高考化學三輪專題復習 考前體系通關(guān)練 題型17 化學反應原理綜合應用題

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1、高考化學三輪專題復習 考前體系通關(guān)練 題型17 化學反應原理綜合應用題 1．(xx·廣州二模)多晶硅是太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的重要原材料。 (1)由石英砂可制取粗硅，其相關(guān)反應的熱化學方程式如下： SiO2(s)＋C(s)===SiO(g)＋CO(g)　ΔH＝a kJ·mol－1 2SiO(g)===Si(s)＋SiO2(s)　ΔH＝b kJ·mol－1 ①反應SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g)的ΔH＝________ kJ·mol－1(用含a、b的代數(shù)式表示)。 ②SiO是反應過程中的中間產(chǎn)物。隔絕空氣時，SiO與NaOH溶液反應(產(chǎn)物之一是硅酸鈉)的化學方程式

2、為_____________________________________。 (2)粗硅提純常見方法之一是先將粗硅與HCl制得SiHCl3，經(jīng)提純后再用H2還原： SiHCl3(g)＋H2(g)Si(s)＋3HCl(g)。 不同溫度及不同時，反應物X的平衡轉(zhuǎn)化率關(guān)系如圖所示。 ①X是________(填“H2”或“SiHCl3”)。 ②上述反應的平衡常數(shù)K(1 150 ℃)________K(950 ℃)(填“>”、“<”或“＝”)。 (3)SiH4(硅烷)法生產(chǎn)高純多晶硅是非常優(yōu)異的方法。 ①用粗硅作原料，熔融鹽電解法制取硅烷原理如圖所示，電解時陽極的電極反應式為__

3、_____________________________________________________。 ②硅基太陽電池需用N、Si兩種元素組成的化合物Y作鈍化材料，它可由SiH4與NH3混合氣體進行氣相沉積得到，已知Y中Si的質(zhì)量分數(shù)為60%，Y的化學式為________。 解析　(1)①反應SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g)可由第一個反應×2＋第二個反應得到，則ΔH＝(2a＋b)kJ·mol－1。②根據(jù)產(chǎn)物有硅酸鈉及質(zhì)量守恒得到反應的化學方程式為SiO＋2NaOH===Na2SiO3＋H2↑。(2)①根據(jù)圖像，在溫度不變的情況下，增大，X的平衡轉(zhuǎn)化率增大，則X

4、是SiHCl3。 ②當一定時，升高溫度，SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率增大，則表明化學平衡常數(shù)K(1 150 ℃)>K(950 ℃)。(3)①電解時陽極發(fā)生氧化反應，粗硅失去電子，結(jié)合H－生成SiH4氣體，則電極反應式為Si＋4H－－4e－===SiH4↑。②Si、N元素組成的化合物中Si的質(zhì)量分數(shù)為60%，則＝＝，即化學式為Si3N4。 答案　(1)①2a＋b　②SiO＋2NaOH===Na2SiO3＋H2↑ (2)①SiHCl3?、? (3)①Si＋4H＋－4e－===SiH4↑?、赟i3N4 2．二甲醚(CH3OCH3)被稱為21世紀的新型燃料，在未來可能替代汽車燃油、石油液化氣、城

5、市煤氣等，市場前景極為廣闊。它清潔、高效，具有優(yōu)良的環(huán)保性能。 工業(yè)上制二甲醚是在一定溫度(230～280 ℃)、壓強(2.0～10.0 MPa)和催化劑作用下進行的，反應器中發(fā)生了下列反應。 CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH1＝－90.7 kJ·mol－1?、? 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH2＝－23.5 kJ·mol－1?、? CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH3＝－41.2 kJ·mol－1?、? (1)反應器中的總反應可表示為3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)，則該反應的ΔH＝_____

6、_____，平衡常數(shù)表達式為____________________，在恒溫、可變?nèi)莘e的密閉容器中進行上述反應，增大壓強，二甲醚的產(chǎn)率會________(填升高、降低或不變)。 (2)二氧化碳是一種重要的溫室氣體，減少二氧化碳的排放是解決溫室效應的有效途徑。目前，由二氧化碳合成二甲醚的研究工作已取得了重大進展，其化學反應方程式為2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH＞0。 該反應在恒溫、體積恒定的密閉容器中進行，下列不能作為該反應已達到化學平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)的是________。 A．容器內(nèi)混合氣體的密度不變 B．容器內(nèi)混合氣體的壓強保持不變 C．容器

7、內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變 D．單位時間內(nèi)消耗2 mol CO2的同時消耗1 mol二甲醚 (3)二甲醚氣體的燃燒熱為1 455 kJ·mol－1，工業(yè)上用合成氣(CO、H2)直接或間接合成二甲醚。下列有關(guān)敘述正確的是________。 A．二甲醚分子中含共價鍵 B．二甲醚作為汽車燃料不會產(chǎn)生污染物 C．二甲醚與乙醇互為同系物 D．表示二甲醚燃燒熱的熱化學方程式為CH3OCH3(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－1 455 kJ·mol－1 (4)綠色電源“直接二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖如圖所示：正極為________(填“A電極”或“B

8、電極”)，寫出A電極的電極反應式：_______________________________________________________________。 解析　(1)根據(jù)蓋斯定律，ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－246.1 kJ·mol－1，增大壓強，平衡向正反應方向移動， 二甲醚的產(chǎn)率升高。(2)該反應特點是，所有反應物和產(chǎn)物都是氣態(tài)，正反應是氣體分子數(shù)減小的反應，正反應吸熱。恒容條件下，密度始終不變，A選項錯誤；正反應是氣體分子數(shù)減小的反應，壓強不改變時表明反應達到平衡狀態(tài)，B選項正確；氣體摩爾質(zhì)量等于質(zhì)量與物質(zhì)的量之比，當物質(zhì)的量不變時，氣體平均摩爾質(zhì)量也不變，反應達到

9、平衡狀態(tài)，C選項正確；由反應式的化學計量數(shù)知，單位時間內(nèi)消耗2 mol CO2，必生成1 mol CH3OCH3，即二甲醚的消耗速率等于其生成速率，反應達到平衡狀態(tài)，D選項正確。(3)CH3OCH3分子中只存在碳氫鍵、碳氧鍵，它們都是共價鍵，A選項正確；二甲醚含碳、氫、氧元素，燃燒時仍然會產(chǎn)生CO、CO2等大氣污染物，B選項錯誤；CH3OCH3與CH3CH2OH分子式相同，結(jié)構(gòu)不同，互為同分異構(gòu)體，C選項錯誤；燃燒熱強調(diào)生成的水為液態(tài)，正確的熱化學方程式為CH3OCH3(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　 ΔH＝－1 455 kJ·mol－1，D選項錯誤。(4)從電池裝

10、置圖看，A電極通入二甲醚和水，B電極通入氧氣，該燃料電池中，二甲醚是還原劑，發(fā)生氧化反應，A極為負極；氧氣發(fā)生還原反應，B電極為正極。負極反應式為CH3OCH3－12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋。 答案　(1)－246.1 kJ·mol－1　K＝　升高　(2)A　(3)A　(4)B電極　CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋ 3．(xx·韶關(guān)模擬)xx年春季，全國各地持續(xù)出現(xiàn)嚴重的霧霾天氣，給人們的生產(chǎn)、生活造成了嚴重的影響。汽車尾氣中含有CO、氮氧化物、煙塵等污染物，是導致霧霾天氣的原因之一。請回答下列有關(guān)問題。 (1)下列說法正確的是________。

11、 A．NO、CO、CO2均為酸性氧化物 B．CO2的大量排放會導致溫室效應，所以應盡量選用公共交通，提倡低碳出行 C．汽車尾氣中的氮氧化物主要是空氣中的氮氣與氧氣在高溫條件下生成的 (2)為減輕污染，北京為汽車加裝了“三效催化凈化器”，可將尾氣中的CO、NO轉(zhuǎn)化為參與大氣循環(huán)的無毒混合氣體，反應如下：2NO＋2CON2＋2CO2，則該反應的化學平衡常數(shù)表達式K＝________。 (3)已知下列熱化學方程式： N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180.5 kJ·mol－1① 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ·mol－1② C(s)

12、＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1③ 則汽車尾氣轉(zhuǎn)化反應2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝________。 (4)當固體催化劑質(zhì)量一定時，增大其表面積可加快化學反應速率。如圖表示在其他條件不變時，反應2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)中NO的濃度[c(NO)]隨溫度(T)、催化劑表面積(S)和時間(t)的變化曲線。 ①圖中T1________T2(填“>”或“<”)。 ②若催化劑的表面積S1>S2，在圖中畫出c(NO)在T1、S2條件下達到平衡過程中的變化曲線。 (5)低溫脫硝技術(shù)可用于處理各種廢氣中的氮

13、氧化物，發(fā)生的化學反應為2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)2N2(g)＋3H2O(g)　ΔH<0。在恒容的密閉容器中，下列有關(guān)說法正確的是________。 A．反應中每轉(zhuǎn)移3 mol電子，生成標準狀況下N2的體積為22.4 L B．平衡時，若其他條件不變，增大NH3的濃度，廢氣中氮氧化物的轉(zhuǎn)化率減小 C．因為反應物比生成物的物質(zhì)的量少，所以反應物比生成物的能量低 D．其他條件不變時，使用高效催化劑，廢氣中氮氧化物的轉(zhuǎn)化率增大 解析　(1)NO和CO不是酸性氧化物。(2)該反應的反應物和生成物都是氣體，根據(jù)平衡常數(shù)的概念可直接寫出其表達式。(3)根據(jù)蓋斯定律，由③×2－①－②可

14、得2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1×2－180.5 kJ·mol－1－(－221.0 kJ·mol－1)＝－746.5 kJ·mol－1。(4)催化劑表面積相同時，溫度高的反應先達到平衡，則T2>T1；若催化劑的表面積S1>S2，則在T1、S2條件下，反應比在T1、S1條件下后達到平衡，催化劑不能改變平衡狀態(tài)，故最終c(NO)與在T1、S1條件下相同。(5)反應中每轉(zhuǎn)移3 mol電子時，生成1 mol N2，A對；增大一種反應物的濃度時，另一種反應物的轉(zhuǎn)化率增大，B錯；該反應為放熱反應，生成物的能量低于反應物的，C錯；催化劑不影響平

15、衡移動，D錯。 答案　(1)BC　(2) (3)－746.5 kJ·mol－1　(4)①

16、_________ ________________________________________________________________。 電解質(zhì)溶液為KOH溶液的氫氧燃料電池，其負極的電極反應式為________________________________________________________________。 (2)如圖表示373 K時，反應A(g)2B(g)在前110 s內(nèi)的反應進程。 ①此反應的平衡常數(shù)表達式K＝________。 ②373 K時反應進行到70 s時，改變的條件可能是________，反應進行到90 s時，改變的條件可能是____

17、____。 A．加入催化劑 B．擴大容器體積 C．升高溫度 D．增大A的濃度 ③請在圖中畫出反應物A在0～70 s時的濃度變化曲線。 解析　本題綜合考查化學反應原理內(nèi)容，考查了蓋斯定律的應用、化學平衡的移動、電極反應式的書寫等知識，意在考查考生運用化學原理解決問題的能力。 (1)由蓋斯定律，利用題給的熱化學反應方程式推導可得要求的熱化學方程式為H2(l)＋O2(l)===H2O(g)　ΔH＝－237.46 kJ·mol－1。 (2)②反應進行到70 s時B的濃度和A的濃度均降低為原來的，且平衡移動時B的濃度逐漸增大，A的濃度逐漸減小，即平衡向右移動，可以判斷改變的條件是擴大

18、容器體積。反應進行到90 s時A的濃度突然增大，平衡移動時A的濃度逐漸變小，B的濃度逐漸變大，即平衡向右移動，可以判斷改變的條件是增大A的濃度。③由圖可以看出反應起始時B的濃度為0，進行到60 s時達到平衡狀態(tài)，此時A的濃度為0.040 mol·L－1，B的濃度為0.120 mol ·L－1，由化學計量數(shù)關(guān)系知B的濃度變化量是A的濃度變化量的2倍，可以求出A的起始濃度為＋0.040 mol·L－1＝0.100 mol·L－1，可以畫出對應曲線。 答案　(1)H2(l)＋O2(l)===H2O(g) ΔH＝－237.46 kJ·mol－1 H2＋2OH－－2e－===2H2O (2)①

19、?、贐　D?、廴鐖D 5．(xx·廣東汕頭二模，31)為減小CO2對環(huán)境的影響，在限制其排放量的同時，應加強對CO2創(chuàng)新利用的研究。 (1)①把含有較高濃度CO2的空氣通入飽和K2CO3溶液。②在①的吸收液中通高溫水蒸氣得到高濃度的CO2氣體。寫出②中反應的化學方程式：_______________________________________________________________。 (2)如將CO2與H2以1∶3的體積比混合。 ①適當條件下合成某烴和水，該烴是________(填序號)。 A．烷烴 B．烯烴 C．炔烴 D．苯的同系物 ②適當條件下合成燃料甲

20、醇和水。在體積為2 L的密閉容器中，充入2 mol CO2和6 mol H2，一定條件下發(fā)生反應：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol－1。 測得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。 從反應開始到平衡，v(H2)＝________；氫氣的轉(zhuǎn)化率＝________；能使平衡體系中n(CH3OH)增大的措施有________。 (3)如將CO2與H2以1∶4的體積比混合，在適當?shù)臈l件下可制得CH4。 已知： CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－890.3 kJ·mol－1

21、H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2＝－285.8 kJ·mol－1 則CO2(g)與H2(g)反應生成CH4(g)與液態(tài)水的熱化學方程式是_______________________________________________________________。 (4)某同學用沉淀法測定含有較高濃度CO2的空氣中CO2的含量，經(jīng)查得一些物質(zhì)在20 ℃的數(shù)據(jù)如下表。 溶解度(S)/g 溶度積(Ksp) Ca(OH)2 Ba(OH)2 CaCO3 BaCO3 0.16 3.89 2.9×10－9 2.6×10－9 (說明：Ksp越小，表示該物質(zhì)在水溶液中

22、越易沉淀) 吸收CO2最合適的試劑是________[填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”]溶液，實驗時除需要測定工業(yè)廢氣的體積(折算成標準狀況)外，還需要測定________。 解析　(1)較高濃度的CO2通入飽和碳酸鉀溶液中發(fā)生的反應為CO2＋K2CO3＋H2O===2KHCO3，然后通入高溫水蒸氣，則相當于對KHCO3加熱，故生成CO2。(2)①假設生成的烴為CnHm，則反應的化學方程式為nCO2＋H2―→CnHm＋2nH2O，n∶＝1∶3，得m＝2n，由此可知該烴為烯烴。②從反應開始到平衡，v(CH3OH)＝＝0.075 mol·L－1·min－1，所以v(H2)＝3v(CH3

23、OH)＝0.225 mol·L－1·min－1；由圖象可知，生成的甲醇為1.5 mol，故參加反應的氫氣為3×1.5 mol＝4.5 mol，氫氣的轉(zhuǎn)化率為×100%＝75%；使平衡體系中甲醇的物質(zhì)的量增大，可以增大反應物的量或減少水蒸氣的量，根據(jù)反應特點，降低溫度或者增大壓強均可。(3)根據(jù)蓋斯定律，第二個熱化學方程式×4－第一個熱化學方程式得，CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－252.9 kJ·mol－1。(4)通過表格中的溶解度數(shù)據(jù)可知Ba(OH)2的溶解度遠大于Ca(OH)2，而表格中碳酸鈣與碳酸鋇的溶度積相差不大，故選取Ba(OH)2作為二氧化碳

24、的吸收劑最好；為測定廢氣中二氧化碳的含量，若廢氣的體積已知，則只需得出其中的二氧化碳的量即可，可通過測定沉淀的質(zhì)量來達到測定二氧化碳的量的目的。 答案　(1)2KHCO3K2CO3＋H2O＋CO2↑ (2)①B　②0.225 mol·L－1·min－1　75%　降低溫度(或加壓或增大H2的量等) (3)CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－252.9 kJ·mol－1 (4)Ba(OH)2　BaCO3的質(zhì)量 化學驛站：往返迂回，逐個擊破 大多數(shù)的測試卷總是從簡單題開始，逐漸增加試題的難度；但也有一些測試卷，簡單題和難題交織排列。做題時，應遵循先易后難的原則，這樣可以為后面的題爭取時間，且能保證得到所有能得到的分。實際上，簡單題往往能給其他題目的解答提供一些啟示。