高考化學二輪復習考點專項突破練習：專題九 化學反應原理綜合練習 2含解析

2020屆高考化學二輪復習考點專項突破練習專題九 化學反應原理綜合練習（2）1、請參考題中圖表，已知E1134 kJ·mol1、E2368 kJ·mol1，根據要求回答下列問題：(1)圖是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成CO2(g)和NO(g)過程中的能量變化示意圖，若在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E1的變化是_(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，H的變化是_。請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式：_(2)甲醇質子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的兩種反應的熱化學方程式如下：CH3OH(g)H2O(g)=CO2(g)3H2(g) H49.0 kJ·mol1CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g) H192.9 kJ·mol1又知H2O(g)=H2O(l)H44 kJ·mol1，則甲醇蒸氣燃燒為液態(tài)水的熱化學方程式為_(3)如表所示是部分化學鍵的鍵能參數?；瘜W鍵PPPOO=OP=O鍵能/(kJ·mol1)abcx已知白磷的燃燒熱為d kJ·mol1，白磷及其完全燃燒的產物的結構如圖所示，則表中x_ kJ·mol1(用含a、b、c、d的代數式表示)。2、中科院一項最新成果實現(xiàn)了甲烷高效生產乙烯，甲烷在催化作用下脫氫,在氣相中經自由基偶聯(lián)反應生成乙烯，其反應如下：2CH4(g) C2H4(g) +2H2(g) H >0化學鍵HHCHC = CCCE(kJ / mol)abcd1.已知相關化學鍵的鍵能如上表，甲烷制備乙烯反應的H = (用含a.b.c.d的代數式表示)。2.T1溫度時，向1L的恒容反應器中充入2mol CH4 ,僅發(fā)生上述反應，反應過程中 015min CH4的物質的量隨時間變化如圖1,測得10-15min時H2的濃度為1.6molL-10 10min內CH4表示的反應速率為_mol/(Lmin) o若圖1中曲線a、曲線b分別表示在溫度T1時，使用質量相同但表面積不同的催化劑時，達到平衡過程中n (CH4)的變化曲線，其中表示催化劑表面積較大的曲線是 (填“a”或 “b”)。15 min時,若改變外界反應條件,導致n( CH4)發(fā)生圖中所示變化，則改變的條件可能是 (任答一條即可)。3.實驗測得. 其中K正、K逆為速率常數僅與溫度有關，T1溫度時k正與K逆的比值為 (填數值)。若將溫度由T1升高到T2,則反應速率增大的倍數V正 V逆(選填“>”、“”或“=”)；判斷的理由是 4.科研人員設計了甲烷燃料電池并用于電解。如圖2所示，電解質是摻雜了 Y2O3與 ZrO2的固體，可在高溫下傳導O2-C極的Pt為 極(選填“陽”或“陰” )。該電池工作時負極反應方程式為 。用該電池電解飽和食鹽水，一段時間后收集到標況下氣體總體積為112mL,則電解后所得溶液在25時pH= (假設電解前后NaCl溶液的體積均為500mL)。3、“綠水青山就是金山銀山”,研究NO2、NO、CO、碳氫化合物大氣污染物和水污染物的處理對建設美麗中國具有重要意義。1.已知:汽車尾氣中的CO、NOx、碳氮化合物是大氣污染物。使用稀土等催化劑能將CO、NO轉化成無毒物質。 已知: N2(g)+O2(g)=2NO(g)    H1=+180.5kJ/mol   K1(該反應的平衡常數) 2C(s) +O2(g) =2CO(g)  H2=-221kJ/mol      K2 (同上) C(s) +O2(g) =CO2(g)  H3=-393.5kJ/mol     K3(同上) 寫出NO(g) 與CO(g)催化轉化成N2(g)和CO2(g)的熱化學方程式_,以及該熱化學方程式的平衡常數K=_(用K1、K2、K3表示)2.污染性氣體NO2與CO在一定條件下的反應為:2NO2+4CO 4CO2+N2  H=-1200kJ/mol。某溫度下,在2L密閉容器中充入0.1mol NO2和0.2mol CO,此時容器的壓強為1個大氣壓,5秒時反應達到平衡時,容器的壓強變?yōu)樵瓉淼?9/30,則反應開始到平衡時NO2的平均反應速率v(NO2)=_mol/(L·s)。若容器中觀察到_,可判斷該反應達到平衡狀態(tài);能使該反應的反應速率增大,且平衡向逆反應方向移動的是_。A.及時分離出CO2B.適當升高溫度C.減小容器體積使體系壓強增大D.選擇高效催化劑3.電化學降解NO2-的原理如下圖,陰極反應式為_。4.在高效催化劑作用下可用NH3還原NO2進行污染物處理。相同條件下,選用A、B、C三種催化劑進行反應,生成氮氣的物質的量與時間變化如圖a。活化能最小的是_用E(A)、E(B)、E(C)表示三種催化劑下該反應的活化能。在催化劑A作用下測得相同時間處理NO2的量與溫度關系如圖b。試說明圖中曲線先增大后減小的原因_(假設該溫度范圍內催化劑的催化效率相同)。4、研究CO2的利用對促進低碳社會的構建具有重要的意義。(1) 現(xiàn)有反應：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H<0 。在850時，K=1。如果上述反應的平衡常數K值變大，該反應_(填字母)。a.一定向正反應方向移動 b.在平衡移動過程中正反應速率先增大后減小c.一定向逆反應方向移動 d.在平衡移動過程中逆反應速率先減小后增大若反應容器的容積為2.0L，反應時間4.0min，容器內氣體的物質的量減小了0.8mol，在這段時間內CO2 的平均反應速率為_。在850時，若向1L的密閉容器中同時充入3.0mol CO、1.0mol H2、1.0mol CH3OH、5.0mol H2O(g)，上述反應向_(填“正反應”或“逆反應”)方向進行。(2) 以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4 為催化劑，可以將CO2 和CH4 直接轉化成乙酸。在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖所示。250300 時，溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是_。為了提高該反應中CO2的轉化率，可以采取的措施是_。（寫一條即可）5、砷(As)與氮同一主族,As原子比N原子多兩個電子層?？梢孕纬葾s2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4,等化合物,有著廣泛的用途。回答下列問題:(1)As的原子序數為_。畫出砷的原子結構示意圖：_。(2)工業(yè)上常將含砷廢渣(主要成分為As2S3)制成漿狀,通入O2氧化,生成H3AsO4和單質硫。寫出發(fā)生反應的化學方程式_。該反應需要在加壓下進行,原因是_。(3)已知:As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) 1H2(g)+O2(g)=H2O(l) 22As(s)+O2(g)=As2O5(s) 3則反應As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)的=_。(4)298K肘,將20mL3x mol·L-1 Na3AsO3、20mL3x mol·L-1 I2和20mL NaOH溶液混合,發(fā)生反應:。溶液中c()與反應時間(t)的關系如圖所示。下列可判斷反應達到平衡的是_(填標號)。a.v(I)=2v()b.溶液的pH不再變化c.c(I)=ymol·L1d.不再變化 tm時,v正_v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。 tm時v逆_tn時v逆(填“大于”、“小于”或“等于”),理由是_。 若平衡時溶液的pH=14,則該反應的平衡常數為_(用x、y表示)。6、近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產出量也隨之迅速增長。因此，將氯化氫轉化為氯氣的技術成為科學研究的熱點?；卮鹣铝袉栴}：1.Deacon發(fā)明的直接氧化法為：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下圖為剛性容器中，進料濃度比c(HCl) c(O2)分別等于11、41、71時HCl平衡轉化率隨溫度變化的關系：可知反應平衡常數K（300 ）_K（400 ）（填“大于”或“小于”）。設HCl初始濃度為c0，根據進料濃度比c(HCl) c(O2)=11的數據計算K（400 ）=_（列出計算式）。按化學計量比進料可以保持反應物高轉化率，同時降低產物分離的能耗。進料濃度比c(HCl)c(O2)過低、過高的不利影響分別是_。2.Deacon直接氧化法可按下列催化過程進行：CuCl2(s)=CuCl(s)+1/2 Cl2(g) H1=83kJ·mol-1CuCl(s)+1/2 O2(g)=CuO(s)+1/2Cl2(g) H2=-20kJ·mol-1CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) H3=-121kJ·mol-1則4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的H=_kJ·mol-1。3.在一定溫度的條件下，進一步提高HCl的轉化率的方法是_。（寫出2種）4.在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術的基礎上，科學家最近采用碳基電極材料設計了一種新的工藝方案，主要包括電化學過程和化學過程，如下圖所示：負極區(qū)發(fā)生的反應有_（寫反應方程式）。電路中轉移1mol電子，需消耗氧氣_L（標準狀況）。7、某市對大氣進行監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)該市首要污染物為可吸入顆粒物 (直徑小于等于2.5 的懸浮顆粒物),其主要來源為燃煤、機動車尾氣等。因此,對、等進行研究具有重要意義。請回答下列問題:1.將樣本用蒸餾水處理制成待測試樣。若測得該試樣所含水溶性無機離子的化學組分及其平均濃度如下表:離子濃度/根據表中數據判斷的酸堿性為_,試樣的=_。2.為減少的排放,常采取的措施有:將煤轉化為清潔氣體燃料。已知:          寫出焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式:  _。 洗滌含的煙氣,以下物質可作洗滌劑的是_。a.  b.  c. d. ,3.汽車尾氣中和的生成及轉化。已知汽缸中生成的反應為:     1 空氣含0.8 和 0.2,1300 時在密閉容器內反應達到平衡,測得為。計算該溫度下的平衡常數=_。汽車啟動后,汽缸溫度越高,單位時間內排放量越大,原因是_。汽車燃油不完全燃燒時產生,有人設想按下列反應除去: 已知該反應的,簡述該設想能否實現(xiàn)的依據:_。 目前,在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉化器可減少和的污染,其化學反應方程式為_。8、冬季是霧霾大氣高發(fā)的季節(jié),其中汽車尾氣和燃煤尾氣是造成霧霾的原因之一。1.工業(yè)上利用甲烷催化還原可減少氮氧化物的排放。已知: 甲烷直接將還原為的熱化學方程式為_。2.將轉化為甲醇可以實現(xiàn)廢物利用,達到節(jié)能減排的目的,反應原理可表示為:  在一恒溫恒容密閉容器中充入1 和3 進行上述反應。測得和濃度隨時間變化如圖1所示。請回答:03內氫氣的平均反應速率為_;第10后,保持溫度不變,向該密閉容器中再充入1 )和3 ,則達到平衡時的體積分數_(填“增大”、“減小”或“不變”)。取五份等體積的和混合氣體(物質的量之比均為1:3),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應,反應相同時間后,測得甲醇的體積分數與反應溫度的關系曲線如圖2所示,則上述轉化為甲醇的反應的_0(填“>”、“<”或“=”)。3.二甲醚也是清潔能源,用合成氣在催化劑存在下制備二甲醚的反應原理為:,已知一定條件下,該反應中的平衡轉化率隨溫度、投料比的變化曲線如圖3所示。 、按從大到小的順序排序為_。對于氣相反應,用某組分()的平衡壓強()代替物質的量濃度()也可以表示平衡常數(記作),則該反應平衡常數的表達式_。 在恒容密閉容器里按體積比為1:2充入一氧化碳和氫氣,一定條件下反應達到平衡狀態(tài)。當改變反應的某一個條件后,下列變化能說明平衡一定向逆反應方向移動的是_。A.逆反應速率先增大后減小B.混合氣體的密度增大 C.化學平衡常數值減小D.氫氣的轉化率減小 答案以及解析1答案及解析：答案：(1)減小,不變, NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJ·mol1(2)CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H764.7 kJ·mol1(3) (d6a5c12b)解析：（1）加入催化劑能降低反應所需的活化能，但是不改變反應物的總能量和生成物的總能量，由圖可知，1mol NO2和1mol CO反應生成CO2和NO放出熱量368-134=234kJ，根據熱化學方程式書寫原則進行書寫；（2）依據熱化學方程式，利用蓋斯定律進行計算；（3）白磷燃燒的方程式為P4+5O2=P4O10，根據化學鍵的斷裂和形成的數目進行計算 2答案及解析：答案：1. +(4b-c-2a) kJmoL-12. 0.1 b 升高溫度或減小壓強3）12.8;H >0，溫度升高，k正增大的倍數大于k逆4.陽CH48e+4O2=CO2+2H2O 12解析： 3答案及解析：答案：1.2NO(g)+2CO(g) =N2(g)+2CO2(g)  H=-746.5kJ·mol-1; 2.0.002; 體系內顏色不再發(fā)生變化; B3.2+6e-+8H+=N2+4H2O4.E(A);低于300,反應未達到平衡,溫度升高,反應速度加快;高于300,反應已平衡,隨溫度升高,反應逆向進行解析： 4答案及解析：答案：(1) ad 0.05 mol·L-1·min-1逆反應(2) 溫度超過250，催化劑的催化效率降低增大反應壓強(或增大CH4的濃度)解析： 5答案及解析：答案：（1）33（2）2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S;加壓反應速率增大，而且平衡右移，可提高生產效率（3）2H1-3H2-H3（4）bd;大于;小于;tm時生成物濃度較低;(5) 解析：（1）砷(As)與氮處于同一主族，As原子比N原子多兩個電子層，原子核外有四個電子層，最外層5個電子，砷元素原子序數為7+8+18=33，故答案為：33；（2）工業(yè)上常將含砷廢渣（主要成分為As2O3）制成漿狀，通入O2氧化，生成H3AsO4和單質硫，砷元素化合價+3價變化為+5價，反應的化學方程式為2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S；增大壓強，可增大反應速率，并使平衡正向移動，增大反應物的轉化率，故答案為：2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S；加壓反應速率增大，而且平衡右移，可提高生產效率；（3）已知：As(s)+3/2H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s)H1H2(g)+1/2O2(g)=H2O（l）H22As(s)+5/2O2(g)=As2O5(s)H3，則利用蓋斯定律將×2-×3-可得As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)H=2H1-3H2-H3，故答案為：2H1-3H2-H3；（4）a同一個化學反應，速率之比等于化學計量數之比，無論是否達到平衡，都存在v（I-）=2v()，a項錯誤；b溶液pH不變時，則c(OH)也保持不變，反應達到平衡狀態(tài)，b項正確；c由圖可知，當c()=y mol·L1時，濃度不再發(fā)生變化，則達到平衡狀態(tài)，由方程式可知此時c(I)=2y mol·L1，所以c(I)=y mol·L1時沒有達到平衡狀態(tài)，c項錯誤；d不再變化，可說明各物質的濃度不再變化，反應達到平衡狀態(tài)，d項正確；故答案為：bd；反應從正反應開始進行，tm時反應繼續(xù)正向進行，則v正大于v逆，故答案為：大于；tm時比tn時濃度更小，則逆反應速率更小，故答案為：小于；tm時濃度更小，反應速率更慢；反應前，三種溶液混合后，Na3AsO3的濃度為3x mol/L×20/(20+20+20)=x mol/L，同理I2的濃度為x mol/L，反應達到平衡時，生產c()為y mol/L，則反應生產的c(I)=2y mol/L，消耗的、I2的濃度均為ymol/L，平衡時c()=（x-y）mol/L，c(I2)=（x-y）mol/L，溶液中c(OH)=1mol/L，則，故答案為：4y3/(xy)2。 6答案及解析：答案：1.大于;O2和Cl2分離能耗較高、HCl轉化率較低2.1163.增加反應體系壓強、及時除去產物4.Fe3+e=Fe2+，4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O;5.6解析：1.根據反應方程式知，HCl平衡轉化率越大，平衡常數K越大，結合圖像知K(300 )>K(400 )；由圖像知，400 時，HCl平衡轉化率為84%，用三段式法對數據進行處理得：起始（濃度） c0 c0 0 0變化（濃度） 0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0平衡（濃度）(1-0.84)c0 (1-0.21)c0 0.42c0 0.42c0則K=；根據題干信息知，進料濃度比過低，氧氣大量剩余，導致分離產物氯氣和氧氣的能耗較高；進料濃度比過高，HCl不能充分反應，導致HCl轉化率較低；2.根據蓋斯定律知，（反應I+反應II+反應III）×2得 H=（H1+H2+H3）×2=-116 kJmol-1；3.若想提高HCl的轉化率，應該促使平衡正向移動，該反應為氣體體積減小的反應，根據勒夏特列原理，可以增大壓強，使平衡正向移動；也可以及時除去產物，較小產物濃度，使平衡正向移動；4.電解過程中，負極上發(fā)生的是得電子反應，元素化合價降低，屬于還原反應，則圖中左側為負極反應，根據圖示信息知電極反應為：Fe3+e-=Fe2+和4=Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O。 7答案及解析：答案：1.酸性; 4; 2.       a、b3.           溫度升高,反應速率加快,平衡右移 該反應是焓增、熵減的反應,任何溫度下均不自發(fā)進行 解析：1.由電荷守恒  ,代入數值 ,顯然溶液呈酸性, 接近4。2.利用蓋斯定律第2個反應減去第1個反應,得          。為酸性氣體,可用堿液洗滌,由于酸性,也可用溶液作洗滌液。3.利用“三段式”求                                                  起始物質的量/            0.8                     0.2                   0平衡物質的量/                設汽缸體積為 。溫度升高反應速率加快,且由于該反應正反應為吸熱反應,則升溫平衡向正方向移動,故溫度越高單位時間內排放量越大。該反應,則,故任何情況下,都不能實現(xiàn)自發(fā)轉化。、在催化劑作用下轉化為和,化學反應方程式為:   。 8答案及解析：答案：1. 2.0.5; 增大; <>AC.解析：