（通用版）高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 題型特訓(xùn)15 第10題 化學(xué)反應(yīng)原理綜合題A（含解析）-人教版高三化學(xué)試題

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1、題型特訓(xùn)15　第10題　化學(xué)反應(yīng)原理綜合題A 1.(2019河南六市高三第一次聯(lián)考)工業(yè)上利用N2和H2可以實(shí)現(xiàn)合成氨氣,而氨又可以進(jìn)一步制備硝酸,在工業(yè)上一般可進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)。請回答下列有關(guān)問題: (1)已知N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180.5 kJ·mol-1 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ. mol-1 2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1 寫出氨氣經(jīng)催化氧化完全生成一氧化氮和水蒸氣的熱化學(xué)方程式為?　。? (2)在一定體積的密閉容器中,進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(

2、g),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度t的關(guān)系如下表: t/K 298 398 498 K 4.1×106 K1 K2 ①比較K1、K2的大小:K1　　　　K2(填“>”“=”或“<”);? ②在恒溫恒壓下判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是　　　　(填序號);? A.2v正(H2)=3v逆(NH3) B.2v正(N2)=v逆(H2) C.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變 D.混合氣體的密度保持不變 (3)硝酸工業(yè)的尾氣NO可用于制備NH4NO3,其工作原理如圖。 ①其陰極的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　。? ②常溫下,1 L pH=6的NH4NO3溶液中c(NH3·H2O

3、)+c(OH-)=　　　　 mol·L-1。? (4)工業(yè)上生產(chǎn)尿素的化學(xué)方程式為2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)。在T℃時,向體積為4 L的密閉容器中通入6 mol NH3和3 mol CO2,反應(yīng)達(dá)到平衡時,c(NH3)=0.5 mol·L-1,c(CO2)=0.25 mol·L-1。若此時保持T℃和平衡時容器的壓強(qiáng)不變,再向體積可變的容器中充入3 mol NH3,則此時反應(yīng)的v正　　　　　(填“>”“<”或“=”)v逆。再次平衡后,平衡常數(shù)為　　　　　。? (5)已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,若向50 mL 0.09 mol·L-1的Ag

4、NO3溶液中加入50 mL 0.10 mol·L-1的鹽酸,混合后溶液中的Ag+的濃度為　　　　 mol·L-1。? 2.(2019山東青島二中高三期末)C、S和Cl元素的單質(zhì)及化合物在工業(yè)生產(chǎn)中的有效利用備受關(guān)注。請回答下列問題: (1)已知:Ⅰ.2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)2H2SO4(aq)　ΔH1 Ⅱ.Cl2(g)+H2O(l)HCl(aq)+HClO(aq)　ΔH2 Ⅲ.2HClO(aq)2HCl(aq)+O2(g)　ΔH3 SO2(g)+Cl2(g)+2H2O(l)2HCl(aq)+H2SO4(aq) ΔH4=　　　　　(用含有ΔH1、ΔH2和ΔH3的代數(shù)

5、式表示)。? (2)25 ℃時,H2SO3溶液中各含硫微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(δ)與溶液pH的變化關(guān)系如圖甲所示。 甲 乙 已知25 ℃時,NaHSO3的水溶液pH<7,用圖中的數(shù)據(jù)通過計(jì)算解釋原因? 　。? (3)NaClO2是一種綠色消毒劑和漂白劑,工業(yè)上采用電解法制備NaClO2的原理如圖乙所示。 ①交換膜應(yīng)選用　　　　　　　　　　(填“陽離子交換膜”或“陰離子交換膜”)。? ②陽極的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (4)一定溫度下,向2 L恒容密閉容器中通入2 mol CO和1 mol SO2,發(fā)

6、生反應(yīng)2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)　ΔH=-270 kJ·mol-1,若反應(yīng)進(jìn)行到20 min時達(dá)平衡,測得CO2的體積分?jǐn)?shù)為0.5,則前20 min的反應(yīng)速率v(CO)=　　　　　　,該溫度下反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)K=　　　　　　　　。? (5)在不同條件下,向2 L恒容密閉容器中通入2 mol CO和1 mol SO2,反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時間的變化如圖所示: ①圖中三組實(shí)驗(yàn)從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時,v(CO)最大的為　　　　　　　　(填序號)。? ②與實(shí)驗(yàn)a相比,c組改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是　　　　　　　　　　　　　。? 3.(2019湖南湖北八市十二校高三調(diào)研聯(lián)考)二

7、甲醚又稱甲醚,簡稱DME,熔點(diǎn)-141.5 ℃,沸點(diǎn)-24.9 ℃,與石油液化氣(LPG)相似,被譽(yù)為“21世紀(jì)的清潔燃料”。由合成氣(CO、H2)制備二甲醚的反應(yīng)原理如下: ①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=-90.0 kJ·mol-1 ②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-20.0 kJ·mol-1 回答下列問題。 (1)已知H2O(l)H2O(g)　ΔH=+44.0 kJ·mol-1,若由合成氣(CO、H2)制備1 mol CH3OCH3(g),且生成H2O(l),其熱化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　。? (2)有人模

8、擬該制備原理。500 K時,在2 L的密閉容器中充入2 mol CO和6 mol H2,5 min后達(dá)到平衡,平衡時測得c(H2)=1.8 mol·L-1、c(CH3OCH3)=0.2 mol·L-1,此時CO的轉(zhuǎn)化率為　　　　　　　。用CH3OH表示反應(yīng)①的速率是　　　　　　　　　 mol·(L·min)-1,可逆反應(yīng)②的平衡常數(shù)K2=　　　　　　。? (3)在體積一定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)②,如果該反應(yīng)的平衡常數(shù)K2值變小,下列說法正確的是　　　　。? A.平衡向正反應(yīng)方向移動 B.平衡移動的原因是升高了溫度 C.達(dá)到新平衡后體系的壓強(qiáng)不變 D.容器中CH3OCH3的體積分?jǐn)?shù)減小

9、 (4)一定條件下在恒溫恒容的密閉容器中,按不同投料比充入CO(g)和H2(g)進(jìn)行反應(yīng)①,平衡時CO(g)和H2(g)的轉(zhuǎn)化率如圖所示,則a=　　　　(填數(shù)值)。? (5)綠色電源“二甲醚燃料電池”的結(jié)構(gòu)如圖所示,電解質(zhì)為熔融態(tài)的碳酸鹽(如熔融K2CO3),其中CO2會參與電極反應(yīng)。工作時正極的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　。? 4.(2019成都外國語學(xué)校高三“一診”模擬)丙烯是重要的有機(jī)化工原料,丙烷脫氫制丙烯具有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會意義。反應(yīng)原理如下為C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)　ΔH1。 (1)一定溫度下,向10 L恒容密閉容器中充入2 mol C3H

10、8發(fā)生反應(yīng),經(jīng)過10 min達(dá)到平衡狀態(tài),測得平衡時氣體壓強(qiáng)是開始的1.75倍。 ①0~10 min內(nèi)丙烯的生成速率v(C3H6)=　　　　　　,C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率為　　　　　　　。? ②下列情況能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是　。? A.氣體密度保持不變 B.[c(C3H6)·c(H2)]/c(C3H8)保持不變 C.ΔH1保持不變 D.C3H8分解速率與C3H6消耗速率相等 (2)總壓強(qiáng)分別為p1和p2時,上述反應(yīng)在不同溫度下達(dá)到平衡,測得丙烷及丙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如下圖所示: ①壓強(qiáng):p1　　　　　(填“>”或“<”)p2。? ②為了提高反應(yīng)速率和反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,可采取

11、的措施是　。? ③若p1=0.1 MPa,起始時充入一定量的丙烷發(fā)生反應(yīng),計(jì)算Q點(diǎn)對應(yīng)溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=　　　　　(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。? ④在0.1 MPa、527 ℃條件下,向恒容密閉容器中通入丙烷和稀有氣體,發(fā)生丙烷脫氫反應(yīng),隨著n(稀有氣體)n(丙烷)的增加,丙烷脫氫轉(zhuǎn)化率逐漸增大。試解釋原因? 　。? (3)在實(shí)際生產(chǎn)中,還可能存在如下副反應(yīng): C3H8(g)C2H4(g)+CH4(g) ΔH2=+81.7 kJ·mol-1 C2H4(g)+H2(g)C2H6(g)　ΔH3

12、 C3H8(g)+H2(g)CH4(g)+C2H6(g) ΔH4=-54.8 kJ·mol-1 則ΔH3=　　　　　。? 參考答案 題型特訓(xùn)15　第10題　化學(xué)反應(yīng)原理綜合題A 1.答案 (1)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)　ΔH=-905.0 kJ·mol-1 (2)①>　②AD (3)①NO+5e-+6H+NH4++H2O?、?0-6 (4)<　16 (5)3.6×10-8 解析 (1)①N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH=+180.5kJ·mol-1,②N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92.4kJ·mol-

13、1,③2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=-483.6kJ·mol-1。根據(jù)蓋斯定律①×2-②×2+③×3得4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)　ΔH=-905.0kJ·mol-1。 (2)①N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92.4kJ·mol-1,正反應(yīng)放熱,升高溫度平衡逆向移動,K減小,所以K1>K2。②2v正(H2)=3v逆(NH3),正、逆反應(yīng)速率比等于計(jì)量數(shù)比,一定達(dá)到平衡狀態(tài),A正確;2v正(N2)=v逆(H2),正、逆反應(yīng)速率比不等于計(jì)量數(shù)比,沒有達(dá)到平衡狀態(tài),B錯誤;N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在恒溫恒壓下反應(yīng),壓強(qiáng)是恒

14、量,容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變,不一定達(dá)到平衡狀態(tài),C錯誤;根據(jù)ρ=m(總)V(總),在恒溫恒壓下反應(yīng),氣體總質(zhì)量不變、容器體積變小,所以密度是變量,混合氣體的密度保持不變說明反應(yīng)達(dá)到平衡,D正確。 (3)①陰極發(fā)生還原反應(yīng),根據(jù)示意圖,NO在陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成NH4+,所以陰極電極反應(yīng)式為NO+5e-+6H+NH4++H2O。②pH=6的NH4NO3溶液中,c(H+)=10-6mol·L-1,根據(jù)質(zhì)子守恒可知,NH4NO3溶液中c(NH3·H2O)+c(OH-)=c(H+)=10-6mol·L-1。 (4)平衡常數(shù)K=1c2(NH3)·c(CO2)=10.52×0.25=16。同溫同壓下

15、,體積比等于物質(zhì)的量比,設(shè)T℃和平衡時容器的壓強(qiáng)不變,再向體積可變的容器中充入3molNH3,容器體積為V,4L0.5mol·L-1×4L+0.25mol·L-1×4L= V0.5mol·L-1×4L+0.25mol·L-1×4L+3mol,V=8L,此時Q=1(58)2×(18)>16,即Q>K,反應(yīng)逆向進(jìn)行,即v正

16、Cl)=c(Cl-)·c(Ag+)=1.8×10-10,c(Ag+)=[(1.8×10-10)÷0.005]mol·L-1=3.6×10-8mol·L-1。 2.答案 (1)(ΔH1+2ΔH2+ΔH3)/2 (2)由圖中數(shù)據(jù)可以計(jì)算出Ka2(H2SO3)=10-7.2,Ka1(H2SO3)=10-1.9,所以HSO3-的水解常數(shù)是10-12.1,HSO3-電離程度大于水解程度,溶液顯酸性 (3)①陽離子交換膜　②2Cl--2e-Cl2↑ (4)0.03 mol·(L·min)-1　11.25 (5)①b?、谏邷囟? 解析 (1)利用蓋斯定律可得ΔH4=(ΔH1+2ΔH2+ΔH3)/

17、2。 (2)根據(jù)圖像pH=1.9的交點(diǎn)計(jì)算電離常數(shù)Ka1(H2SO3)=c(HSO3-)×c(H+)c(H2SO3)=10-1.9,HSO3-的水解常數(shù)Kh=KWKa1(H2SO3)=10-12.1,根據(jù)pH=7.2的交點(diǎn)計(jì)算Ka2=c(SO32-)×c(H+)c(HSO3-)=10-7.2,由于HSO3-的水解常數(shù)Kh小于其電離常數(shù)Ka2,所以亞硫酸氫根離子電離程度大于水解程度,則NaHSO3的水溶液pH<7。 (3)仔細(xì)分析圖像中的反應(yīng)物和產(chǎn)物,可以看出左側(cè)由ClO2制備NaClO2,需要Na+從右側(cè)移到左側(cè),所以判定為陽離子交換膜,根據(jù)Na+的移動方向可知左側(cè)為陰極,右側(cè)為陽極,陽極

18、電極反應(yīng)式2Cl--2e-Cl2↑。 (4)　　2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)　ΔH=-270kJ·mol-1 c(初) 1 0.5 0 Δc x x2 x c(平) 1-x 0.5(1-x) x 根據(jù)題意可知0.5=x1-x+0.5(1-x)+x,計(jì)算得出x=0.6 v(CO)=ΔcΔt=0.620=0.03mol·(L·min)-1,K=x2(1-x)2×0.5×(1-x)=0.62(1-0.6)2×0.5×(1-0.6)=11.25。 (5)①根據(jù)斜率可以看出b曲線單位時間內(nèi)變化最快,所以圖中三組實(shí)驗(yàn)從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時,v(CO)最大的為b。②由于反

19、應(yīng)物的量和容器容積都相同,c組比a組的壓強(qiáng)大,則應(yīng)是升高了溫度。所以與實(shí)驗(yàn)a相比,c組改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是升高溫度。 3.答案 (1)2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(l)　ΔH2=-244.0 kJ·mol-1 (2)60%　0.12　1 (3)BD　(4)2 (5)2CO2+O2+4e-2CO32- 解析 (1)給H2O(l)H2O(g)　ΔH=+44.0kJ·mol-1編號為③,根據(jù)蓋斯定律,①×2+②-③得2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(l)　ΔH2=-244.0kJ·mol-1。 (2)由已知,CO和H2按照物質(zhì)的量之比1∶2

20、反應(yīng),H2反應(yīng)了6mol-1.8mol·L-1×2L=2.4mol,所以CO反應(yīng)了1.2mol,此時CO的轉(zhuǎn)化率為1.2mol2mol×100%=60%。根據(jù)反應(yīng)①,生成1.2molCH3OH,用CH3OH表示反應(yīng)①的速率是1.2mol÷2L÷5min=0.12mol·(L·min)-1。由c(CH3OCH3)=0.2mol·L-1,可得反應(yīng)②H2O(g)的平衡濃度為0.2mol·L-1,反應(yīng)②CH3OH(g)的平衡濃度為1.2mol÷2L-2×0.2mol·L-1=0.2mol·L-1,所以可逆反應(yīng)②的平衡常數(shù)K2=c(CH3OCH3)·c(H2O)c2(CH3OH)=0.2×0.20.22

21、=1。 (3)化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響,反應(yīng)②正向?yàn)榉艧岱磻?yīng),升高溫度K2值變小,平衡逆向移動,CH3OCH3(g)生成率降低,容器中CH3OCH3的體積分?jǐn)?shù)減小,容器中氣體總物質(zhì)的量不變,容器容積固定,T增大,則p增大,故BD正確。 (4)反應(yīng)物按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比投料,則平衡轉(zhuǎn)化率相同,圖中交點(diǎn)縱坐標(biāo)表示H2和CO轉(zhuǎn)化率相等,橫坐標(biāo)a表示H2(g)和CO(g)的投料比,所以a=2。 (5)正極上是氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),由已知熔融K2CO3作電解質(zhì),CO2參與反應(yīng),故正電極反應(yīng)式為2CO2+O2+4e-2CO32-。 4.答案 (1)①0.015 mol·(L·min)-1　75%?、?/p>

22、BD (2)①>?、谏邷囟取、?.012 5 MPa?、茉摲磻?yīng)是氣體分子數(shù)增加的反應(yīng),隨著稀有氣體比例的增加,總壓強(qiáng)一定,降低了反應(yīng)體系各氣體的分壓,相當(dāng)于減壓,從而促進(jìn)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,提高了丙烷脫氫的轉(zhuǎn)化率 (3)-136.5 kJ·mol-1 解析 (1)根據(jù)方程式可知: 　　　　　C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) 起始量/mol 2 0 0 變化量/mol x x x 平衡量/mol 2-x x x 根據(jù)阿伏加德羅定律,等溫等容條件下,氣體壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,則2-x+x+x2=1.75,解得x=1.5。 ①0~10min內(nèi)丙烯的生成速率v(C3H

23、6)=1.5mol10L×10min=0.015mol·(L·min)-1,C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率為1.52×100%=75%。②氣體總質(zhì)量和容器容積不變,所以氣體密度始終保持不變,故其密度保持不變不能說明達(dá)到平衡狀態(tài),A錯誤;[c(C3H6)·c(H2)]/c(C3H8)是化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式,若保持不變,則說明達(dá)到平衡狀態(tài),B正確;該反應(yīng)的焓變是常量,焓變保持不變不能說明達(dá)到平衡狀態(tài),C錯誤;C3H8分解速率與C3H6消耗速率相等表示正逆反應(yīng)速率相等,則說明達(dá)到平衡狀態(tài),D正確。 (2)①由圖可知,溫度一定時,p1時丙烷的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)大于p2時,由方程式可知,壓強(qiáng)越大,平衡逆向移動,丙烷的物

24、質(zhì)的量分?jǐn)?shù)越大,所以壓強(qiáng)p1>p2。②由圖可知,隨著溫度升高,丙烷的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)降低,說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,反應(yīng)速率和反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率都增大。③假設(shè)起始時丙烷的物質(zhì)的量為1mol,根據(jù)方程式可知: 　　　　　C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) 起始量/mol 1 0 0 變化量/mol y y y 平衡量/mol 1-y y y Q點(diǎn)時丙烷的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為50%,則1-y=0.5(1+y),解得y=13,則C3H8(g)、C3H6(g)、H2(g)平衡時的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為:12、14、14,則Q點(diǎn)對應(yīng)溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=p(C3H6)·p(H2)p(C3H8

25、)=14×0.1MPa×14×0.1MPa12×0.1MPa=0.0125MPa。④由反應(yīng)方程式C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)可知,該反應(yīng)是氣體分子數(shù)增加的反應(yīng),隨著稀有氣體比例的增加,總壓強(qiáng)一定,降低了反應(yīng)體系各氣體的分壓,相當(dāng)于減壓,從而促進(jìn)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,提高了丙烷脫氫的轉(zhuǎn)化率。 (3)將已知反應(yīng)編號:②C3H8(g)C2H4(g)+CH4(g)　ΔH2=+81.7kJ·mol-1 ③C2H4(g)+H2(g)C2H6(g)　ΔH3 ④C3H8(g)+H2(g)CH4(g)+C2H6(g)　ΔH4=-54.8kJ·mol-1 根據(jù)蓋斯定律,由④-②可得反應(yīng)③,則ΔH3=ΔH4-ΔH2=-54.8kJ·mol-1-81.7kJ·mol-1=-136.5kJ·mol-1。