（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

題型特訓(xùn)15第10題化學(xué)反應(yīng)原理綜合題A1.(2019河南六市高三第一次聯(lián)考)工業(yè)上利用N2和H2可以實現(xiàn)合成氨氣,而氨又可以進一步制備硝酸,在工業(yè)上一般可進行連續(xù)生產(chǎn)。請回答下列有關(guān)問題:(1)已知N2(g)+O2(g)2NO(g)H=+180.5 kJ·mol-1N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4 kJ. mol-12H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-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,進行化學(xué)反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(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/K298398498K4.1×106K1K2比較K1、K2的大小:K1K2(填“>”“=”或“<”); 在恒溫恒壓下判斷該反應(yīng)達到化學(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。其陰極的電極反應(yīng)式為。 常溫下,1 L pH=6的NH4NO3溶液中c(NH3·H2O)+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AgNO3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:.2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)2H2SO4(aq)H1.Cl2(g)+H2O(l)HCl(aq)+HClO(aq)H2.2HClO(aq)2HCl(aq)+O2(g)H3SO2(g)+Cl2(g)+2H2O(l)2HCl(aq)+H2SO4(aq)H4=(用含有H1、H2和H3的代數(shù)式表示)。 (2)25 時,H2SO3溶液中各含硫微粒的物質(zhì)的量分數(shù)()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。交換膜應(yīng)選用(填“陽離子交換膜”或“陰離子交換膜”)。 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)生反應(yīng)2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)H=-270 kJ·mol-1,若反應(yīng)進行到20 min時達平衡,測得CO2的體積分數(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)體系總壓強隨時間的變化如圖所示:圖中三組實驗從反應(yīng)開始至達到平衡時,v(CO)最大的為(填序號)。 與實驗a相比,c組改變的實驗條件可能是。 3.(2019湖南湖北八市十二校高三調(diào)研聯(lián)考)二甲醚又稱甲醚,簡稱DME,熔點-141.5 ,沸點-24.9 ,與石油液化氣(LPG)相似,被譽為“21世紀的清潔燃料”。由合成氣(CO、H2)制備二甲醚的反應(yīng)原理如下:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H1=-90.0 kJ·mol-12CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H2=-20.0 kJ·mol-1回答下列問題。(1)已知H2O(l)H2O(g)H=+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)的速率是 mol·(L·min)-1,可逆反應(yīng)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),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.達到新平衡后體系的壓強不變D.容器中CH3OCH3的體積分數(shù)減小(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)進行反應(yīng),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)丙烯是重要的有機化工原料,丙烷脫氫制丙烯具有顯著的經(jīng)濟價值和社會意義。反應(yīng)原理如下為C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)H1。(1)一定溫度下,向10 L恒容密閉容器中充入2 mol C3H8發(fā)生反應(yīng),經(jīng)過10 min達到平衡狀態(tài),測得平衡時氣體壓強是開始的1.75倍。010 min內(nèi)丙烯的生成速率v(C3H6)=,C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率為。 下列情況能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是。 A.氣體密度保持不變B.c(C3H6)·c(H2)/c(C3H8)保持不變C.H1保持不變D.C3H8分解速率與C3H6消耗速率相等(2)總壓強分別為p1和p2時,上述反應(yīng)在不同溫度下達到平衡,測得丙烷及丙烯的物質(zhì)的量分數(shù)如下圖所示:壓強:p1(填“>”或“<”)p2。 為了提高反應(yīng)速率和反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是。 若p1=0.1 MPa,起始時充入一定量的丙烷發(fā)生反應(yīng),計算Q點對應(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算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。 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)在實際生產(chǎn)中,還可能存在如下副反應(yīng):C3H8(g)C2H4(g)+CH4(g)H2=+81.7 kJ·mol-1C2H4(g)+H2(g)C2H6(g)H3C3H8(g)+H2(g)CH4(g)+C2H6(g)H4=-54.8 kJ·mol-1則H3=。 參考答案題型特訓(xùn)15第10題化學(xué)反應(yīng)原理綜合題A1.答案 (1)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)H=-905.0 kJ·mol-1(2)>AD(3)NO+5e-+6H+NH4+H2O10-6(4)<16(5)3.6×10-8解析 (1)N2(g)+O2(g)2NO(g)H=+180.5kJ·mol-1,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4kJ·mol-1,2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-483.6kJ·mol-1。根據(jù)蓋斯定律×2-×2+×3得4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)H=-905.0kJ·mol-1。(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-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。2v正(H2)=3v逆(NH3),正、逆反應(yīng)速率比等于計量數(shù)比,一定達到平衡狀態(tài),A正確;2v正(N2)=v逆(H2),正、逆反應(yīng)速率比不等于計量數(shù)比,沒有達到平衡狀態(tài),B錯誤;N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在恒溫恒壓下反應(yīng),壓強是恒量,容器內(nèi)壓強保持不變,不一定達到平衡狀態(tài),C錯誤;根據(jù)=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)達到平衡,D正確。(3)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。pH=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,體積比等于物質(zhì)的量比,設(shè)T和平衡時容器的壓強不變,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)逆向進行,即v正<v逆。(5)向50mL0.09mol·L-1的AgNO3溶液中加入50mL0.10mol·L-1的鹽酸生成氯化銀沉淀,鹽酸有剩余,剩余c(Cl-)=(0.05L×0.10mol·L-1-0.05L×0.09mol·L-1)÷0.1L=0.005mol·L-1。Ksp(AgCl)=c(Cl-)·c(Ag+)=1.8×10-10,c(Ag+)=(1.8×10-10)÷0.005mol·L-1=3.6×10-8mol·L-1。2.答案 (1)(H1+2H2+H3)/2(2)由圖中數(shù)據(jù)可以計算出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)陽離子交換膜2Cl-2e-Cl2(4)0.03 mol·(L·min)-111.25(5)b升高溫度解析 (1)利用蓋斯定律可得H4=(H1+2H2+H3)/2。(2)根據(jù)圖像pH=1.9的交點計算電離常數(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的交點計算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,陽極電極反應(yīng)式2Cl-2e-Cl2。(4)2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)H=-270kJ·mol-1c(初)10.50cxx2xc(平)1-x0.5(1-x)x根據(jù)題意可知0.5=x1-x+0.5(1-x)+x,計算得出x=0.6v(CO)=ct=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)根據(jù)斜率可以看出b曲線單位時間內(nèi)變化最快,所以圖中三組實驗從反應(yīng)開始至達到平衡時,v(CO)最大的為b。由于反應(yīng)物的量和容器容積都相同,c組比a組的壓強大,則應(yīng)是升高了溫度。所以與實驗a相比,c組改變的實驗條件可能是升高溫度。3.答案 (1)2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(l)H2=-244.0 kJ·mol-1(2)60%0.121(3)BD(4)2(5)2CO2+O2+4e-2CO32-解析 (1)給H2O(l)H2O(g)H=+44.0kJ·mol-1編號為,根據(jù)蓋斯定律,×2+-得2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(l)H2=-244.0kJ·mol-1。(2)由已知,CO和H2按照物質(zhì)的量之比12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),生成1.2molCH3OH,用CH3OH表示反應(yīng)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)H2O(g)的平衡濃度為0.2mol·L-1,反應(yīng)CH3OH(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)的平衡常數(shù)K2=c(CH3OCH3)·c(H2O)c2(CH3OH)=0.2×0.20.22=1。(3)化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響,反應(yīng)正向為放熱反應(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的體積分數(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)計量數(shù)之比投料,則平衡轉(zhuǎn)化率相同,圖中交點縱坐標表示H2和CO轉(zhuǎn)化率相等,橫坐標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)0.015 mol·(L·min)-175%BD(2)>升高溫度0.012 5 MPa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,從而促進反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行,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/mol200變化量/molxxx平衡量/mol2-xxx根據(jù)阿伏加德羅定律,等溫等容條件下,氣體壓強之比等于物質(zhì)的量之比,則2-x+x+x2=1.75,解得x=1.5。010min內(nèi)丙烯的生成速率v(C3H6)=1.5mol10L×10min=0.015mol·(L·min)-1,C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率為1.52×100%=75%。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)表達式,若保持不變,則說明達到平衡狀態(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,則說明達到平衡狀態(tài),D正確。(2)由圖可知,溫度一定時,p1時丙烷的物質(zhì)的量分數(shù)大于p2時,由方程式可知,壓強越大,平衡逆向移動,丙烷的物質(zhì)的量分數(shù)越大,所以壓強p1>p2。由圖可知,隨著溫度升高,丙烷的物質(zhì)的量分數(shù)降低,說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向進行,反應(yīng)速率和反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率都增大。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/mol100變化量/molyyy平衡量/mol1-yyyQ點時丙烷的物質(zhì)的量分數(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)的量分數(shù)分別為:12、14、14,則Q點對應(yīng)溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=p(C3H6)·p(H2)p(C3H8)=14×0.1MPa×14×0.1MPa12×0.1MPa=0.0125MPa。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,從而促進反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行,提高了丙烷脫氫的轉(zhuǎn)化率。(3)將已知反應(yīng)編號:C3H8(g)C2H4(g)+CH4(g)H2=+81.7kJ·mol-1C2H4(g)+H2(g)C2H6(g)H3C3H8(g)+H2(g)CH4(g)+C2H6(g)H4=-54.8kJ·mol-1根據(jù)蓋斯定律,由-可得反應(yīng),則H3=H4-H2=-54.8kJ·mol-1-81.7kJ·mol-1=-136.5kJ·mol-1。