2022高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題跟蹤檢測 化學(xué)反應(yīng)原理綜合題

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1、2022高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題跟蹤檢測 化學(xué)反應(yīng)原理綜合題1隨著國家環(huán)保部系列環(huán)保新規(guī)的出臺,各地環(huán)保部門整治環(huán)保的工作也在緊鑼密鼓地進(jìn)行,其中汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的重要原因之一,因此治理汽車尾氣和燃煤尾氣污染成為重中之重?;卮鹣铝袉栴}:(1)煤燃燒產(chǎn)生的煙氣中含有氮的氧化物,用CH4催化還原NOx可消除氮氧化物的污染。已知:CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H867.0 kJmol1;N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H67.8 kJmol1;適量的N2和O2完全反應(yīng),每生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6 L NO時(shí),則吸收22.5 kJ的熱量。則CH4催化還

2、原NO的熱化學(xué)方程式為_。(2)在汽車排氣系統(tǒng)中安裝三元催化轉(zhuǎn)化器,可發(fā)生反應(yīng):2NO(g)2CO(g) 2CO2(g)N2(g)。在某密閉容器中通入等量的CO和NO,發(fā)生上述反應(yīng)時(shí),c(CO)隨溫度(T)和時(shí)間(t)的變化曲線如圖所示。據(jù)此判斷該反應(yīng)的正反應(yīng)為_(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。溫度為T2時(shí),19 s反應(yīng)達(dá)到平衡,則019 s內(nèi)N2的平均反應(yīng)速率v(N2)_molL1s1。溫度為T1時(shí),該可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K_。(3)SNCRSCR脫硝技術(shù)是一種新型的除去煙氣中氮氧化物的脫硝技術(shù),一般采用氨氣或尿素作還原劑,其基本流程如圖:SNCRSCR脫硝技術(shù)中用NH3作還原劑還原NO的主要反

3、應(yīng)為4NH3(g)4NO(g)O2(g)4N2(g)6H2O(g)HT2,而T1平衡時(shí)CO濃度較高,說明溫度升高,平衡逆向移動,故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。v(N2)v(CO) molL1s10.05 molL1s1。溫度為T1時(shí),根據(jù)三段式法,則有:2NO(g)2CO(g) 2CO2(g)N2(g)起始(molL1) 2.0 2.0 0 0轉(zhuǎn)化(molL1) 1.6 1.6 1.6 0.8平衡(molL1) 0.4 0.4 1.6 0.8故T1時(shí),該可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K80。(3)CO(NH2)2作還原劑,還原NO2生成N2、CO2、H2O,故反應(yīng)的化學(xué)方程式為4CO(NH2)26NO24CO27N

4、28H2O。由題圖可知925 左右時(shí)脫硝效率最高。SCR技術(shù)中使用了催化劑,若溫度太高,則催化劑活性降低或喪失。脫硝反應(yīng)的主反應(yīng)是放熱反應(yīng),故溫度過高時(shí),脫硝主要反應(yīng)的平衡逆向移動,導(dǎo)致脫硝效率降低。答案:(1)CH4(g)4NO(g)=2N2(g)CO2(g)2H2O(g)H1 159.2 kJmol1(2)放熱0.0580(3)4CO(NH2)26NO24CO27N28H2O925 左右溫度太高,會降低催化劑活性溫度過高,脫硝主要反應(yīng)的平衡逆向移動2(1)硼酸(H3BO3)能電離,它在水中能結(jié)合水電離出的OH形成B(OH),寫出硼酸的電離方程式:_。(2)向500 mL 0.2 molL1

5、硼酸溶液中加入2 g氫氧化鈉固體,充分反應(yīng)后,溶液呈堿性,反應(yīng)的離子方程式為_。溶液中各微粒(水除外)濃度由大到小的順序?yàn)開。溶液中_(用含硼酸的電離常數(shù)K和水的離子積常數(shù)Kw的代數(shù)式表示)。(3)在一定條件下,H3BO33CH3OHB(OCH3)33H2O,H3BO3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。升高溫度,正反應(yīng)速率_(填“大于”“小于”或“等于”,下同)逆反應(yīng)速率;反應(yīng)物的總能量_生成物的總能量。(4)已知:H2O(l)=H2O(g)H44 kJmol1,標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L B2H6氣體在足量的氧氣中燃燒,生成三氧化二硼固體和水蒸氣,放出1 016.5 kJ的熱量,寫出表示B2H6

6、氣體燃燒熱的熱化學(xué)方程式:_。(5)硼酸通過一定的反應(yīng)可生成NaBH4,NaBH4是一種強(qiáng)還原劑,用NaBH4和過氧化氫可以設(shè)計(jì)成一種堿性燃料電池,放電時(shí),1 mol NaBH4釋放8 mol e。寫出原電池負(fù)極的電極反應(yīng)式:_。解析:(1)依題意知硼酸的電離類似于鹽的水解,可寫出硼酸的電離方程式。(2)硼酸是弱酸,在離子方程式中寫化學(xué)式;據(jù)計(jì)算得出硼酸過量,反應(yīng)后溶液中含有等物質(zhì)的量的H3BO3和NaB(OH)4,溶液呈堿性,說明B(OH) 的水解程度大于H3BO3的電離程度,可得到微粒濃度的大小關(guān)系。(3)據(jù)圖像分析得出升高溫度,H3BO3的轉(zhuǎn)化率增大,更有利于平衡正向移動,正反應(yīng)為吸熱反

7、應(yīng)。(4)燃燒熱為101 kPa時(shí)1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量,根據(jù)蓋斯定律,可寫出該熱化學(xué)方程式。(5)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),在堿性電池中有大量的OH,利用得失電子守恒即可寫出電極反應(yīng)式。答案:(1)H3BO3H2OB(OH)H(2)H3BO3OH=B(OH)c(H3BO3)c(Na)cB(OH)c(OH)c(H)(3)大于小于(4)B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2 165 kJmol1(5)BH8OH8e=B(OH)4H2O3(2018重慶模擬)氮的化合物在生產(chǎn)和生活中廣泛存在。請回答下列有關(guān)問題:(1)氯胺(NH2Cl)是一種長效緩釋消毒劑

8、,可通過反應(yīng)NH3(g)Cl2(g)=NH2Cl(g)HCl(g)H12 kJmol1來制取?;瘜W(xué)鍵NHClClNClHCl鍵能/(kJmol1)391243a431已知部分化學(xué)鍵的鍵能如表所示(假定不同物質(zhì)中同種化學(xué)鍵的鍵能一樣),則a_。(2)2NO(g)O2(g)2NO2(g)的反應(yīng)歷程分兩步:.2NO(g)N2O2(g)(快)va正ka正c2(NO),va逆ka逆c(N2O2),H10.N2O2(g)O2(g)2NO2(g)(慢)vb正kb正c(N2O2)c(O2),vb逆kb逆c2(NO2),H2”“”或“”“”或“0.6 molL1。由題圖可知,升高溫度Cl濃度降低,則升高溫度平衡

9、向正反應(yīng)方向移動,所以該反應(yīng)的H0。根據(jù)三段式法,A點(diǎn)平衡時(shí)有:Co(H2O)624ClCoCl426H2O起始/(molL1) 0.25 6.5 0轉(zhuǎn)化/(molL1) 0.125 0.5 0.125平衡/(molL1) 0.125 6 0.125因此T1 時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為7.72104。(5)原電池中陽離子向正極(乙池)移動;甲池中Cd失電子生成Cd2,乙池中Co2得電子生成Co,所以甲池中盛放的是CdCl2溶液,乙池中盛放的是CoCl2溶液。答案:(1)6化學(xué)變化(2)雨天時(shí)溫度相對較低,濕度大,平衡向左移動,主要為CoCl26H2O,故呈粉紅色(3)減壓烘干、常溫下晾干、常溫下鼓風(fēng)

10、吹干等(任寫兩種,合理即可)(4)7.72104(5)正極(乙池)CdCl25(2018寧德模擬)高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型、高效的水處理劑,與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Na2FeO410H2O=4Fe(OH)33O28NaOH。電解制備Na2FeO4裝置示意圖如圖所示。(1)a是電源的_(填“正”或“負(fù)”)極。電解時(shí),石墨電極附近溶液的堿性_(填“增強(qiáng)”“減弱”或“不變”)。(2)鐵電極的反應(yīng)式為_。(3)維持一定的電流強(qiáng)度和電解溫度,NaOH起始濃度對Na2FeO4濃度影響如圖(電解液體積相同的情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn))。電解3.0 h內(nèi),隨NaOH起始濃度增大,Na2FeO4濃度變化趨勢是_

11、(填“增大”“不變”或“減小”)。當(dāng)NaOH起始濃度為16 molL1,1.02.0 h內(nèi)生成Na2FeO4的速率是_molL1h1。A點(diǎn)與B點(diǎn)相比,nFe(OH)3:A_B(填“”“”或“B,根據(jù)鐵原子守恒,nFe(OH)3:AB。(4)由題給反應(yīng)知,洗滌劑最好選用堿性溶液來抑制FeO的水解。Fe(NO3)3、NH4Cl溶液中因Fe3、NH的水解溶液均顯酸性;CH3COONa溶液因CH3COO的水解而顯堿性,故C符合題意。(5)將3個(gè)已知的熱化學(xué)方程式按順序分別編號為、,根據(jù)蓋斯定律,將3,得:2Fe(OH)3(s)3NaClO(aq)4NaOH(aq)=2Na2FeO4(aq)3NaCl(

12、aq)5H2O(l)HkJmol1。答案:(1)負(fù)增強(qiáng)(2)Fe8OH6e=FeO4H2O(3)增大8”“”“”“0,所以E1H2。(5)比較M、N兩點(diǎn)CO的轉(zhuǎn)化率,選擇P點(diǎn)為參照點(diǎn),比較M點(diǎn)和P點(diǎn)對應(yīng)的CO的轉(zhuǎn)化率:溫度相同,y1大于y2,投入較多CO來增大SO2轉(zhuǎn)化率,則CO的轉(zhuǎn)化率降低,故M點(diǎn)對應(yīng)的CO轉(zhuǎn)化率小于P點(diǎn);比較N點(diǎn)和P點(diǎn)對應(yīng)的CO轉(zhuǎn)化率:投料比的比值相同,P點(diǎn)溫度高于N點(diǎn),反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向左移動,故P點(diǎn)對應(yīng)的CO轉(zhuǎn)化率小于N點(diǎn)。故CO的平衡轉(zhuǎn)化率:NPM。N點(diǎn)和P點(diǎn)的投料比的比值相同,升高溫度,正、逆反應(yīng)速率均增大,故N點(diǎn)逆反應(yīng)速率小于P點(diǎn)。(6)設(shè)參

13、與反應(yīng)、的SO2的起始物質(zhì)的量濃度分別為a molL1、b molL1,達(dá)到平衡時(shí),轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量濃度分別為x molL1、y molL1,利用三段式法計(jì)算:2CO(g)SO2(g)S(l)2CO2(g)起始/(molL1) 0.2 a 0轉(zhuǎn)化/(molL1) 2x x 2x平衡/(molL1) 0.22x ax 2x2H2(g)SO2(g)S(l)2H2O(g)起始/(molL1) 0.2 b 0轉(zhuǎn)化/(molL1) 2y y 2y平衡/(molL1) 0.22y by 2y依題意知,2x0.16,解得x0.08,2y0.18,解得y0.09,平衡時(shí)c(SO2)0.2 molL10.17 m

14、olL10.03 molL1,c(H2)0.02 molL1,c(H2O)0.18 molL1,則反應(yīng)的K2 700??s小容器體積相當(dāng)于增大壓強(qiáng),反應(yīng)、都是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大。答案:(1)(2)4.31013(3)S(l)O2(g)=SO2(g)H529 kJmol1(4)(5)”或“”)0。若其他條件不變,僅僅增大壓強(qiáng),則逆反應(yīng)速率會_(填“增大”“減小”或“不變”,下同),平衡常數(shù)K會_。在其他條件不變時(shí),請?jiān)趫D中畫出平衡時(shí)CH3OCH3的體積分?jǐn)?shù)隨投料比n(H2)/n(CO2)變化的曲線圖。(3)研究發(fā)現(xiàn),催化劑可以促使煙氣CO、

15、SO2轉(zhuǎn)化為CO2、S。反應(yīng)原理為2CO(g)SO2(g) 2CO2(g)S(l)H270 kJmol1。其他條件相同,研究發(fā)現(xiàn),分別選取Fe2O3、NiO、Cr2O3作上述反應(yīng)的催化劑時(shí),SO2的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖,研究得出,應(yīng)該選擇Fe2O3作催化劑,主要原因可能是_。若在2 L恒容密閉容器中,將3 mol CO、1 mol SO2混合,在一定條件下引發(fā)反應(yīng),當(dāng)SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為40%時(shí),此時(shí)K_。向反應(yīng)容器中再分別通入下列氣體,可以使SO2轉(zhuǎn)化率增大的是_(填標(biāo)號)。ACO BSO2 CN2 DH2S ECO2解析:(1)根據(jù)蓋斯定律,得出H1H32H2。(2)由題圖可知,當(dāng)投

16、料比一定時(shí),溫度越高,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率越低,所以升溫,平衡左移,正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。其他條件不變,增大壓強(qiáng),正、逆反應(yīng)速率均增大;平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),不隨其他條件的變化而變化。當(dāng)反應(yīng)物按系數(shù)之比投料時(shí),CH3OCH3的體積分?jǐn)?shù)最大。(3)根據(jù)題圖,可以得出Fe2O3作催化劑時(shí),在相對較低的溫度下可獲得較高的SO2轉(zhuǎn)化率,從而節(jié)約能源。利用三段式法進(jìn)行計(jì)算:2CO(g)SO2(g) 2CO2(g)S(l)初始/mol 3 1 0轉(zhuǎn)化/mol 0.8 0.4 0.8平衡/mol 2.2 0.6 0.8K0.44。增加CO的量,可以使SO2的轉(zhuǎn)化率增大,A項(xiàng)符合題意;若增加SO2的量,平衡向正反應(yīng)

17、方向移動,但是SO2的轉(zhuǎn)化率會降低,B項(xiàng)不符合題意;通入N2,不影響平衡移動,C項(xiàng)不符合題意;通入H2S,H2S會與SO2反應(yīng),平衡逆向移動,SO2的轉(zhuǎn)化率會降低,D項(xiàng)不符合題意;通入CO2,平衡逆向移動,SO2的轉(zhuǎn)化率會降低,E項(xiàng)不符合題意。答案:(1)H32H2(2)增大不變(3)Fe2O3作催化劑時(shí),在相對較低的溫度下可獲得較高的SO2轉(zhuǎn)化率,從而節(jié)約能源0.44A8鋅元素是重要的金屬元素,鋅及其化合物在生活、生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用,回答下列問題:(1)ZnO和Al2O3的化學(xué)性質(zhì)相似,寫出ZnO和NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式:_。(2)閃鋅礦(主要成分為ZnS)、軟錳礦(主要成分為MnO2)

18、與硫酸共熱時(shí)可以析出單質(zhì)硫,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(3)火法煉鋅時(shí)在鼓風(fēng)爐中加熱到1 1001 300 ,發(fā)生反應(yīng):ZnO(s)CO(g) Zn(g)CO2(g)H198 kJmol1。該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K_。溫度為T1時(shí),反應(yīng)的平衡常數(shù)為K1,則同溫下反應(yīng):ZnO(s)CO(g)Zn(g)CO2(g)的平衡常數(shù)K2_(用K1表示)。某溫度時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K1.0,起始時(shí)在容積固定的密閉鼓風(fēng)爐中通入0.11 molL1 CO(ZnO足量),達(dá)到平衡時(shí),CO的濃度為_。(4)粗銅電解精煉的廢電解液中常含有Zn2、Pb2,向廢電解液中加入Na2S溶液,當(dāng)有PbS和ZnS沉淀時(shí),_。已知:Ks

19、p(PbS)3.41028,Ksp(ZnS)1.61024(5)利用電化學(xué)還原CO2制取ZnC2O4的示意圖如圖所示,電解液不參與反應(yīng)。則Pb電極的電極反應(yīng)為_,當(dāng)通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L CO2時(shí),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為_。解析:(1)由Al2O3與NaOH溶液的反應(yīng)可以類推ZnO與NaOH溶液的反應(yīng),離子方程式為ZnO2OH=ZnOH2O。(2)題給反應(yīng)中析出單質(zhì)硫,說明ZnS被氧化為S,則MnO2被還原為Mn2,根據(jù)得失電子守恒、原子守恒配平化學(xué)方程式。(3)反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K。反應(yīng)的平衡常數(shù)K2。設(shè)平衡建立過程中CO的轉(zhuǎn)化濃度為x molL1,則平衡時(shí)CO的濃度為(0.11x) molL1,Zn(g)、CO2的濃度均為x molL1,則1.0,解得x0.1,則平衡時(shí)CO的濃度為(0.110.1)molL10.01 molL1。(4)104。(5)電解法制備ZnC2O4,CO2在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為C2O,電極反應(yīng)式為2CO22e=C2O。根據(jù)2CO22e=C2O可知通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L CO2時(shí),轉(zhuǎn)移0.5 mol電子。答案:(1)ZnO2OH=ZnOH2O(2)MnO2ZnS2H2SO4MnSO4ZnSO4S2H2O(3) 0.01 molL1(4)104(5)2CO22e=C2O0.5NA(或3.011023)

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