2020高考化学押题及答案 (八)

押课标卷理综第28题化学反应原理

高考频度：★★★★★难易程度：★★★★☆

考情分析与预测

一、考题分析

化学反应原理主要考查热化学、电化学、化学反应速率和化学平衡、电解质溶液等主干理论知识，主

要命题点有盖斯定律的应用，反应速率和化学平衡的分析，化学平衡常数的表达式书写与计算，反应条件

的分析选择、生产生活中的实际应用等，试题常以填空、读图、作图、计算等形式呈现。

二、近四年考点分布分析

试题载体类型考点分布

全

题气相反速率因平衡标五大平

国年份号神(溶应转化率图像分电化学原理

反应素及计志及移衡常数

卷液)体系热计算析及应用

体系算动原理的计算

201928qq

201828NqKp表

I

201728qK

201627NNNKsp

201927qqNNqKpq

201827q77qKq

II

201727Nqq7Kq

201627qqqq

201928qqKNq

201828qqq

III

201728NNNqKN

2016277NN表达式N

齐真题再现

_______>

[2019新课标n卷】环戊二烯(C)是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答

下列问题：

1

(1)已知：0(g)O(g)+H2(g)A//i=100.3kJ-mol①

H2(g)+I2(g)^^2HI(g)AH2=T1.0kJmolt②

1

对于反应：\力(g)+b(g)”(g)+2HI(g)③AH3=kJ-moPo

(2)某温度下，等物质的量的碘和环戊烯(G)在刚性容器内发生反应③，起始总压为105pa,平衡

时总压增加了20%,环戊烯的转化率为,该反应的平衡常数&二Pao达到平衡

后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有(填标号)。

A.通入惰性气体B.提高温度

C.增加环戊烯浓度D.增加碘浓度

(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反

应时间的关系如图所示，下列说法正确的是(填标号)。

(

一1.6

』

1.4

1・

=1.2

、

超1.0

段0.8

线0.6

”0.4

把0.2

氐

2

反应时间/h

A.TI>T2

B.a点的反应速率小于c点的反应速率

C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率

D.b点时二聚体的浓度为0.45moLLT

(4)环戊二烯可用于制备二茂铁(Fe(C5H5)2,结构简式为Fe),后者广泛应用于航天、化工等领

域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有澳化钠(电解质)和环戊二烯

的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。

yH2

该电解池的阳极为，总反应为o电解制备需要在无水条件下进

行，原因为o

w忒、典例引领,

近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转

化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：

(1)Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)o下图为刚性容器中，进料浓度比

c(HCl):c(O2)分别等于1：1、4：1、7：1时HC1平衡转化率随温度变化的关系：

g

92

%84

/

海

卫76

海

图68

舁

0

H6O

52

44

可知反应平衡常数K(300℃)K(400℃)(填“大于”或“小于”)。设HC1初始浓度

为如根据进料浓度比c(HCl)：c(O2)=l：1的数据计算K(400。。)=(列出计算式)。

按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl):c(O2)

过低、过高的不利影响分别是=

(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：

1

1

CuCl2(s)=CuCl(s)+5Cl2(g)AHi=83kJmol

11-1,

CuCl(s)+_O2(g)=CuO(s)+_Cl2(g)AH2=-20kJ-mol

1

CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)AH3=-121kJmol

则4HCl(g)+O2(g)=2Ch(g)+2H2O(g)的NH=kJmolL

(3)在一定温度的条件下，进一步提高HC1的转化率的方法是o(写出2种)

(4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺

方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：

电源

负极区发生的反应有____________________（写反应方程式）。电路中转移1mol电子，需消耗氧

气L（标准状况）。

&泠技嗡

一、求反应热的几种方法

反应过程

放热反应AH<0

⑴从宏观角度分析

AH=Hi（生成物的总能量）一“2（反应物的总能量）

（2）从微观角度分析

AH=Ei（反应物的键能总和）一反（生成物的键能总和）

（3）从活化能角度分析

△H=Ei（正反应活化能）一反（逆反应活化能）

（4）根据盖斯定律计算

①计算步骤

附口对比分析目标方程式和已知方程式，调整已知方程

也「i、式的化学计量数与目标方程式的化学计量数一致

U二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二

的二根据目标方程式中的反应物和生成物加减调整方

血口、程式

殳

计―按照叠加步骤中的调整方法，反应热也随之做相

算

7应变化

②计算方法

:为了将热化学方程式相加减得到目标热化学方程式,

;可将热化学方程式颠倒过来，反应热的数值不变，但

代号相反

\......................................................................................................」

「%亍蒋就花季音逗聂相加滤落蓟百标我布摹万福耳】

二可把热化学方程式和反应热同时乘以某个化学计量数

________________________

;王亩而说不加市械后亍国襄花蔡欣孽加痛泰相而液

二即可得到目标热化学方程___式一__，_反___应___一热也一相加.减.一

二'化学平衡移动思维导图

速率不变（如容积不变时

平

充人不参与反应的气体）衡

改

T使用催化前不

变

移

条

改变程度相同动

件。（正）=»（逆）

速气体体积不变的

率反应改变压强

改

变

T浓度变化,平。（正）＞»（逆）

衡平衡正向移动

改变程度不同

­|压强变化卜移

r（正）X叭逆）动

。（正）＜»（逆）I

T温度变化卜平衡施南移动|

反应物、生成物的状态

正确分析反应特点气体体积变化（增大、减小、不变）

反应吸热还是放热|

恒温恒容

恒温恒压

温度变化

正向移动

逆向移动

不移动

物质的量、物质的量浓度、

质量分数、转化率、密度、

平均相对分子质量等

三、化学平衡的计算解题思维路径

1.化学平衡常数表达式的书写方法

cP(C)平衡七勺(。)平衡

对反应MA(g)+〃B(g)=^C(g)+qD(g),K=-------------------------

严(人)平衡,c"(B)平衡

⑴由于固体或纯液体的浓度是一常数，如果反应中有固体或纯液体参加或生成，则表达式中不能出现固

体或纯液体;稀溶液中进行的反应，如有水参加反应，由于水的浓度是常数而不必出现在表达式中;非水溶液中

进行的反应，若有水参加或生成，则应出现在表达式中。例如:

CH3coOH(1)+HOCH2cH3(1)-CH3coOCH2cH3(1)+H2O(1)的平衡常数表达式为

c(CH3coOCH2cH3)，C(H2。)

K=------------------------------------

C(CHRC00H)C(CHRCH?0H)

⑵表达式与化学计量数一一对应，化学方程式中化学计量数不同，表达式就不同;可逆反应中，正反应的表

达式与逆反应的表达式互为倒数。例如：

2

C(NH3)

①N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)Ki=---------------

3

C(/V2)-C(H2)

②2NH3(g)-N2(g)+3H2(g)K2=---------------

C(N43)

13-------------------

@-N2(g)+-H2(g)^NH3(g)&=13

2222

c(%)•"(%)

1「

同一温度下,Ki、施、&的数值都固定但相互之间不相等，显然长1=记,抬=匹。

A2

2.转化率计算公式

反应物转化的物质的量(或质量、浓度)

转化率=---------------------------------------X100%。

反应物起始的物质的量(或质量、浓度)

3.“三段式”模式进行化学平衡计算

根据反应进行(或平衡移动)的方向，设某反应物消耗的量，然后列式求解。

例：加A(g)+wB(g)pC(g)+4D(g)

起始量:〃b00

变化量:mnxpxqx

平衡量:b-nxpxqx

注意:①变化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例。

②这里人6可指:物质的量、物质的量浓度、气体体积等。

③弄清起始量、平衡量、平衡转化率三者之间的互换关系。

④在利用平衡常数时，要注意反应物或生成物的状态。

知识点4化学平衡图像题的解题技巧

1.紧扣特征。弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热，体积增大、减小还是不变，有无固体、纯液体物质

参与反应等。

2.先拐先平。在含量(转化率)一时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡,说明该曲线反应速率快,表示温

度较高、有催化剂、压强较大等。

3.定一议二。当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。

4.三步分析法。一看反应速率是增大还是减小;二看v(正)、v(逆)的相对大小;三看化学平衡移动的方向。

产战演铲jg

L中科院大连化学物理研究所设计了一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂，成功实现了C02

直接加氢制取高辛烷值汽油，该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。

(1)已知：2H2(g)+C)2(g)=2H2O(l)AH=-571.6kJmol-1

25,

1

C8H18(1)+—O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)AH=-5518kJ-mol

2

则8CO2(g)+25H2(g)=C8Hi8(l)+16H2O(1)AH=—kJ-mol^

(2)氨硼烷(NH3BH3)是储氢量最高的材料之一，氨硼烷还可作燃料电池，其工作原理如图1所示。氨

硼烷电池工作时正极的电极反应式为

图1图2

(3)常见含硼的化合物有NaBH4、NaBO2,已知NaBFU溶于水生成NaBC)2、H2,写出其化学方程式,

3为NaBH4反应的半衰期(反应一半所需要的时间，单位为min)。lgti/2随pH和温度的变化如图2所示，

2

则TiT2(填“>"或

(4)燃油汽车尾气含有大量的NO,在活化后的V2O5催化作用下，氨气将NO还原成N2的一种反应历

程如图3所示。

OOO

UU—

o

V-3V-

A-V-

+No］（反应2）

（反反4）+0,

根据图写出总反应的化学方程式。

2.CO、NO、NO2、SO2都是大气污染物，减少这些氧化物排放对于环境保护具有重要的意义。

已知下列热化学方程式

1

C(s)+O2(g)=CO2(g)AHi=-393.5kJmol

N2(g)+2O2(g)=2NOz(g)AH2=+68kJ-mor'

1

2C(s)+O2(g)=2CO(g)Aft=-22l.OkJ-mol

1

(1)2NO2(g)+4CO(g)=4CO2(g)+N2(g)A//=_kJ-mol-。

①某温度下，在2L密闭容器中充入0.4molCO和0.6molNC)2,此时容器的压强为2.0xl05Pa,5s时，容

器的压强变为原来的0.95倍，则从反应开始到5秒末NO2的平均反应速率v(NO2)=_mol/(L-s)o

②下列能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是一

A.适当升高温度

B.减小容器体积使体系压强增大

C.及时分离出CO2

D.向密闭容器中再充入0.4molNO2

(2)某温度下，下列反应的平衡常数如下：

16

a.2NO2(g)#N2(g)+2O2(g)7ifi=7.0xl0

30

b.2NO(g)^N2(g)+O2(g)7C2=2.1xlO

反应2NO(g)+O2(g)u2NO2(g)的平衡常数&=_。

(3)在催化剂作用下用CO还原N02进行尾气处理。

①相同条件下，选用A、B、C三种催化剂进行反应，生成N2的物质的量与时间变化如图a。活化能最

小的是_(用E(A)、E(B)、E(c)表示三种催化剂下该反应活化能)。

n(N2)

②在催化剂B作用下，测得相同时间内，处理NCh的量与温度的关系如图b。图中曲线先增大后减小,

请说明后减小的原因—(假设该温度范围内催化效率相同)。

(4)煤燃烧产生的SO?用NaOH溶液吸收，将所得的Na2s。3溶液进行电解，可以制备H2so4,其原

理如图c所示(电极材料为石墨)。a电极反应式为。1)为_(阴、阳)极，d离子交换膜为_(阴、阳)离子交换

膜。

T电源I—

叫如*锻气体

-in____

..•■.■一.一■I

*...|

—一■■I

―量---------------------------|

ItNaOil

«««金泄

3.消除氮氧化物和硫氧化物有多种方法。

(1)用活性炭还原法：某研究小组向某密闭容器中加入足量的活性炭和NO,发生反应：C(s)+2NO(g)

^N2(g)+CO2(g)AH=QkJ-mol在TJC下，反应进行到不同时间测得各物质的浓度部分数据如下：

时间(min)

01020304050

浓度mol/L

NO1.000.400.200.300.30

N200.400.600.60

CO200.600.60

①0〜10min内，N2的平均反应速率D(N2)=,T/C时，该反应的平衡常数K=。

②30min后，若只改变一个条件，反应重新达到平衡时各物质的浓度如上表所示，则改变的条件可能

是(填字母)

a,加入一定量的活性炭b.改变反应体系的温度c.缩小容器的体积d.通入一定量的NO

③若30min后升高温度至T2℃,重新达到平衡时，容器中NO、N2>CO2的浓度之比为7：3：3,则

该反应的0(填“>”、"="、或)

(2)NH3催化还原法：原理如图所示

①若烟气中C(NO2)：C(NO)=1：1,发生如图甲所示的脱氮反应时，反应过程中转移L5mol电子时放

出的热量为113.8kJ,则发生该脱氮反应的热化学方程式为o

②图乙是在一定时间内，使用不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氮率，由图可知工业使用的

最佳催化剂和相应温度分别为—；使用Mn作催化剂时，脱氮率b〜a段呈现如图变化的可能原因是一。

⑶直接电解吸收也是脱硝的一种方法。用6%的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸，再将吸收液导入电解

槽电解，使之转化为硝酸。电解装置如图所示。

①图中b应连接电源的

②将石墨电极设置成颗粒状的目是.

③阳极的电极反应式为

4.工业上，常采用氧化还原方法处理尾气中的CO、NOo

方法1：氧化法。沥青混凝土可作为反应：2CO(g)+O2(g)=^2CO2(g)的催化剂。图甲表示在相同

的恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时间段下，使用同质量的不同沥青混凝土(a型、P型)催化时，

co的转化率与温度的关系。

(1)在a、b、c、d四点中，未达到平衡状态的是o

(2)已知c点时容器中02浓度为O.CMmol,L-1,则50℃时，在a型沥青混凝土中CO转化反应的平衡常数

K=(用含x的代数式表示)。

⑶下列关于图甲的说法正确的是。

A.CO转化反应的平衡常数K(a)<K(c)

B.在均未达到平衡状态时，同温下P型沥青混凝土中CO转化速率比a型要大

C.b点时CO与。2分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高

D.e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性

方法2：还原法。某含钻催化剂可以催化消除柴油车尾气中的碳烟(C)和NOXo不同温度下，将模拟尾

气(成分如表所示)以相同的流速通过该催化剂，测得所有产物(CCh、N2、N2O)与NO的相关数据结果如图乙

所示。

气体(10mol)

模拟尾气碳烟

He

NOo2

物质的量(mol)0.0250.59.475n

(4)375℃时，测得排出的气体中含0.45moK)2和0.052molC02,则丫的化学式为

s6烬

树

5

W

o.

150群

0.。

4

£

140

130

A

s

3

120福

116

X

110

8

2共

o.

s

廿0

及3

1唧

r

汨O

N

造O

1

K

图乙

因是

的原

NO?

采用

而不

拟NO

NO模

米用

程中

验过

⑸实

X