高考化学二轮复习第二部分高考大题突破题型一化学反应原理综合题专题强化训练

1、 题型一化学反应原理综合题专题强化训练1. (2019 福州四校高三联考 )燃煤的过程中排放大量 CO、S。、NO以及固体颗粒物, 对环境污染严重。请回答下列问题：(1)将煤作为燃料常通过下列两种途径：途径 I : C(s) + Q(g)=C6(g)A H0 2CO(g) + C2(g)=2CO2(g)A H30 2Hz(g) +Q(g)=2H2O(g)A H48,则溶 液中 c(H2CO)(填“” =”或 “ c(CO2一)。答案：(1)2 A H = 2AAA H4(2)增大 0.36(3)SO2+2HO 2e =S(4r+4HI+减少环境污染，获得副产品H2SO,获得电能(4)4(NH

2、4)2SO+ 2NO=4(NH)2SQ+ N2(5)1 X 10 4mol L 1 2.(新题预测)“绿水青山就是金山银山”。近年来，绿色发展、生态保护成为中国展 示给世界的一张新“名片”。汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一，减少氮的氧化物 在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列问题：(1)已知：N2(g) +Q(g)=2NO(g)AH = +180.5 kJ mol 1_ _. .-1C(s) +Q(g)=CQ(g)AH2= 393.5 kJ mol2c(s) + Q(g)=2CO(g) AH= 221 kJ mol 12”若某反应的平衡常数表达式为K= c2: c,则此反应的

3、热化学方程式为c (NO) c (CO)(2)N 2C5在一定条件下可发生分解反应：2N2c5(g)4NO(g) + Q(g),某温度下向恒容密闭容器中加入一定量N2Q,测得N2Q浓度随时间的变化如下表：t /min012345 1c(N2Q)/(mol L )1.000.710.500.350.250.17反应开始时体系压强为P0,第2 min时体系压强为 pb则p1 ：便=。25min内用NO表示的该反应的平均反应速率为 。一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量N2。进行该反应，能判断反应已达到化 学平衡状态的是 (填字母)。a. NO和O2的浓度比保持不变b.容器中压强不再变化c. 2v

4、 正(NQ)=v 逆(N2O5)d.气体的密度保持不变(3) K是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数，即将 K表达式中平衡浓度用 平衡分压代替。已知反应：NO(g) +CO(g) NO(g)+CO(g),该反应中正反应速率 s=k正 p(NQ) p(CO),逆反应速率v逆=卜逆p(NO) - p(CQ),其中k正、k逆为速率常数，则 K)为(用k正、k逆表示)。(4)如图是密闭反应器中按n(N2): n(H2)= 1 ： 3投料后，在 200 C、400 C、600 c下，合成NH反应达到平衡时，混合物中NH的物质的量分数随压强的变化曲线，已知该反应为放热反应。M点对应的M点对应的H2

5、的转化率是O芝宾号S运春退-LN(5)工业生产中产生的SO废气可用如图方法获得HSO。写出电解的阳极反应式:Mn网叫)H SO.Mn网叫)H SO.MnO22c八、解析：(1)若某反应的平衡常数表达式为K= cW 2/，则其化学方程式为 2NO(g)C (NO) , C (CO)+ 2CO(g)=N(g) +2CO(g),将题中3个已知热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律，由 X 2，可得： 2NO(g) + 2CO(g)=N(g) +2CO(g) A H= ( 393.5 kJ mol1) x 2-( + 180.5 kJ - mol J ( 221 kJ - mol 一) = - 746.

6、5 kJ - mol ： (2)根 据题表中数据及三段式法有：2N2O5(g)4NO(g) + Q(g)开始/(mol - L 1.0000转化/(mol - L b 0.501.00 0.25min 时/(mol ,) 0.501.000.25该反应在恒温恒容条件下发生，反应前后气体的压强之比等于物质的量之比，也等于物质的量浓度之比，所以 p1 ： pc=(0.50 + 1.00 +0.25) ： 1.00=7：4。 25 min 内，v(N2O5) (0 50 0 17) mol I 1=:=0.11 mol L min , v(NC2) = 2v(N2O5) =0.22 mol - L

7、min(5 2) mint。反应过程中NO和Q的浓度比始终保持不变，a项不能说明反应已经达到化学平衡状态；该反应在反应前后气体分子数不相等，反应过程中容器内压强为变量，容器内压强不再变化可以说明反应已经达到化学平衡状态，b项符合题意；v正(NQ)=2v逆(N2Q)时，正、逆反应速率相等，而 2v正(NQ)=v逆(N2Q)时，正、逆反应速率不相等， c项不能说明反应已 经达到化学平衡状态；反应物和生成物全为气体，气体总质量不变，而容器恒容，故反应p(NO) p(CO2p(NO) p(CO2)二/zca 二 cc、，v=k 正.P(NO2) p(CO), v 逆=卜逆 p(NO) - p(CQ),

8、平衡时正、逆反应速 P(NO2) p(CO)rr-f,p(NO) p(CO2) k正 w k正率相等，即 卜正p(NQ)-p(CO)=k逆p(NO) -p(CO2),则小八、=,故 。 p(NO2) p(CO) k逆k逆(4)合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NH的产率降低，NH的物质的量分数减小，曲线 a、b、c中，在相同条件下曲线 a对应NH的物质的量分数最高， 其反应温度最低，所以曲线a对应的温度为200 C。M点NH的物质的量分数为 60%设NH为0.6a mol ,则N、H共为0.4 a mol ,因为反应器中按 n(N?) : n(Hz)=1 ： 3投料，故 M

9、 点时Hb为0.3 a mol ,结合 N2(g) +3Hb(g)2NH(g)可知，转化的 H2的物质的量为 0.9 a0.9 a+0.3 amol,所以M点对应H2的转化率为cc0.9ao0.9 a+0.3 a极发生 MrT转化为MnO的反应，电极反应式为MrT+2H2。 2e =Mn2X + 4HI+O，.，.、一_ _一 1答案：(1)2NO(g) + 2CO(g)=N(g) + 2CO(g) A H= - 746.5 kJmol(2)7 : 40.22 mol L 1 min 1 bk正3) ._k逆(4)200 C75%(5)Mn2+ + 2Ho 2e =MnO； + 4H+3.对温

10、室气体二氧化碳的研究一直是科技界关注的重点。I .在催化剂存在下用 H2还原CO是解决温室效应的重要手段之一，相关反应如下：主反应：CQ(g) +4H2(g)=CH4(g) +2H2O(g) AH1 TOC o 1-5 h z 副反应：CO(g) + Hb(g)=CO(g) + H2O(g)A H2= + 41.2 kJmol一1-1已知H2和CH的燃烧热分别为一285.5 kJ mol 和一890.0 kJ - molH2O(l)=H 2O(g)A H= + 44 kJ mol 1- -1A H=kJ - mol 。(2)有利于提高 CH平衡产率的反应条件是 (至少 写两条)。工业上提高甲烷

11、反应选择性的关键因素是 。T C时，若在体积恒为2 L的密闭容器中同时发生上述反应，将物质的量之和为5mol的H2和CO以不同的投料比进行反应，结果如图1所示。若a、b表示反应物的转化率，n(CO2)则表示H2转化率的是 , c、d分别表示CH(g)n(CO2)时，甲烷产率最高。若该条件CO的产率趋于 0,则T C时的平衡常数 K=图 1 MS)n.溶于海水的CO95% HCO形式存在。在海洋中，通过如图 2钙化作用实现碳自净。海洋表面,1心6电源屯HCO:词碰U罐pHv6的海水海水质子交椅膜的海水飞跳pHv6的海水海水质子交椅膜(4)写出钙化作用的离子方程式： (5)如图3,电解完成后，a室

12、的pH(“变大” “变小”或“几乎不变”)；其 间b室发生反应的离子方程式为 。解析：I .(1)根据已知有 CO 2(g) +H2(g)=CO(g)+H2O(g) AH2= + 41.2 kJ mol 12H2(g) + Q(g)=2H2O(l)A Hb=-571.0 kJ mol 1CH(g) + 2Q(g)=CO(g) +2屋。)A H= 890.0 kJ mol 1_-1 H2O(l)=H2O(g)AH= + 44 kJ mol根据盖斯定律，由x 2 + X2可得 CO(g) + 4H(g)=CH4(g) + 2HO(g) AH =2AH3-A H4+2A Hs=-164.0 kJ m

13、ol 1。(2)反应CO(g) + 4H2(g)=CH4(g) +2H2O(g)是正方向为气体体积减小的放热反应，降低 温度和增大压强都有利于反应正向移动，提高CH平衡产率；工业上提高甲烷反应选择性的关键因素是催化剂。(3)随着；S比值的增大,氢气的转化率降低,则表示H2转化率的是b。随着需c为CH(g)的体积分比值的增大，氢气的量增多，一氧化碳的量减少，甲烷的量增加，故 数,由图可知版=4时，甲烷的产量最高。若该条件下CO勺产率趋于,髅=4,由 于H、CO的物质的量之和为 5 mol,则H2和CO分别为4 mol和1 mol,平衡转化率为 c为CH(g)的体积分CO(g) + 4Ha(g)=

14、CH4(g) + 2HaO(g) TOC o 1-5 h z 开始时浓度/ (mol - L 1) 0.5 200改变的浓度 / (mol L1)0.41.60.40.8平衡时浓度 / (mol L1)0.10.40.40.8K=0.4 X0.80.1 X 0.4K=0.4 X0.80.1 X 0.4100。n .(4)根据图中信息可知，钙化作用是碳酸氢钙转化为碳酸钙、二氧化碳和水，其反、一一 、 . 、 11 -2+.八应的离子万程式为 2HCO+ Ca =CaC。+ COT + HkQ(5)电解完成后，a室中水放电产生氧气，而氢离子进入b室，pH几乎不变；其间b室发生反应的离子方程式为 5

15、+ HCO=CO T + H2O。答案：I .(1) 164.0 (2)降低温度，增大压强催化剂(3)b4 100 n.(4)2HCO 3 + CaT=CaC创 + COT + H2O (5)几乎不变H+ + HCO=COT + H2O4.甲醇既是重要的化工原料，又是一种可再生能源，具有广泛地开发和应用前景。(1)已知反应 CO(g) + 2H(g)CHOH(g) AH= 99 kJ - mol 1中的相关化学键键能如下：化学键H HC- OCOH- OC- H日(kJ mol1)436343x465413(2)在一容积可变的密闭容器中，1 mol CO与2 mol H2发生反应：CO(g)

16、+2H2(g)CHOH(g) AH0, CO在不同温度下白平衡转化率2H2(g)T1b两点的反应速率:)T1b两点的反应速率:)v(b)。)T2,原因是(填 =(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总 压X物质白勺量分数)。(3)利用合成气(主要成分为CO CO和H2)合成甲醇，发生的主要反应如下：I: CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) A Hn : CO(g) + H2(g)CO(g) + HO(g)A I: CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) A Hn : CO(g) + H2(g)CO(g) + HO(g)A H2m： CO(g) +3H2(g)CHOH(g)+H2O

17、(g)A H则AH(填“” “”或 = )A 也 理由是 。解析：(1)根据反应 CO(g) + 2Ha(g)CHOH(g) AH= 99 kJ mol -及表中数据可知，反应断键吸收的能量为 (x+2X436) kJ,成键放出的能量为(3 X413+ 465+343) kJ = 2 047 kJ,反应放出 99 kJ 的热量，贝 U 2 047 (x +2X 436) = 99, x= 1 076。(2) a、b 两点 处在同一条等温线上，a点的压强小于b点的压强，由于增大压强，化学反应速率增大，则 反应速率v(a) v(b)。H 2的消耗速率在任何时候都是CHOH的生成速率的2倍，不能说明反应达到平衡状态，A项错误；CHOH的体积分数不再改变，说明正、逆反应速率相等，能说明反应达到平衡状态，B项正确；该装置的容积可变，混合气体的总质量不变，则混合气体的密度是一变量，当混合气体的密度不再改变时，能说明反应达到平衡状态，C项正确；C5口 CHOH的物质的量之和保持不变，不能说明反应达到平衡状态，D项错误。根据图中a点时CO的转化率是0.5,则有CO(g)+2H(g)CHOH(g)起始/mol120变化/m