（江苏专用）高考化学二轮复习 专题六 化学反应速率、化学平衡及化学反应与能量的综合应用能力展示-人教版高三全册化学试题

专题六化学反应速率、化学平衡及化学反应与能量的综合应用【能力展示】【高考回眸】1.(2010·江苏高考第17题)下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理:方法Ⅰ用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化成(NH4)2SO4方法Ⅱ用生物质热解气(主要成分为CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成单质硫方法Ⅲ用Na2SO3溶液吸收SO2，再经电解转化为H2SO4(1)方法Ⅰ中氨水吸收燃煤烟气中SO2的化学反应如下:2NH3+SO2+H2O(NH4)2SO3(NH4)2SO3+SO2+H2O2NH4HSO3能提高燃煤烟气中SO2去除率的措施有(填字母)。A.增大氨水浓度 B.升高反应温度C.使燃煤烟气与氨水充分接触 D.通入空气使HSO3-转化为SO42-采用方法Ⅰ脱硫，并不需要先除去燃煤烟气中大量的CO2，原因是(用离子方程式表示)。

(2)方法Ⅱ主要发生了下列反应:2CO(g)+SO2(g)S(g)+2CO2(g)ΔH=+8.0kJ·mol-12H2(g)+SO2(g)S(g)+2H2O(g) ΔH=+90.4kJ·mol-12CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566.0kJ·mol-12H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1S(g)与O2(g)反应生成SO2(g)的热化学方程式为

。

(3)方法Ⅲ中用惰性电极电解NaHSO3溶液的装置如右图所示。阳极区放出的气体的成分为(填化学式)。

【答案】(1)A、C(2)(3)、【解析】（1）增大氨水的浓度，可以增大单位体积的氨的量，可以吸收更多的氨气，A正确；充分接触可以提高吸收率，C正确；两个反应为非可逆反应，所以BD均错误。（2）方法I是用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化成(NH4)2SO4，若有CO2，则CO2与氨水反应生成NH4HCO3，SO2可以与NH4HCO3继续反应生成CO2，所以不必除去。（2）第三个方程式减掉第一个方程式即可得到目标反应。（3）阳极水中的OH-放电生成O2，促进水的电离平衡正向移动，不断生成H+，HSO3-通过阴离子交换膜移向阳极，与H+反应生成SO2。2.(2011·江苏高考)(1)(第16题节选)在一定条件下，SO2转化为SO3的反应为2SO2+O22SO3，该反应的平衡常数表达式为K=。

(2)(第18题节选)银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式为：。(3)(第20题节选)氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.2kJ·mol-1CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.4kJ·mol-12H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH=+169.8kJ·mol-1以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为。【答案】.(1)(2)Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O2K2Zn(OH)4+2Ag(3)CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)ΔH=+165.0kJ·mol-1【解析】（2）根据得失电子守恒，确定2molZn和1molAg2O2反应，2Zn+4KOH2K2Zn(OH)4,少4OH-；Ag2O22Ag，多2O+2H2O4OH-。（3）运用盖斯定律，第一个方程式乘2减去第二个方程式就可以得到目标反应。3.(2012·江苏高考)(1)(第16题节选)一定条件下，NO与NO2存在下列反应:NO(g)+NO2(g)N2O3(g)，其平衡常数表达式为K=。

(2)(第20题节选)铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。①真空碳热还原氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下:Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)3AlCl(g)+3CO(g)ΔH=akJ·mol-13AlCl(g)2Al(l)+AlCl3(g) ΔH=bkJ·mol-1反应Al2O3(s)+3C(s)2Al(l)+3CO(g)的ΔH=(用含a、b的代数式表示)kJ·mol-1。

②铝电池性能优越，AlAgO电池可用作水下动力电源，其原理如右图所示。该电池反应的化学方程式为。

【答案】(1)(2)①a+b②2Al+3AgO+2NaOH2NaAlO2+3Ag+H2O【解析】（2）根据盖斯定律，两个方程式直接相加就可以得到目标反应。（3）根据图示，可知，负极Al变成NaAlO2，正极AgO转化为Ag，根据元素守恒NaOH做反应物，同时生成H2O，根据得失电子守恒配平方程式即可。4.(2013江苏高考第20题节选)磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素,主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下:2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)6CaO(s)+P4(s)+10CO(g)ΔH1=+3359.26kJ·mol-1CaO(s)+SiO2(s)CaSiO3(s)ΔH2=-89.61kJ·mol-12Ca3(PO4)2(s)+6SiO2(s)+10C(s)6CaSiO3(s)+P4(s)+10CO(g)ΔH3则ΔH3=kJ·mol-1。

【答案】2821.6【解析】根据盖斯定律，第一个方程式+第二个方程式×6即可得到目标反应。5.(2014江苏高考)（1）（第20题节选)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。①将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图甲所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应:S2--2e-S(n-1)S+S2-写出电解时阴极的电极反应式:。

②H2S在高温下分解生成硫蒸气和H2。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图丙所示,H2S在高温下分解反应的化学方程式为。

（2）（第21题B改编）称取一定量已除去油污的废铁屑,加入稍过量的稀硫酸,加入稍过量的稀硫酸,加热、搅拌,反应一段时间后过滤。反应加热的目的是。

加入过量稀硫酸的目的是、。【答案】(1)2H2O+2e-H2↑+2OH-（或2H++2e-=H2↑）(2)2H2S2H2+S2（3）加快铁与稀硫酸反应速率使铁粉充分反应抑制Fe2+的水解。【解析】(1)阴极是阳离子放电,钠离子和氢离子竞争,最终是氢离子放电生成氢气;(2)根据图示可知,分解达到平衡过程中,一种产物的体积分数由5%变化到20%,变化量为15%,另一种产物由10%转化为40%,变化量为30%,故一种产物的物质的量是另一种产物的2倍,再结合原子守恒,可知另一种产物为S2。（3）铁屑与稀硫酸反应中，加入稍过量的稀硫酸，一方面是保证铁屑充分反应，另一方面过量的稀硫酸可以抑制硫酸亚铁的水解。[考题分析]年份知识点分值2010热化学方程式书写2平衡原理应用4电解池产物判断22011热化学方程式书写2平衡常数表达式书写2原电池方程式书写22012反应热计算2平衡常数表达式书写2原电池方程式书写22013反应热计算22014电解池电极反应式书写2平衡计算2[备考策略]近几年高考这部分内容的热门考点有：1.原电池、电解池电极反应式或者化学方程式的书写；2.热化学方程式书写或者反应热的计算；3．平衡原理的应用；4．平衡常数表达式的书写我们在复习中还需要关注的考点有：1.化学反应速率的计算以及影响因素分析；2.化学平衡状态的特征3.浓度、温度、压强等对化学平衡的影响；4.平衡常数的计算及其运用；5.平衡图像的分析【高考前沿】1.（2014常州一模）研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的测量及处理具有重要意义。(1)I2O5可使H2S、CO、HCl等氧化,常用于定量测定CO的含量。已知:2I2(s)+5O2(g)2I2O5(s)ΔH=-75.56kJ·mol-12CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH=-566.0kJ·mol-1写出CO(g)与I2O5(s)反应生成I2(s)和CO2(g)的热化学方程式:。

(2)降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器,发生如下反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH<0①该反应的化学平衡常数表达式为K=。

②一定条件下,将体积比为1∶2的NO、CO气体置于恒容密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是(填字母)。

a.体系压强保持不变b.混合气体颜色保持不变c.N2和CO2的体积比保持不变d.每生成1molN2的同时生成2molNO③若在一定温度下,将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中,反应过程中各物质的浓度变化如下图所示。若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol,平衡将(填“向左”、“向右”或“不”)移动。20min时,若改变反应条件,导致N2浓度发生如右图所示的变化,则改变的条件可能是(填字母)。

a.加入催化剂b.降低温度c.增加CO2的量(3)电化学降解NO3-的原理如下图所示。电源正极为(填“A”或“B”)极,阴极反应式为。

【答案】 (1)5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)ΔH=-1377.22kJ·mol-1(2)①c(N2)c(CO2)2/[c(CO)2c(NO)2]②ad③不(3)①A2NO3-+12H++10e-N2↑+6H2O【解析】(1)将第二个热化学方程式×5减去第一个热化学方程式后再除以2,即得到目标热化学方程式为5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)ΔH=-1377.22kJ·mol-1。(2)②由于反应前后气体体积不相等,故压强不变时反应达平衡状态,a能说明；混合体系中的四种气体都是无色,故颜色不变不能作为判断达到平衡状态的标志,b不能说明；若平衡是从反应物端建立,无论是否达到平衡,体系中的N2和CO2体积比恒为1∶2,c不能说明；根据化学方程式可知,每生成1molN2的同时消耗2molNO,反应达平衡状态,d能说明。③由表中数据可知该反应的平衡常数K==0.035,当再充入CO、N2各0.6mol时Qc===K,故平衡不移动；由图示可看出,改变条件后N2浓度增大,而加入催化剂只能加快反应速率而不能使平衡移动,N2浓度不变；该反应的正反应为放热反应,故降低温度可使平衡正向移动,N2增大；增加CO2的量,使平衡逆向移动,N2浓度减小,故改变的条件只能是降低温度。(3)根据右侧电池中NO3-→N2可知,该过程中N元素化合价降低,得电子,是电解池的阴极,电极反应式为2NO3-+12H++10e-N2+6H2O;B电极为电源的负极,A电极为电源的正极。2.（2014苏锡常二模节选）研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。(1)CO可用于炼铁,已知:Fe2O3(s)+3C(s)2Fe(s)+3CO(g)ΔH1=+489.0kJ·mol-1,C(s)+CO2(g)2CO(g)ΔH2=+172.5kJ·mol-1则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为。

(2)分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池(以KOH溶液为电解液)。写出该电池的负极反应式:。(3)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种温度下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。 测得CH3OH的物质的量随时间的变化见图1。①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ(填“>”、“=”或“<”)KⅡ。

②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。容器甲乙反应物投入量1molCO2、3molH2amolCO2、bmolH2、cmolCH3OH(g)、cmolH2O(g)若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围为。

(4)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时,在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,CH4产量随光照时间的变化见图2。在015h内,CH4的平均生成速率Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为(填序号)。

图2图3(5)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见图3。乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是。【答案】(1)Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=-28.5kJ·mol-1(2)CO+4OH--2e-CO32-+2H2O(3)①>②0.4<c≤1(4)Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ(5)300~400℃【解析】(1)根据盖斯定律,反应Ⅰ-反应Ⅱ×3,ΔH=ΔH1-3ΔH2=-28.5kJ·mol-1。(2)负极发生氧化反应,碱性条件下,CO的氧化产物以CO32-形式呈现。(3)①从曲线可知Ⅱ的温度高,升高温度,平衡逆向移动,结合化学平衡常数的表达式可知KⅠ>KⅡ;②三段式计算:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)起始/mol: 1 3 0 0转化/mol: x 3x x x平衡/mol:1-x3-3x x x1-x+3-3x+x+x=4×0.8,则x=0.4，即甲容器中平衡后，甲醇的物质的量为0.4mol，要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等，起始时维持化学反应向逆反应方向进行，所以c的最大值是1，且>0.4,则c的取值范围为0.4<c≤1。(4)相同时间内产量越高,则速率越快。(5)300~400℃时，乙酸的生成速率逐渐增大3.(2014镇江一模节选)污染与环境保护已经成为现在我国最热门的一个课题,污染分为空气污染、水污染、土壤污染等。(1)为了减少空气中SO2的排放,常采取的措施有:①将煤转化为清洁气体燃料。已知:H2(g)+O2(g)H2O(g)ΔH1=-241.8kJ·mol-1C(s)+O2(g)CO(g) ΔH2=-110.5kJ·mol-1写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式:。

该反应的平衡常数表达式为K=。

②洗涤含SO2的烟气,以下物质可作洗涤剂的是(填字母)。

a.Ca(OH)2b.CaCl2c.Na2CO3d.NaHSO(2)为了减少空气中的CO2,目前捕碳技术在降低温室气体排放中具有重要的作用,捕碳剂常用(NH4)2CO3,反应为：(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq)ΔH3。为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,其关系如右图,则:①ΔH3(填“>”、“=”或“<”)0。

②在T4-T5这个温度区间,容器内CO2气体浓度变化趋势的原因是。(3)（2014泰州一模节选）H2S是一种无色、有毒且有恶臭味的气体。煤的低温焦化,含硫石油开采、提炼,橡胶、制革、染料、制糖等工业中都有H2S产生。有研究组设计了一种硫化氢-空气燃料电池,总反应为2H2S+O22S↓+2H2O,简易结构如右图所示。①硫化氢应通入到电极(填“a”或“b”)。

②b极发生的电极反应为

。【答案】3．(1)①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJ·mol-1K=c(CO)c(H2)/c(H2O)②ac(2)①<②T4-T5反应达平衡,正反应为放热反应,随着温度的升高,平衡逆向移动,CO2的吸收效率降低(或NH4HCO3部分分解)(3)①b②H2S+O2-—2e-S↓+H2O【解析】(1)①将第二个热化学方程式减去第一个热化学方程式即可得到目标热化学方程式:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJ·mol-1;②SO2溶于水后得到的亚硫酸(H2SO3)是一种中强酸,酸性强于碳酸,故可以用碱Ca(OH)2和盐Na2CO3来洗涤烟气。(2)由图像可看出,在温度小于T3时,反应未达到平衡,CO2浓度在持续减小,当温度高于T3后,随着温度的升高,CO2的浓度增大,说明升高温度后捕碳反应向逆反应方向移动,故该反应的正反应为放热反应。(3)根据图中电子的流向(电子从b电极流出)可知,电极b上失电子,结合反应的化学方程式可知,H2S在反应中失电子,故硫化氢应通入到电极b上;由于导电的离子是O2-,故在b电极上H2S失电子生成单质硫的同时结合O2-生成水,电极反应式为H2S-2e-+O2-S↓+H2O。4．（2014苏北四市期末调研测试节选）氢气是清洁的能源，也是重要的化工原料。（1）以H2为原料制取氨气进而合成CO(NH2)2的反应如下：N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g)△H＝―92.40kJ·mol－2NH3(g)＋CO2(g)＝NH2CO2NH4(s)△H＝―159.47kJ·mol－NH2CO2NH4(s)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(l)△H＝＋72.49kJ·mol－则N2(g)、H2(g)与CO2(g)反应生成CO(NH2)2(s)和H2O(l)的热化学方程式为。（2）已知H2S高温热分解制H2的反应为：H2S(g)H2(g)＋1/2S2(g)在恒容密闭容器中，控制不同温度进行H2S的分解实验：以H2S的起始浓度均为cmol·L－1测定H2S的转化率，结果如右下图所示。图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线，b曲