图1所示。C时该反应的平衡常数K的值为一图2中能

11、正确反应平衡常数K随温度变化关系的曲线为(填字母标号)。(5)据文献报道，二氧化碳在酸性水溶液中用惰性电极电解可制得乙烯，其原理如图3所示。则b电极上的电极反应式为(1)2NH3-NH+NH2(2鸣c(N2O2-)c(OH-)c(HN2O2)c(H+)(3)2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)AH=-87.0kJmol-1(4)128a(5)2CO2+12H+12e-C2H4+4H2O解和(1)水自偶电离方程式中，一个水分子电离生成H+和OH-,H+与另一个水分子以配位键结合成形H3O+,由此可模仿写出液氨的自偶电离方程式:2NH3NH+NH2。(2)电离常数：HN

12、O2H2N2O2HN2O2，则水解常数：NO2VHN202VN2O2-。物质的量浓度相同的NaN02和NaHN2O2溶液中，水解程度NO2HN2O2，溶液pH(NaN02)HN2O2+H2O-=H2N2O2+OH-,结合水的电离H2。，H+OH-,离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)c(N202-)c(0H-)c(HN202)c(H+)。(3)NH3与C02合成尿素时，由分步反应消去中间产物NH2CO2NH4(s)、H20(g),即IV式=I式+n式-出式，反应IV的热化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(|)AH=-87.0kJmol-1。(4)生成尿素物

13、质的量为30g-1=0.5mol;设起始充入NH3、C02物质的量分别为2x、x60gmol2NH3(g)+C02(g):CO(NH2)2(s)+H2。(|)设起始2x/mol:转化/mol:1.00.50.50.5平衡/mol:2x-1.0x-0.50.50.5.一一.一一9kPa2?+?由恒温恒容时气体的压强比等于气体物质的量N比彳#3=(2?,omoi)+(?o,moi),x=0.75mol。1该反应的平衡常数K=?2(NH3)?m2)10.252X0,125二128。反应IV正反应放热，升高温度使平衡左移，平衡常数K减小，故选曲线a。(5)由图3可以看出力极为阴极，CO2在b电极上得电

14、子生成乙烯，故电解时b电极反应式为2CO2+12H+12e-C2H4+4H2O。4.(2019辽宁葫芦岛一模)研究发现，含PM2.5的雾霾主要成分有CO2、SO2、NOx、CxHy及可吸入颗粒物等。为减少雾霾，对工业废气要进行脱硝、脱硫、脱碳，请回答下列问题：(1)脱硝。为消除NOx对环境白勺污染，利用NH3在一定条件下与NO反应生成无污染气体。已知:4NH3(g)+5O2(g)u4NO(g)+6H2O(g)AH=-905kJmol-1N2(g)+O2(g)、2NO(g)AH=+180kJmol-1NH3(g)与NO(g)在一定条件下反应的热化学方程式为:。图1是中反应过程中NH3的体积分数随

15、X变化的示意图，X代表的物理量可能是，原因是_。图1臧余至4程XN(2)脱硫。利用图2电解装置可将雾霾中的SO2、NO转化为(NH4)2SO4。图2装置中发生反应的化学方程式为。阴极的电极反应式是。某种脱硫工艺中，将废气处理后与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸俊和硝酸俊的混合物可作为化肥。硫酸俊和硝酸俊的水溶液pH=或或=”)。请解释b比a纵坐标对应数值大的原因。答案|(1)4NH3(g)+6NO(g),5N2(g)+6H20(g)AH=-1805kJmol-1温度或压强因为该反应是放热且气体体积增大的可逆反应，升高温度或增大压强，平衡均逆向移动，使NH3的体积分数增大(2)5SO2+2NO+

16、8H2O=(NH4)2SO4+4H2SO4NO+5e-+6H+NH+H2ONH+H2。，NH3H2O+H+(3)v(a),故在相同时间内，b点对应反应生成的甲醇体积分数大解析|(1)已知a:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)AH=-905kJmol-1b:N2(g)+O2(g)、2NO(g)AH=180kJmol-1依据盖斯定律，a-b5得到:4NH3(g)+6NO(g)，5N2(g)+6H2O(g)AH=-1805kJmol-1。该反应的正反应是气体体积增大的放热反应，升高温度或增大压强，平衡均逆向移动，从而使NH3的体积分数增大。(2)SO2中S元素的化合价为+4价

17、，在反应中失电子变为硫酸中的+6价,NO中氮元素的化合价.一，一一一一一，一、一一，.,一.、.、_电解从+2价降低至硫酸钱中的-3价，故反应万程式为5SO2+2NO+8H2O(NH4”SO4+4H2SO4。在阴极上NO得电子生成NH+,电极反应式为：NO+5e-+6H+-NH+H2O。硫酸俊和硝酸钱都是强酸弱碱盐,NH+在水溶液中发生水解使溶液中c(H+)c(OH-),所以溶液的pH7,其离子方程式为NH4+H2O=NH3H2O+H+;常温下，向一定物质的量浓度的硝酸俊溶液中滴加适量的NaOH溶液，使溶液的pH=7,则c(H+)=c(OH-),根据溶液中存在电荷守回，有c(H+)+c(NH+

18、)+c(Na+)=c(NO3)+c(OH-),而c(H+)=c(OH-),因此c(NH+)+c(Na+)=c(NO3),所以c(Na+)c(NO3)o(3)根据图像可知：在温度较低时，升高温度使反应速率增大，更多的反应物转化为甲醇，甲醇的含量增大；当反应达到平衡后，再升高温度，甲醇的体积分数MCH3OH)减小,说明升高温度使化学平衡逆向移动，即逆反应是吸热反应，则正反应是放热反应，AHa,温度升高，化学反应速率增大，所以v(b)v(a),所以b点时生成的甲醇多，甲醇的体积分数大，即b比a纵坐标对应数值大。1.(2019福建三明期末检测)I.二甲醛(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料，工业

19、上以CO和H2为原料生产二甲醛。已知：CO(g)+2H2(g)：-CH3OH(g)AH=-99kJmol-12CH30H(g)_iCH3OCH3(g)+H2O(g)AH=-24kJmol-1CO(g)+H2O(g)-H2(g)+CO2(g)AH=-41kJmol-1(1)反应4H2(g)+2CO(g)UCH3OCH3(g)+H2O(g)的AH=。(2)某温度下，将4.0molH2和4.0molCO充入容积为1L的密闭容器中，发生反应3CO(g)+3H2(gLCH3OCH3(g)+CO2(g),5min时CO2的物质的量浓度为0.5molL-1,10min后反应达到平衡状态，测得二甲醛的体积分数

20、为25%。5min时CO的转化率=;该温度下此反应的平衡常数K=;下列措施能提高CH3OCH3平衡产率的有(填标号)。A.分离出CH3OCH3B.升高温度C.增大压强D.改用高效催化剂n.液氨是一种良好的储氢物质已知：2NH3(g)-JN2(g)+3H2(g)AH=+92.4kJmol-1其他条件相同时，反应在不同金属催化剂作用下进行相同时间后，氨的转化率4NH3)随反应温度的变化情况如图所示。(1)用作催化剂时，氨气分解反应的活化能最大。(2)a点所代表的状态(填是或不是)平衡状态。(3)c点时NH3的转化率高于b点时NH3的转化率，原因是O杵案(1)-222kJmol-1(2)37.5%1

21、ACn.(1)Fe(2)是(3)b、c点反应均未达到平衡，c点温度较高，反应速率较大，氨的转化率较高 解析 | I .(1)根据盖斯定律 X2+可得:4H2(g)+2CO(g)=CH3OCH3(g)+H 2O(g)AH=-222 kJ mol-1。(2)根据反应方程式中物质转化关系可知，反应产生CO2浓度为0.5 mol L-1,则反应消耗的CO的浓度为1.5 mol L-1,由于反应开始时 CO的浓度为4.0 molL-1,所以5 min时CO的转化率-11.5mol L-tX100%=37.5%。4.0mol L假设平衡时产生二甲醛物质的量浓度为3CO(g)+3H 2(g)CH 3OCH

22、3(g)+CO 2(g)x,依据反应?台)I I -1 mol L4.04.0?度)I 1 -1 mol L3x3x?”)I I -1 mol L4.0-3x4.0-3x平衡时各物质的总浓度c(总)=(4.0 mol L-1-3x)+(4.0 molL-1-3x)+x+x=8.0 mol L-1-4x,根据二甲醛的体积分数为?25%,即8.0mol L-1-4?X100%=25%,解得 x=1 molL-1,故该温度下化学反应的平衡常数1 x 1K=-3 = 1;13X13分离出CH3OCH3,即减少了生成物浓度，平衡正向移动，可提高二甲醛的产率，A项正确；将X2+，整理可得反应3CO(g)+

23、3H2(g)-CH3OCH3(g)+CO2(g),AH=-263kJmol-1,该反应的正反应为放热反应，升高温度化学平衡向逆反应方向移动,CH3OCH3产率降低，B项错误；根据化学方程式可知:该反应的正反应是气体体积减小的反应，增大压强化学平衡正向移动，可提高CH3OCH3的产率，C项正确；改用高效催化剂，不能使化学平衡发生移动，对物质的产率无影响，D项错误。II.(1)反应的活化能越高，则反应中活化分子数越少，反应速率越小，则一定温度时氨气分解速率最小的反应活化能最大，即Fe作催化剂时反应的活化能最大。(2)850以后氨气的转化率不再变化，说明a点处于平衡状态。2.(2019福建莆田第二次

24、质量检测)环戊烯是生产精细化工产品的重要中间体，其制备涉及的反应如下：催化刑氢化反应：环戊二烯+H2(g),AH=-100.5kJmol-1副反应：L：1(l)+H 2(g)傕化制。环戊炕AH=-109.4 kJ mol-1解聚解聚反应：三，喈一花芋2(g)AH0回答下列问题：(1)反应催化一c l)+2H 2(g)50kPa=400kPa,所以平衡常数2=|*!+=%宵=3200kPa。3.（2019云南昆明模拟）开发新能源是解决环境污染的重要举措，工业上常用CH4与CO2反应制备H2和CO,再用H2和CO合成甲醇。已知：2CH3OH（l）+3O2（g）2CO2（g）+4H2O（g）AH1=

25、-1274.0kJmol-12CO（g）+O2（g）-2CO2（g）AH2=-566.0kJmol-1H2O（g）H2O（l）AH3=-44kJmol-1则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为（2）在恒容密闭容器中通入CH4与CO2使其物质的量浓度均为1.0molL-1,在一定条件下发生反应:CO2（g）+CH4（g”2CO（g）+2H2（g）,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示300 730 1000 1 2W I 500 1730工承海第*1心则:该反应的AH0（填”）。压强P1、p2、p3、p4由大到小的关系为，压强为p4时,在b点:V（正）V（逆）（填”）

26、。对于气相反应，用某组分（B）的平衡压强p（B）代替物质的量浓度c（B）也可表示平衡常数（记作Kp）,则该反应的平衡常数的表达式Kp=；如果p4=0.36MPa,求1100C时的平衡常数Kp=_（保留3位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压XW质的量分数）。为探究速率与浓度的关系，该实3中，根据相关实验数据，粗略绘制出了2条速率-浓度关系曲线：v正c(CH4)和v逆c(CO)。-“* 个一 警心 事0仁 0.4F-L价一2 0.4 0.6 0.8 l.D L2 ).4 L6 1.8 叫n1，L )则:a.与曲线vfc(CH4)相对应的是上图中曲线(填甲或乙”)。b.当降低到某一温度

27、时，反应重新达到平衡，相应的平衡点分别为答案 |(1)CH 30H(l)+O 2(g) -CO(g)+2H 2O(l)AH=-442 kJ mol-1(填字母)。(2) P4P3P2P1W?2(CO) ?(H2)?CO2)?(CH4)1.64(MPa)2 a.乙 b.B、FCO(g)+2H2O(l)AH=( AHi-懈析|(1)根据盖斯定律，由(-+X4)y可得:CH30H(l)+O2(g)11彳AH2+AH3%)9=(-1274.0kJmol-1+566.0kJmol-1-44kJmol-1M)2=-442kJmol-1。(2)根据图示，压强不变时，升高温度，CH4的平衡转化率增大，说明正反

28、应为吸热反应，AH0。K=?2(CO) ?3(H2) o 1?CO2) ?CH4) 正反应为气体分子数增大的反应，温度不变时，降低压强，平衡向正反应方向移动，CH4的平衡转化率增大，故P4P3P2P1。压强为p4时,b点时反应尚未达到平衡，反应正向进行，故v(正)v(逆)。由用平衡浓度表示的平衡常数类推可知，用平衡分压表示的平衡常数L-1,c(CO)=c(H2)=1.6100C、p4条件下CH4的平衡转化率为80%,则平衡时c(CH4)=c(CO2)=0.2molmol L-1,贝U p(CH4)=p(CO2)=p4=或T2T3T4B.在投料相同的条件下，X、Y、Z三点达到平衡所用的时间：YZ

29、391kJmol-1=-92kJmol-1。(2)合成氨反应为放热反应，投料比和压强相同时，温度越低，平衡时氨气体积分数越大，所以温度关系为TiT2T3T4,A项错误；反应的温度越高、压强越大，反应速率越大，达到平衡需要的时间越短，所以X、Y、Z三点达到平衡所用的时间：YZ或之)。已知在一定温度下，反应2NH3（g）+CO2（g）=H2NCOONH4（s）AH=-159.5kJmol-1在2L恒容密闭容器中充入2molNH3和1molCO2,到达平衡时放出127.6kJ的热量，此时,c（NH3）室温下,0.1 mol L-1 NaHCO3溶液的pH 已知：(25 C)0.1 mol L-1 N

30、a2SO3 溶液的 pH(填 或=)。H2CO3K1=4.30；K2=5.6X011H2SO3K1=1.54X02K2=1.02X07有一种可充电电池Na-Al/FeS,电池工作时Na+的物质的量保持不变，并且是用含Na+的导电固体作为电解质，已知该电池负极电极反应式为Na-e-Na+,则正极反应式为答案|(1)CH4(g)+N2O4(g)-，N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)AH=-793.1kJmol-1(2)0.03molL-1min-10.56AD降低(3)0.2molL-12Na+FeS+2e-Na2S+Fe解析|(1)依据盖斯定律，-得到CH4(g)+N2O4(g)uN2(g

31、)+CO2(g)+2H2O(g)的AH=-860.0kJmol-1-(-66.9kJmol-1)=-793.1kJmol-1。-1,一一一一(1.0-0.4)molL11(2)020min内,NO的平均反应速率v(NO)=20mn=0.03molL-1min-1;C(s)+2NO(g产N2(g)+CO2(g)的平衡浓度c(N2)=c(CO2)=0.3molL-1;c(NO)=0.4molL-1,平衡常数K二?N?小浮2)二(NO)0.3XO.39工厂=有配巧6。适当缩小容器的体积，由于反应前后气体体积不变，平衡时各物质浓度同比例增大，A项正确；催化剂只改变化学反应速率，不影响化学平衡，B项错误；加入一定量的活性炭，碳是固体对平衡无影响，平衡不移动，C项错误；通入一定量的NO,达到新平衡状态时各物质平衡浓度均增大,D项正确。若30min后升高温度至t2C,达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比从原来的约为4：3：3变为5：3：3,说明平衡向逆反应方向移动，达到新平衡时NO的转化率降低，故逆反应是吸热反应，则正反应是放热反应。（3）由反应2NH3（g）+CO2（g）H2NCOONH4（s）AH=-159.5kJmol-1可知：2molNH3完全反应放出159.5kJ热量，当放出127.6kJ热量时则有1.6molNH3反应，乘ij余NH3（2mol-1.6mo