高考化学一轮复习——化学反应原理综合题.docx

《高考化学一轮复习——化学反应原理综合题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学一轮复习——化学反应原理综合题.docx（42页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、高考化学一轮复习化学反应原理综合题1（2022重庆一中模拟预测）燃煤排放的烟气含有和，形成酸雨、污染大气。采用化学吸收剂对烟气进行脱硫、脱硝，对环境保护有着重要的意义。回答下列问题：(1)NaClO溶液可同时吸收和，原因是和均具有_性。若只脱硫，则用溶液比NaClO溶液更好，理由是_。(从平衡角度分析)(2)在温度为323K时，将烟气匀速通过足量浓度为碱性溶液，1min后，测得溶液中浓度为。则平均反应速率_。(忽略体积变化)(3)在不同温度下，溶液脱硫、脱硝的反应中，和NO的平衡分压如图所示。由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均_(填“增大”“不变”或“减小”)。原因可能是_

2、。(4)若用碱液吸收烟气后，还剩余NO，则可用如图所示装置电解吸收：从A口出来的物质有_。写出电解池阴极的电极反应式：_。2（2022湖北襄阳四中模拟预测）二氧化碳的合理转化及氮氧化物综合治理是现代化学研究的热点。回答下列问题：(1)传统钌配合物催化作用下CO2加氢合成甲酸发生反应I，同时还伴有反应II发生。反应： CO2(g)+H2(g) HCOOH(g)H1反应： CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H2已知： 298K 时，部分物质的相对能量如表所示，H1_H2(填“大于”“小于”或“等于”)。物质CO2(g)H2(g)H2O(g)CO(g)HCOOH(g)相对能量/(k

3、Jmol-1)-3930-242-110-423.9保持323K恒温恒压，CO2(g)、 H2(g)投料比1： 1时，CO2初始分压分别为P1MPa、P2 MPa和P3 MPa(P1P2P3)，测得CO2的转化率(CO2)与时间t的关系如图1所示。在323K， CO2初始分压为P3 MPa时，平衡后，P(HCOOH)=6P(CO)， 则反应I的Kp=_(用含P3的式子表示)。(2)一种新型钌配合物催化剂催化CO2加氢合成甲酸的反应机理如图2所示。催化剂再生的反应为_，研究表明，极性溶剂有助于促进CO2插入M- H 键，使用极性溶剂后极大地提高了整个反应的合成效率的原因可能是_。(3)工业烟气中

4、的氮氧化物可用NH3催化还原，发生反应： 4NH3(g)+6NO(g)= 5N2(g)+ 6H2O(g) H”、“=”或“”)，从原子结构的角度解释其原因_。(2)以工业为原料制备高纯硒的流程如下图。工业硒高纯硒下列说法正确的是_(填字母序号)。a.过程到过程均为氧化还原反应b.既有氧化性，又有还原性c.能与反应生成和d.与化合比与化合容易过程中使用的还原剂为，对应产物是。理论上，过程消耗的与过程消耗的的物质的量之比为_(工业硒中杂质与的反应可忽略)。(3)价铬的化合物毒性较大，常用甲醇酸性燃料电池电解处理酸性含铬废水(主要含有)的原理示意图如下图所示：M极的电极反应式为_，N极附近的_(填“

5、变大”或“变小”或“不变”)。写出电解池中转化为的离子方程式_。9（2022四川眉山三模）氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要应用，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一、(1)已知：2NO(g) +2CO(g) N2(g)+2CO2(g) H =- 746.5kJmol-1N2(g) +O2(g)=2NO(g) H=+180.5 kJmol-12C(s)+ O2(g)=2CO(g ) H=- 221 kJmol-1碳的燃烧热(H)为_。(2)已知在容积为1 L刚性容器中进行反应：2NO2(g) N2O4(g)H说明该反应已达到平衡状态的是_；a v正(N2O4)= 2v逆(

6、NO2) b体系颜色不变c气体密度不变d 不再变化投入NO2的物质的量分别为amol、bmol、cmol时，NO2平衡转化率随温度变化的关系如下图所示：a、b、c的关系是_；H _0，其理由是_；400 C，K=_(列出计算式)。(3)下图所示装置可用于制备N2O5，通过隔膜的离子是_ ， 阳极的电极反应式为_。10（2022全国高考真题）金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石转化为，再进一步还原得到钛。回答下列问题：(1)转化为有直接氯化法和碳氯化法。在时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：()直接氯化：()碳氯化：反应的为_，_Pa。碳氯化

7、的反应趋势远大于直接氯化，其原因是_。对于碳氯化反应：增大压强，平衡_移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转化率_(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)在，将、C、以物质的量比12.22进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。反应的平衡常数_。图中显示，在平衡时几乎完全转化为，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是_。(3)碳氯化是一个“气固固”反应，有利于“固固”接触的措施是_。11（2022全国高三专题练习）在“碳达峰、碳中和”的目标引领下，对减少二氧化碳排放的相关技术研究正成为世界各国的前沿发展方向。回答下列问题：(1)利用

8、CH4-CO2干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响。该反应一般认为通过如下步骤来实现：ICH4(g)=C(ads)+2H2(g)IIC(ads)+CO2(g)=2CO(g)上述反应中C( ads)为吸附活性炭，反应历程的能量变化如图所示：反应I是_(填“ 慢反应”或“快反应”)，CH4-CO2干重整反应的热化学方程式为_。(选取图中E1、E2、E3、E4、E5表示反应热)。在恒压条件下，等物质的量的CH4(g)和CO2(g)发生干重整反应时，各物质的平衡转化率随温度变化如图1所示。已知在干重整中还发生了副反应：H2(g)+CO2(g)=H2O(g)+CO(g)

9、 H 0，则表示CO2平衡转化率的是曲线_ (填“ A”或“B) ，判断的依据是_。在恒压p 、800 K条件下，在密闭容器中充入等物质的量的CH4(g)和CO2(g) ，若曲线A对应物质的平衡转化率为40%，曲线B对应物质的平衡转化率为20%，则以上反应平衡体系中n(H2)： n(H2O)=_，则干重整反应的平衡常数Kp_ (用平衡分压代替平衡浓度表示，分压=总压物质的量分数，列出计算式，无需化简)。(2)二氧化碳电还原反应提供了一种生产乙醇的方法，已知反应过程中在三种不同催化剂表面(Cu、C/Cu、N-C/Cu)的某个基元反应的能量变化如图所示(IS表示始态，TS表示过渡态，FS表示终态，

10、 *表示催化剂活性中心原子)。科学家研究发现铜表面涂覆一层氮掺杂的碳(N-C)可以提高乙醇的选择性，其原因可能是_。(3)科学家通过使用双极膜电渗析法来捕获和转化海水中的CO2，其原理如图所示。写出与电源正极相连一极上的电极反应式：_。下列说法正确的是_(填字母)。A循环液1和循环液2中的阴离子种类相同B隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜C水的电离程度：处理后海水1处理后海水2D该方法可以同时将海水进行淡化12（2022内蒙古呼和浩特二模）氮的氧化物是造成大气污染的主要物质，研究NOx的转化具有重要意义。(1)已知：NO氢化反应2NO(g)+2H2(g)2H2O(g)+N2(g) H，

11、物质的标准生成热是常用的化学热力学数据，可用来计算反应热。H=生成物标准生成热总和-反应物标准生成热总和物质NO(g)H2(g)H2O(g)N2(g)标准生成热(kJmol-1)90.250-241.80H=_kJmol-1，已知该反应能自发进行，则所需条件为_(高温、低温、任意温度)。一定体积密闭容器中，既能加快反应速率又能提高NO平衡转化率的方法是_。某温度下，等物质的量的NO和H2在恒容密闭容器中发生反应，起始压强为100 kPa。达平衡时，总压减少20%，NO的转化率为_，该反应的平衡常数Kp=_。(2)NO氧化反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)分两步进行。2NO(g)N2O

12、2(g) H1N2O2(g)+O2(g)2NO2(g) H2，其反应过程能量变化示意图如图1。决定NO氧化反应速率的步骤是_(填“”或“”)。在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和O2气体，保持其他条件不变，控制反应温度分别为T3和T4(T4T3)，测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图2。转化相同量的NO，在温度_(填“T3”或“T4”)下消耗的时间较长，试结合反应过程能量图(图1)分析其原因：_。13（2022山东德州市教育科学研究院三模）“碳中和”有利于全球气候改善，的资源化利用成为研究重点。(1)二氧化碳加氢合成二甲醚的反应包括三个相互关联的反应过程：i.ii.iii.写出和生成的热化

13、学方程式为_。在压强3.0MPa，不同温度下的平衡转化率和产物的选择性如图所示(选择性是指生成某物质消耗的的物质的量占消耗总的物质的量的百分比)，当温度超过290，的平衡转化率随温度升高而增大的原因是_。根据图中数据计算300时，的平衡产率为_。(2)重整制的过程为：。发生的副反应为(1)中ii在刚性密闭容器中，进料比分别等于1.0、2.0，且起始时压强相同。平衡时甲烷的质量分数与温度的关系如图所示：曲线a的进料比为_。有利于提高平衡转化率的措施是_。(写出两条)。M点的平衡转化率为85%，的平衡转化率为88%，则副反应的压强平衡常数_(保留2位有效数字)。(已知：分压=总压该组分的物质的量分

14、数)14（2022天津天津二模）除去废水中Cr()的方法有多种。请按要求回答下列问题。(1)金属除Cr()法：其他条件相同时，用等量的Zn粉、Zn-Cu粉分别处理酸性含Cr()废水。Cr()的残留率随时间的变化如下图所示，图1中b方法选用的金属粉处理效果更快的原因是_。(2)与熟石灰除Cr()法：向酸性废水中加入，再加入熟石灰，使沉淀(常温下；设时沉淀完全)。实验中的作用是_。Cr()在水溶液中的存在形态分布如图所示。当pH12时，Cr()去除率下降的原因可用离子方程式表示为_。为使沉淀完全，调控溶液的pH最小值为_。(3)离子交换法除铬()：Cr()去除率与pH关系如图所示。已知：强碱性树脂

15、(ROH)与废水中的、离子能发生交换均生成(s)。其反应可表示为(以发生交换为例)。写出发生交换反应的平衡常数表达式，_。当pH4时，Cr()去除率下降的原因是_。(4)电解除铬()法：一般采用在直流电作用下铁板做阳极和阴极忽略Cr()在阴极放电，可将酸性废水中的Cr()转化为，再加碱沉淀为。已知：。酸性废水中的Cr()离子存在的主要形式为_。当沉淀出2mol 时，阳极至少消耗_mol Fe。15（2022福建龙岩三模）CO2CH4催化重整是减缓温室效应、实现碳中和的重要方式，其主反应为：CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g) H，反应体系还涉及以下副反应：i.CH4(g)C(

16、s)+2H2(g) H1=+75.0kJ/molii.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2=+41.0kJ/moliii.CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g) H3=-131.0kJ/mol(1)主反应的H=_kJ/mol。(2)我国学者对催化重整的主反应进行理论研究，提出在PtNi或SnNi合金催化下，先发生甲烷逐级脱氢反应，其反应历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面)。该历程中最大能垒E(正)=_eV/mol；其它条件相同时，催化重整的主反应在不同催化剂下反应相同时间，CO的产率随反应温度的变化如图所示：B是_合金催化下CO的产率随温度的变化曲线，A、B曲线到达W

17、点后重合，请解释原因_。(3)在1L恒容密闭容器中通入1molH2及一定量CO，反应中CO的平衡转化率随n(CO)及温度变化如图：A、B两点对应的CO正反应速率v正(A)_v正(B)(填“”，下同)，B和C两点对应的反应温度TB_TC。已知反应速率v正=k正x(CO)x(H2)，v逆=k逆x(H2O)，k为反应速率常数，x为气体的体积分数，在达到平衡状态为D点的反应过程(此过程为恒温)中，当某时刻CO的转化率刚好达到60%时，=_。(用含k正和k逆的式子表示)16（2022广东三模）工业上常利用和反应制备乙烯。已知：反应()反应()反应()回答下列问题：(1)_。为分压平衡常数，上述、反应的随

18、T的变化如图1所示，则反应对应的曲线为_(填字母)。利用现代传感技术探究压强对反应()平衡移动的影响。在恒定温度和标准压强条件下，往催化转化器中充入一定体积的和气体后密封并保持转化器活塞位置不变。分别在、时迅速移动活塞后并保持活塞位置不变，测定催化转化器内气体压强变化如图2所示。(a)B、D两点对应的正反应速率大小为归_ (填“”、“m2m1 随着温度升高，温度对NO残留率的影响程度大于氨氮比的影响(4) 0.1Au/Ag3PO4 当Au负载量过多时，过多地覆盖Ag3PO4表面，导致Ag3PO4表面单位面积活性位点数减少【解析】(1)生成物的相对能量之和减去反应物的相对能量之和等于H，反应I的

19、H1=-423.9-(-393+0) =-20.9kJ/mol，反应II的H2=(-110-242)-(-393+0) =+41kJ/mol，则H1小于H2；恒压条件下，CO2的压力转化率与初始压强有关，图中z的压力转化率最小，显然CO2的初始分压也最小，即p0-aMPa，平衡时的压力转化率等于平衡转化率，在323K，CO2初始分压为p0-cMPa时，平衡时 (CO2)=70%，说明平衡转化率为70%，设CO2和H2初始物质的量分别为1mol，列出三段式数据：、，由于1mol-x-y=0.3mol，p(HCOOH)=6p(CO)，解得x=0.6mol，y=0.1mol，可求得：Kp=；(2)与

20、原料物质一同加入的是催化剂，催化剂再生的反应为+H2 = +HCOOH；CO2插入M-H键所需的活化能最大，是该反应的决速步骤，使用极性溶剂后活化能降低，极性溶剂有助于促进CO2插入M-H键，使用极性溶剂后极大地提高了整个反应的合成效率；(3)温度相同时，增大氨氧比m=，相当于保持NO的浓度不变，增大NH3的浓度，平衡正向移动，NO的残留率减小，右图可知氨氮比m1、m2、m3由大到小的关系是：m3m2m1；增大氨氮比，NO的残留率应该逐渐减小，但随着温度不断升高，NO的残留率趋近相同，说明随着温度升高，温度对NO残留率的影响程度大于氨氮比的影响；(4)综合图4、图5可知催化效果最佳的是0.1A

21、u/Ag3PO4；图5中表面随着Au的负载量不断增加，反应速率常数先增大后减小，反应速率常数减小，这是由于当Au负载量过多时，过多地覆盖Ag3PO4表面，导致Ag3PO4表面单位面积活性位点数减少，因而反应速率常数减小。3(1)2NO(g)+Cl2(g)=2ClNO(g)H=-111kJmol-1(2)b(3) 随着温度的升高，温度对平衡的影响大于压强对平衡的影响 12.5(4)cd(5)2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O【解析】(1)该反应的化学方程式为：2NO(g)+Cl2(g)=2ClNO(g)，反应热，故热化学方程式为：2NO(g)+Cl2(g)=2ClNO(g) H=-111

22、kJmol-1；(2)a. 反应过程中NO2和O2的浓度比始终保持不变，不能判断达平衡状态，a错误；b. 该反应为气体分子数增多的反应，恒容条件下容器中压强不再变化，可以判断达平衡状态，b正确；c. v正(NO2)= 2v逆(N2O5)时正逆反应速率相等，故所给关系不能判断达平衡状态，c错误；d. 恒容条件下，气体总质量守恒，气体的密度一直不改变，故气体密度不变不能判断达平衡，d错误；故选b；(3)氮气和氢气反应合成氨气，正向为气体分子数减少的反应，相同温度下，压强增大，平衡正向移动，N2的物质的量减少，故P1.8MPa；氮气和氢气反应合成氨气为放热反应，投料比一定时，随着温度的升高，平衡逆向

23、移动，压强增大平衡正向移动，但随着温度的升高，温度对平衡的影响大于压强对平衡的影响，不同压强下趋势相同；根据图中数据，平衡时N2的物质的量为0.4mol，可列出三段式：，气体总的物质的量为2.4mol，各物质分压为N2：，H2：，NH3：，平衡常数：；(4)t1时压强骤减，是快速拉注射器活塞，t2时压强骤升快速，在0-t1过程中当平衡时，v正=v逆，B点压强突然减小，反应向逆向进行，v正v逆；EH压强增大，平衡正向移动，气体的总物质的量减小，根据可知气体的平均摩尔质量不断增大，即平均相对分子质量MFMGMH；C点时反应向逆向进行，D颜色变深，但与B相比颜色浅。a由上述分析可知，t1压强骤减，化

24、学反应速率减小，故vB大于vE，a错误；bt1压强骤减，是快速拉注射器活塞，t2压强骤升快速，是向里快速推注射器活塞，b错误；cC点时反应向逆向进行，D颜色变深，但与B相比颜色浅，c正确；dE点压强最小，气体的总物质的量最大，故平均相对分子质量最小，即MEMF，根据分析，平均相对分子质量MFMGMH，故H点的平均相对分子质量最大，d正确；故选cd。(5)电极a附近氨气转化为氮气，电极反应为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O。4(1)2CO(g)+2NO(g) N2(g+2CO2(g)H=745kJmol1(2) 温度过高时催化剂的催化活性降低 (3)320(4)0.625(5) Fe+

25、8OH6e=FeO+4H2O 阳【解析】（1） N2(g)+O2(g) 2NO(g)H1=+180kJmol1C(s)+O2(g)CO2(g)H2=393kJmol12C(s)+O2(g)2CO(g)H3=221kJmol1若某反应的平衡常数表达式为K，则反应方程式为2CO(g)+2NO(g) N2(g+2CO2(g)，根据盖斯定律2-得2CO(g)+2NO(g) N2(g+2CO2(g)H=393kJmol12-180kJmol1+221kJmol1=745kJmol1；（2）B点温度高而反应速率慢，可能是原因是温度过高时催化剂的催化活性降低；活化能越高，反应速率越慢；A反应速率加快、B反应速率慢，所以A、B两点对应温度下该反应的活化能Ea(A) Ea(B)。（3）在某温度下，原料组成n(CO)：n(NO)=1：1，初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行上述反应，体系达到平衡时N2的分压为20kPa， 则该反应的相对压力平衡常数K =；（4）4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(l)，该反应速率v正=k正C4(NH3)