高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)考點專項突破練習(xí)：專題九 化學(xué)反應(yīng)原理綜合練習(xí) 2含解析

2020屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)考點專項突破練習(xí)專題九 化學(xué)反應(yīng)原理綜合練習(xí)（2）1、請參考題中圖表，已知E1134 kJ·mol1、E2368 kJ·mol1，根據(jù)要求回答下列問題：(1)圖是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2(g)和NO(g)過程中的能量變化示意圖，若在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)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(yīng)的熱化學(xué)方程式：_(2)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)的熱化學(xué)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(xué)方程式為_(3)如表所示是部分化學(xué)鍵的鍵能參數(shù)?；瘜W(xué)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(chǎn)物的結(jié)構(gòu)如圖所示，則表中x_ kJ·mol1(用含a、b、c、d的代數(shù)式表示)。2、中科院一項最新成果實現(xiàn)了甲烷高效生產(chǎn)乙烯，甲烷在催化作用下脫氫,在氣相中經(jīng)自由基偶聯(lián)反應(yīng)生成乙烯，其反應(yīng)如下：2CH4(g) C2H4(g) +2H2(g) H >0化學(xué)鍵HHCHC = CCCE(kJ / mol)abcd1.已知相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如上表，甲烷制備乙烯反應(yīng)的H = (用含a.b.c.d的代數(shù)式表示)。2.T1溫度時，向1L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4 ,僅發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)過程中 015min CH4的物質(zhì)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(nèi)CH4表示的反應(yīng)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(zhì)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(yīng)條件,導(dǎo)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(shù)僅與溫度有關(guān)，T1溫度時k正與K逆的比值為 (填數(shù)值)。若將溫度由T1升高到T2,則反應(yīng)速率增大的倍數(shù)V正 V逆(選填“>”、“”或“=”)；判斷的理由是 4.科研人員設(shè)計了甲烷燃料電池并用于電解。如圖2所示，電解質(zhì)是摻雜了 Y2O3與 ZrO2的固體，可在高溫下傳導(dǎo)O2-C極的Pt為 極(選填“陽”或“陰” )。該電池工作時負(fù)極反應(yīng)方程式為 。用該電池電解飽和食鹽水，一段時間后收集到標(biāo)況下氣體總體積為112mL,則電解后所得溶液在25時pH= (假設(shè)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?xì)浠衔锎髿馕廴疚锖退廴疚锏奶幚韺ㄔO(shè)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(zhuǎn)化成無毒物質(zhì)。 已知: N2(g)+O2(g)=2NO(g)    H1=+180.5kJ/mol   K1(該反應(yīng)的平衡常數(shù)) 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(zhuǎn)化成N2(g)和CO2(g)的熱化學(xué)方程式_,以及該熱化學(xué)方程式的平衡常數(shù)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(yīng)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(yīng)達到平衡時,容器的壓強變?yōu)樵瓉淼?9/30,則反應(yīng)開始到平衡時NO2的平均反應(yīng)速率v(NO2)=_mol/(L·s)。若容器中觀察到_,可判斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài);能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大,且平衡向逆反應(yīng)方向移動的是_。A.及時分離出CO2B.適當(dāng)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(xué)降解NO2-的原理如下圖,陰極反應(yīng)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(yīng),生成氮氣的物質(zhì)的量與時間變化如圖a?；罨茏钚〉氖莀用E(A)、E(B)、E(C)表示三種催化劑下該反應(yīng)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(guān)系如圖b。試說明圖中曲線先增大后減小的原因_(假設(shè)該溫度范圍內(nèi)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(gòu)建具有重要的意義。(1) 現(xiàn)有反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H<0 。在850時，K=1。如果上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K值變大，該反應(yīng)_(填字母)。a.一定向正反應(yīng)方向移動 b.在平衡移動過程中正反應(yīng)速率先增大后減小c.一定向逆反應(yīng)方向移動 d.在平衡移動過程中逆反應(yīng)速率先減小后增大若反應(yīng)容器的容積為2.0L，反應(yīng)時間4.0min，容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量減小了0.8mol，在這段時間內(nèi)CO2 的平均反應(yīng)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(yīng)向_(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)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(zhuǎn)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(yīng)中CO2的轉(zhuǎn)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?；卮鹣铝袉栴}:(1)As的原子序數(shù)為_。畫出砷的原子結(jié)構(gòu)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(zhì)硫。寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_。該反應(yīng)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(yīng)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(yīng):。溶液中c()與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系如圖所示。下列可判斷反應(yīng)達到平衡的是_(填標(biāo)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(yīng)的平衡常數(shù)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(chǎn)出量也隨之迅速增長。因此，將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點。回答下列問題：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(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系：可知反應(yīng)平衡常數(shù)K（300 ）_K（400 ）（填“大于”或“小于”）。設(shè)HCl初始濃度為c0，根據(jù)進料濃度比c(HCl) c(O2)=11的數(shù)據(jù)計算K（400 ）=_（列出計算式）。按化學(xué)計量比進料可以保持反應(yīng)物高轉(zhuǎn)化率，同時降低產(chǎn)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(zhuǎn)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(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計了一種新的工藝方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如下圖所示：負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有_（寫反應(yīng)方程式）。電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，需消耗氧氣_L（標(biāo)準(zhǔn)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(xué)組分及其平均濃度如下表:離子濃度/根據(jù)表中數(shù)據(jù)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(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。已知:          寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:  _。 洗滌含的煙氣,以下物質(zhì)可作洗滌劑的是_。a.  b.  c. d. ,3.汽車尾氣中和的生成及轉(zhuǎn)化。已知汽缸中生成的反應(yīng)為:     1 空氣含0.8 和 0.2,1300 時在密閉容器內(nèi)反應(yīng)達到平衡,測得為。計算該溫度下的平衡常數(shù)=_。汽車啟動后,汽缸溫度越高,單位時間內(nèi)排放量越大,原因是_。汽車燃油不完全燃燒時產(chǎn)生,有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去: 已知該反應(yīng)的,簡述該設(shè)想能否實現(xiàn)的依據(jù):_。 目前,在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器可減少和的污染,其化學(xué)反應(yīng)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(xué)方程式為_。2.將轉(zhuǎn)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(yīng)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(yīng)。測得和濃度隨時間變化如圖1所示。請回答:03內(nèi)氫氣的平均反應(yīng)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?jǐn)?shù)_(填“增大”、“減小”或“不變”)。取五份等體積的和混合氣體(物質(zhì)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(yīng),反應(yīng)相同時間后,測得甲醇的體積分?jǐn)?shù)與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線如圖2所示,則上述轉(zhuǎn)化為甲醇的反應(yīng)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(yīng)原理為:,已知一定條件下,該反應(yīng)中的平衡轉(zhuǎn)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(yīng),用某組分()的平衡壓強()代替物質(zhì)的量濃度()也可以表示平衡常數(shù)(記作),則該反應(yīng)平衡常數(shù)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(yīng)達到平衡狀態(tài)。當(dāng)改變反應(yīng)的某一個條件后,下列變化能說明平衡一定向逆反應(yīng)方向移動的是_。A.逆反應(yīng)速率先增大后減小B.混合氣體的密度增大 C.化學(xué)平衡常數(shù)值減小D.氫氣的轉(zhuǎn)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(yīng)所需的活化能，但是不改變反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量，由圖可知，1mol NO2和1mol CO反應(yīng)生成CO2和NO放出熱量368-134=234kJ，根據(jù)熱化學(xué)方程式書寫原則進行書寫；（2）依據(jù)熱化學(xué)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(jù)化學(xué)鍵的斷裂和形成的數(shù)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(shù)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(nèi)顏色不再發(fā)生變化; B3.2+6e-+8H+=N2+4H2O4.E(A);低于300,反應(yīng)未達到平衡,溫度升高,反應(yīng)速度加快;高于300,反應(yīng)已平衡,隨溫度升高,反應(yīng)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(yīng)(2) 溫度超過250，催化劑的催化效率降低增大反應(yīng)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(yīng)速率增大，而且平衡右移，可提高生產(chǎn)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(shù)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(zhì)硫，砷元素化合價+3價變化為+5價，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S；增大壓強，可增大反應(yīng)速率，并使平衡正向移動，增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，故答案為：2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S；加壓反應(yīng)速率增大，而且平衡右移，可提高生產(chǎn)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(xué)反應(yīng)，速率之比等于化學(xué)計量數(shù)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(yīng)達到平衡狀態(tài)，b項正確；c由圖可知，當(dāng)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(zhì)的濃度不再變化，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，d項正確；故答案為：bd；反應(yīng)從正反應(yīng)開始進行，tm時反應(yīng)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(yīng)速率更小，故答案為：小于；tm時濃度更小，反應(yīng)速率更慢；反應(yīng)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(yīng)達到平衡時，生產(chǎn)c()為y mol/L，則反應(yīng)生產(chǎn)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(zhuǎn)化率較低2.1163.增加反應(yīng)體系壓強、及時除去產(chǎn)物4.Fe3+e=Fe2+，4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O;5.6解析：1.根據(jù)反應(yīng)方程式知，HCl平衡轉(zhuǎn)化率越大，平衡常數(shù)K越大，結(jié)合圖像知K(300 )>K(400 )；由圖像知，400 時，HCl平衡轉(zhuǎn)化率為84%，用三段式法對數(shù)據(jù)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(jù)題干信息知，進料濃度比過低，氧氣大量剩余，導(dǎo)致分離產(chǎn)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(yīng)，導(dǎo)致HCl轉(zhuǎn)化率較低；2.根據(jù)蓋斯定律知，（反應(yīng)I+反應(yīng)II+反應(yīng)III）×2得 H=（H1+H2+H3）×2=-116 kJmol-1；3.若想提高HCl的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)該促使平衡正向移動，該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，根據(jù)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(chǎn)物，較小產(chǎn)物濃度，使平衡正向移動；4.電解過程中，負(fù)極上發(fā)生的是得電子反應(yīng)，元素化合價降低，屬于還原反應(yīng)，則圖中左側(cè)為負(fù)極反應(yīng)，根據(jù)圖示信息知電極反應(yīng)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(yīng)速率加快,平衡右移 該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng),任何溫度下均不自發(fā)進行 解析：1.由電荷守恒  ,代入數(shù)值 ,顯然溶液呈酸性, 接近4。2.利用蓋斯定律第2個反應(yīng)減去第1個反應(yīng),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(zhì)的量/            0.8                     0.2                   0平衡物質(zhì)的量/                設(shè)汽缸體積為 。溫度升高反應(yīng)速率加快,且由于該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則升溫平衡向正方向移動,故溫度越高單位時間內(nèi)排放量越大。該反應(yīng),則,故任何情況下,都不能實現(xiàn)自發(fā)轉(zhuǎn)化。、在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為和,化學(xué)反應(yīng)方程式為:   。 8答案及解析：答案：1. 2.0.5; 增大; <>AC.解析：