高考化學(xué)三輪專題復(fù)習(xí) 考前體系通關(guān)練 題型17 化學(xué)反應(yīng)原理綜合應(yīng)用題

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1、高考化學(xué)三輪專題復(fù)習(xí) 考前體系通關(guān)練 題型17 化學(xué)反應(yīng)原理綜合應(yīng)用題 1．(xx·廣州二模)多晶硅是太陽(yáng)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(yīng)的熱化學(xué)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(yīng)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(yīng)過(guò)程中的中間產(chǎn)物。隔絕空氣時(shí)，SiO與NaOH溶液反應(yīng)(產(chǎn)物之一是硅酸鈉)的化學(xué)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(shí)，反應(yīng)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(yīng)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(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為__

3、_____________________________________________________。 ②硅基太陽(yáng)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(jìn)行氣相沉積得到，已知Y中Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%，Y的化學(xué)式為________。 解析　(1)①反應(yīng)SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g)可由第一個(gè)反應(yīng)×2＋第二個(gè)反應(yīng)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(yīng)的化學(xué)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(dāng)一定時(shí)，升高溫度，SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率增大，則表明化學(xué)平衡常數(shù)K(1 150 ℃)>K(950 ℃)。(3)①電解時(shí)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，粗硅失去電子，結(jié)合H－生成SiH4氣體，則電極反應(yīng)式為Si＋4H－－4e－===SiH4↑。②Si、N元素組成的化合物中Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%，則＝＝，即化學(xué)式為Si3N4。 答案　(1)①2a＋b　②SiO＋2NaOH===Na2SiO3＋H2↑ (2)①SiHCl3?、? (3)①Si＋4H＋－4e－===SiH4↑　②Si3N4 2．二甲醚(CH3OCH3)被稱為21世紀(jì)的新型燃料，在未來(lái)可能替代汽車燃油、石油液化氣、城

5、市煤氣等，市場(chǎng)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(qiáng)(2.0～10.0 MPa)和催化劑作用下進(jìn)行的，反應(yīng)器中發(fā)生了下列反應(yīng)。 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　③ (1)反應(yīng)器中的總反應(yīng)可表示為3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)，則該反應(yīng)的ΔH＝_____

6、_____，平衡常數(shù)表達(dá)式為____________________，在恒溫、可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行上述反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，二甲醚的產(chǎn)率會(huì)________(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(yīng)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(jìn)展，其化學(xué)反應(yīng)方程式為2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH＞0。 該反應(yīng)在恒溫、體積恒定的密閉容器中進(jìn)行，下列不能作為該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)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(qiáng)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(shí)間內(nèi)消耗2 mol CO2的同時(shí)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(jià)鍵 B．二甲醚作為汽車燃料不會(huì)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(xué)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(yīng)式：_______________________________________________________________。 解析　(1)根據(jù)蓋斯定律，ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－246.1 kJ·mol－1，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)， 二甲醚的產(chǎn)率升高。(2)該反應(yīng)特點(diǎn)是，所有反應(yīng)物和產(chǎn)物都是氣態(tài)，正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，正反應(yīng)吸熱。恒容條件下，密度始終不變，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，壓強(qiáng)不改變時(shí)表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B選項(xiàng)正確；氣體摩爾質(zhì)量等于質(zhì)量與物質(zhì)的量之比，當(dāng)物質(zhì)的量不變時(shí)，氣體平均摩爾質(zhì)量也不變，反應(yīng)達(dá)到

9、平衡狀態(tài)，C選項(xiàng)正確；由反應(yīng)式的化學(xué)計(jì)量數(shù)知，單位時(shí)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(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D選項(xiàng)正確。(3)CH3OCH3分子中只存在碳?xì)滏I、碳氧鍵，它們都是共價(jià)鍵，A選項(xiàng)正確；二甲醚含碳、氫、氧元素，燃燒時(shí)仍然會(huì)產(chǎn)生CO、CO2等大氣污染物，B選項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)誤；燃燒熱強(qiáng)調(diào)生成的水為液態(tài)，正確的熱化學(xué)方程式為CH3OCH3(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　 ΔH＝－1 455 kJ·mol－1，D選項(xiàng)錯(cuò)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(yīng)，A極為負(fù)極；氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，B電極為正極。負(fù)極反應(yīng)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(guó)各地持續(xù)出現(xiàn)嚴(yán)重的霧霾天氣，給人們的生產(chǎn)、生活造成了嚴(yán)重的影響。汽車尾氣中含有CO、氮氧化物、煙塵等污染物，是導(dǎo)致霧霾天氣的原因之一。請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題。 (1)下列說(shuō)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(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)，所以應(yīng)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?dú)馀c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(wú)毒混合氣體，反應(yīng)如下：2NO＋2CON2＋2CO2，則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K＝________。 (3)已知下列熱化學(xué)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(yīng)2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝________。 (4)當(dāng)固體催化劑質(zhì)量一定時(shí)，增大其表面積可加快化學(xué)反應(yīng)速率。如圖表示在其他條件不變時(shí)，反應(yīng)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(shí)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(dá)到平衡過(guò)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(xué)反應(yīng)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(shuō)法正確的是________。 A．反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移3 mol電子，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下N2的體積為22.4 L B．平衡時(shí)，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?yàn)榉磻?yīng)物比生成物的物質(zhì)的量少，所以反應(yīng)物比生成物的能量低 D．其他條件不變時(shí)，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(yīng)的反應(yīng)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(dá)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(shí)，溫度高的反應(yīng)先達(dá)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(yīng)比在T1、S1條件下后達(dá)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(yīng)中每轉(zhuǎn)移3 mol電子時(shí)，生成1 mol N2，A對(duì)；增大一種反應(yīng)物的濃度時(shí)，另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，B錯(cuò)；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，生成物的能量低于反應(yīng)物的，C錯(cuò)；催化劑不影響平

15、衡移動(dòng)，D錯(cuò)。 答案　(1)BC　(2) (3)－746.5 kJ·mol－1　(4)①<　②如圖所示 (5)A 4．(xx·廣州調(diào)研)(1)已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 H2(g)===H2(l)　ΔH＝－0.92 kJ·mol－1 O2(g)===O2(l)　ΔH＝－6.84 kJ·mol－1 H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1 請(qǐng)寫出液氫和液氧反應(yīng)生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式：_______________________________________________________

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

17、____。 A．加入催化劑 B．?dāng)U大容器體積 C．升高溫度 D．增大A的濃度 ③請(qǐng)?jiān)趫D中畫出反應(yīng)物A在0～70 s時(shí)的濃度變化曲線。 解析　本題綜合考查化學(xué)反應(yīng)原理內(nèi)容，考查了蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡的移動(dòng)、電極反應(yīng)式的書寫等知識(shí)，意在考查考生運(yùn)用化學(xué)原理解決問(wèn)題的能力。 (1)由蓋斯定律，利用題給的熱化學(xué)反應(yīng)方程式推導(dǎo)可得要求的熱化學(xué)方程式為H2(l)＋O2(l)===H2O(g)　ΔH＝－237.46 kJ·mol－1。 (2)②反應(yīng)進(jìn)行到70 s時(shí)B的濃度和A的濃度均降低為原來(lái)的，且平衡移動(dòng)時(shí)B的濃度逐漸增大，A的濃度逐漸減小，即平衡向右移動(dòng)，可以判斷改變的條件是擴(kuò)大

18、容器體積。反應(yīng)進(jìn)行到90 s時(shí)A的濃度突然增大，平衡移動(dòng)時(shí)A的濃度逐漸變小，B的濃度逐漸變大，即平衡向右移動(dòng)，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(yīng)起始時(shí)B的濃度為0，進(jìn)行到60 s時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)A的濃度為0.040 mol·L－1，B的濃度為0.120 mol ·L－1，由化學(xué)計(jì)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(duì)應(yīng)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　③如圖 5．(xx·廣東汕頭二模，31)為減小CO2對(duì)環(huán)境的影響，在限制其排放量的同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)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(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________________________________________________。 (2)如將CO2與H2以1∶3的體積比混合。 ①適當(dāng)條件下合成某烴和水，該烴是________(填序號(hào))。 A．烷烴 B．烯烴 C．炔烴 D．苯的同系物 ②適當(dāng)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(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol－1。 測(cè)得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。 從反應(yīng)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(dāng)?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(yīng)生成CH4(g)與液態(tài)水的熱化學(xué)方程式是_______________________________________________________________。 (4)某同學(xué)用沉淀法測(cè)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(shuō)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(shí)驗(yàn)時(shí)除需要測(cè)定工業(yè)廢氣的體積(折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)外，還需要測(cè)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(yīng)為CO2＋K2CO3＋H2O===2KHCO3，然后通入高溫水蒸氣，則相當(dāng)于對(duì)KHCO3加熱，故生成CO2。(2)①假設(shè)生成的烴為CnHm，則反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)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(yīng)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(yīng)物的量或減少水蒸氣的量，根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)，降低溫度或者增大壓強(qiáng)均可。(3)根據(jù)蓋斯定律，第二個(gè)熱化學(xué)方程式×4－第一個(gè)熱化學(xué)方程式得，CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－252.9 kJ·mol－1。(4)通過(guò)表格中的溶解度數(shù)據(jù)可知Ba(OH)2的溶解度遠(yuǎn)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(cè)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(guò)測(cè)定沉淀的質(zhì)量來(lái)達(dá)到測(cè)定二氧化碳的量的目的。 答案　(1)2KHCO3K2CO3＋H2O＋CO2↑ (2)①B?、?.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(xué)驛站：往返迂回，逐個(gè)擊破 大多數(shù)的測(cè)試卷總是從簡(jiǎn)單題開始，逐漸增加試題的難度；但也有一些測(cè)試卷，簡(jiǎn)單題和難題交織排列。做題時(shí)，應(yīng)遵循先易后難的原則，這樣可以為后面的題爭(zhēng)取時(shí)間，且能保證得到所有能得到的分。實(shí)際上，簡(jiǎn)單題往往能給其他題目的解答提供一些啟示。