2018-2022年高考化学真题专项训练:《化学反应原理综合题》.pdf
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1、专 属 教 育 考 试 复 习 专 用 考 试 参 考 习 题 一 系 统 复 习 备 考 题 库 训 练 一 习 题 强 化 考 前 模 拟 测 试 一 模 拟 演 练 通 关 宝 典 梳 理 一 真 题 体 验 技 巧 提 升 冲 刺 一 技 能 技 巧 注:文 本 内 容 应 以 实 际 为 准,下 载 前 需 仔 细 预 览 助 你 一 战 成 名2018-2022年 高 考 化 学 真 题 专 项 训 练:化 学 反 应 原 理 综 合 题 精 研 考 纲 归 纳 核 心 题 海 训 练 回 纳 总 结 体 验 实 战 梳 理 复 习 2018-2022年 高 考 化 学 真 题 汇
2、 编 化 学 反 应 原 理 综 合 题【2022年】1.(2022全 国 甲 卷)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(T i O j转 化 为 T i C l,再 进 一 步 还 原 得 到 钛。回 答 下 列 问 题:(l)T iO2转 化 为 T iC L有 直 接 氯 化 法 和 碳 氯 化 法。在 1000 时 反 应 的 热 化 学 方 程 式 及 其 平 衡 常 数 如 下:()直 接 氯 化:TiO2(S)+2C13(g)=TiQ4(g)+O3(g)A H1
3、=172kJ m orl,Kp l=1.0 xl0-2()碳 氯 化:T iO,(S)+2C12(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)AH2=-51kJ-mol,Kp2=1.2xlO,2Pa 反 应 2c(s)+O?(g)=2CO(g)的 AH 为 kJ m o l1,Pao 碳 氯 化 的 反 应 趋 势 远 大 于 直 接 氯 化,其 原 因 是 o 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”)。在 l.0 xl()5pa,将 T R、C、C1,以 物 质 的
4、 量 比 1:2.2:2 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。0.70.60.50.40.30.20.10.00 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600温 度/C 反 应 C(s)+c o 式 g)=2CO(g)的 平 衡 常 数 Kp(14OO)=P a、图 中 显 示,在 2 0 0 c平 衡 时 TiO?几 乎 完 全 转 化 为 T i C l,但 实 际 生 产 中 反 应 温 度 却 远 高 于 此 温 度,其 原 因 是 o(3)TiO2
5、碳 氯 化 是 一 个“气 一 固 一 固”反 应,有 利 于 TiO?-C“固 一 固”接 触 的 措 施 是 第 1 页,共 8 1页 2/42018-2022年 高 考 化 学 真 题 专 项 训 练:化 学 反 应 原 理 综 合 题 精 研 考 纲 M纳 核 心 题 海 训 练 归 纳 总 结 体 验 实 战 梳 理 复 习【答 案】(1)-223 1.2x10 碳 氯 化 反 应 气 体 分 子 数 增 加,A H小 于 0,是 炳 增、放 热 过 程,燧 判 据 与 焙 判 据 均 是 自 发 过 程,而 直 接 氯 化 的 体 系 气 体 分/数 不 变、且 是 吸 热 过 程
6、 向 左 变 小(2)7.2x105 为 了 提 高 反 应 速 率,在 相 同 时 间 内 得 到 更 多 的 TiCL产 品,提 高 效 益(3)将 两 固 体 粉 碎 后 混 合,同 时 鼓 入 C b,使 固 体 粉 末“沸 腾”【解 析】(1)根 据 盖 斯 定 律,将“反 应-反 应”得 到 反 应 2c(s)+O2(g)=2C O(g),则 浙-51 kJ/mol-172kJ/mol=-223kJ/mol;则 K n=-=L 2=1.2xl0l4Pa;Kpl 1.0 x 10-碳 氯 化 的 反 应 趋 势 远 大 于 直 接 氯 化,因 为 碳 氯 化 反 应 气 体 分 子
7、数 增 加,A H小 于 0,是 燃 增、放 热 过 程,焙 判 据 与 均 判 据 均 是 自 发 过 程,而 直 接 氯 化 的 体 系 气 体 分 子 数 不 变、且 是 吸 热 过 程;对 应 碳 氯 化 反 应,气 体 分 F 数 增 大,依 据 勒 莫 特 列 原 理,增 大 压 强,平 衡 往 气 体 分;数 减 少 的 方 向 移 动,即 平 衡 向 左 移 动:该 反 应 是 放 热 反 应,温 度 升 高,平 衡 往 吸 热 方 向 移 动,即 向 左 移 动,则 平 衡 转 化 率 变 小。(2位 从 图 中 可 知,1400,体 系 中 气 体 平 衡 组 成 比 例
8、CO?是 0.05,T iC k是 0.35,C O是 0.6,反 应 C(s)+CCMg)=2CO(g)的 平 衡 常 数 Kp(l400)=黑=(。x L0 x 叱 005Pti 0.05 x 1.0 x 105Pa=7.2xl05Pa;实 际 生 产 中 需 要 综 合 考 虑 反 应 的 速 率、产 率 等,以 达 到 最 佳 效 益,实 际 反 应 温 度 远 高 于 200,就 是 为 了 提 高 反 应 速 率,在 相 同 时 间 内 得 到 更 多 的 TiCL产 品。(3)固 体 颗 粒 越 小,比 表 面 积 越 大,反 应 接 触 面 枳 越 大。有 利 于 T iC h
9、-C“固-固 接 触,可 将 两 者 粉 碎 后 混 合,同 时 鼓 入 C b,使 固 体 粉 末“沸 腾”,增 大 接 触 面 积。2.(2022浙 江 卷)主 要 成 分 为 H?S的 工 业 废 气 的 回 收 利 用 有 重 要 意 义。(1)回 收 单 质 硫。将 三 分 之 一 的 H R 燃 烧,产 生 的 SO?与 其 余 H F 混 合 后 反 应:2H2S(g)+SO2(g)S8(s)+2H2O(g)o在 某 温 度 下 达 到 平 衡,测 得 密 闭 系 统 中 各 组 分 浓 度 O分 别 为 c(H 2S)=2.0 xl(y5m orL lJ、c(SO2)=5.0
10、x l05m o l-E c(H,O)=4.0 x l0,mol El,计 算 该 温 度 下 的 平 衡 常 数 K=。第 2 页,共 8 1页 2/42018-2022年 高 考 化 学 真 题 专 项 训 练:化 学 反 应 原 理 综 合 题 精 研 考 纲 回 纳 核 心 题 海 训 练 归 纳 总 结 体 验 实 战 梳 理 复 习(2)热 解 H2S制 H?。根 据 文 献,将 H2S和 CH 的 混 合 气 体 导 入 石 英 管 反 应 器 热 解(一 边 进 料,另 一 边 出 料),发 生 如 下 反 应:2H 2s(g)U 2H 式 g)+S 式 g)AH=170kJ-
11、molCH4(g)+S,(g);ACS2(g)+2H,(g)AH,=64kJ-m ol1总 反 应:2H,S(g)+CH4(g)C S2(g)+4H2(g)投 料 按 体 积 之 比 V(H S:V(CH)=2:1,并 用 N?稀 释:常 压,不 同 温 度 卜.反 应 相 同 时 间 后,测 得 H z和 C S,体 积 分 数 如 下 表:温 度/950 1000 1050 1100 1150H2/V(%)0.5 1.5 3.6 5.5 8.5CS2/V(%)0.0 0.0 0.1 0.4 1.8请 回 答:反 应 能 自 发 进 行 的 条 件 是 O 下 列 说 法 正 确 的 是 o
12、A.其 他 条 件 不 变 时,用 A r替 代 N?作 稀 释 气 体,对 实 验 结 果 几 乎 无 影 响 B.其 他 条 件 不 变 时,温 度 越 高,H 2s的 转 化 率 越 高 C.由 实 验 数 据 推 出 H:S 中 的 S-H键 强 于 C H,中 的 C-H键 D.恒 温 恒 压 下,增 加 N2的 体 积 分 数,%的 浓 度 升 高 若 将 反 应 看 成 由 反 应 和 反 应 两 步 进 行,画 出 由 反 应 原 料 经 两 步 生 成 产 物 的 反 应 过 程 能 量 示 意 图。第 3 页,共 8 1页 2/42018-2022年 高 考 化 学 真 题
13、 专 项 训 练:化 学 反 应 原 理 综 合 题 精 研 考 纲 归 纳 核 心 题 海 训 练 归 纳 总 结 体 验 实 战 梳 理 复 习 能 里 反 应 过 程 在 1 0 0 0 C,常 压 下,保 持 通 入 的 H 2s体 积 分 数 不 变,提 高 投 料 比 V(也 S):V(C H J,H 2s的 转 化 率 不 变,原 因 是。在 95()115()范 围 内(其 他 条 件 不 变),S2(g)的 体 积 分 数 随 温 度 升 高 发 生 变 化,写 出 该 变 化 规 律 并 分 析 原 因 随 温 度 升 高,S?(g)的 体 积 分 数 增 大:在 高 温
14、段,随 温 度 升 高:反 应 消 耗 S2的 速 率 大 于 反 应 生 成 S2的 速 率,S:(g)的 体 积 分 数 减 小【解 析】(1)根 据 方 程 式 可 知 该 温 度 卜,平 衡 常 数 K=C2(H,O)(4XI0-3)2 83 7 J r=-:-L/mol=8x10 L/z?k?/;r(H2S)xc(SO2)(2x10 5)x 5 x l0 5(2)根 据 盖 斯 定 律 可 知+即 得 到 反 应 的 A=2 3 4 k J/m o l,这 说 明 反 应 是 吸 热 的 体 积 增 大(即 A 5 0)的 反 应,根 据 A G=,-T A S 0可 自 发 进 行
15、 可 知 反 应 白 发 进 行 的 条 件 是 高 温 卜,自 发 进 行;A.A r是 稀 有 气 体,与 体 系 中 物 质 不 反 应,所 以 其 他 条 件 不 变 时,用 A r替 代 N2作 稀 释 气 体,对 实 验 结 果 几 乎 无 影 响,A 正 确;B.正 反 应 吸 热,升 高 温 度 平 衡 正 向 进 行,温 度 越 高,H 2s的 转 化 率 越 高,B 正 确:第 4 页,共 8 1页 2/42018-2022年 高 考 化 学 真 题 专 项 训 练:化 学 反 应 原 理 综 合 题 精 研 考 纲 M纳 核 心 题 海 训 练 归 纳 总 结 体 验 实
16、 战 梳 理 复 习 C.根 据 表 中 数 据 无 法 得 出 H 2s中 S-H键 和 CH4中 C-H键 的 相 对 强 弱,事 实 上 C-H键 的 键 能 大 于 S-H键 键 能,C 错 误;D.恒 温 恒 压 下,增 加 N2的 体 积 分 数,相 当 于 减 压,平 衡 正 向 进 行,出 的 物 质 的 量 增 加,容 器 容 积 增 加,比 浓 度 减 小,D 错 误:答 案 选 A B;反 应 I、反 应 和 反 应 均 是 吸 热 反 应,则 反 应 过 程 能 量 示 意 图 可 表 示 为 反 应 过 程 根 据 表 中 数 据 可 知 1 0 0 0时 CH4不
17、参 与 反 应,相 同 分 压 的 H2s经 历 相 同 的 时 间 转 化 率 相 同,所 以 在 1 0 0 0常 压 下,保 持 通 入 的 H2s体 积 分 数 不 变,提 高 投 料 比 时 H 2s的 转 化 率 不 变;由 于 在 低 温 段,以 反 应 为 主,随 温 度 升 高,SMg)的 体 积 分 数 增 大:在 高 温 段,随 温 度 升 高:反 应 消 耗 S2的 速 率 大 于 反 应 生 成 S2的 速 率,S:(g)的 体 积 分 数 减 小,因 此 变 化 规 律 是 先 升 后 降。3.(2022全 国 乙 卷)油 气 开 采、石 油 化 工、煤 化 工 等
18、 行 业 废 气 普 遍 含 有 的 硫 化 氢,需 要 回 收 处 理 并 加 以 利 用。回 答 下 列 问 题:(1)已 知 下 列 反 应 的 热 化 学 方 程 式:2Hm(g)+3O2(g)=2SCMg)+2HQ(g)AH,=-1036kJ-mol 4H2S(g)+2SO,(g)=3S,(g)+4H,O(g)AH,=94 kJ-mol 2H式 g)+O式 g)=2H?O(g)AH,=484 kJ-mor1计 算 H2S 热 分 解 反 应 2H2s(g)=Sjg)+2H 式 g)的 AH4=kJ m o l,(2)较 普 遍 采 用 的 H2s处 理 方 法 是 克 劳 斯 工 艺
19、。即 利 用 反 应 和 生 成 单 质 硫。另 一 种 方 法 是:利 用 反 应 高 温 热 分 解 H?S。相 比 克 劳 斯 工 艺,高 温 热 分 解 方 法 的 优 点 是,缺 点 是 第 5 页,共 8 1 页 2/42018-2022年 高 考 化 学 真 题 专 项 训 练:化 学 反 应 原 理 综 合 题 精 研 考 纲 M纳 核 心 题 海 训 练 归 纳 总 结 体 验 实 战 梳 理 复 习(3)在 1470 K、100kPa反 应 条 件 下,将 n(H):n(Ar)=l:4的 混 合 气 进 行 H【S 热 分 解 反 应。平 衡 时 混 合 气 中 H2s与
20、的 分 压 相 等,&S 平 衡 转 化 率 为,平 衡 常 数 K 产 _kPa o(4)在 1373 K、100kPa 反 应 条 件 下,对 于 n(H):n(Ar)分 别 为 4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的 H?S-Ar混 合 气,热 分 解 反 应 过 程 中 H2S 转 化 率 随 时 间 的 变 化 如 下 图 所 示。%、%33?SCH n(HS):n(Ar)越 小,H?S平 衡 转 化 率,理 由 是 n(H2S):n(Ar)=l:9对 应 图 中 曲 线,计 算 其 在 0 9 1 s 之 间,H?S分 压 的 平 均 变 化 率 为 kPa-s1 o【答 案】
21、(1)170(2)副 产 物 氢 气 可 作 燃 料 耗 能 高(3)50%4.76(4)越 高 n(Hf):n(Ar)越 小,H2s的 分 压 越 小,平 衡 向 正 反 应 方 向 进 行,H2s平 衡 转 化 率 越 高 d 24.9【解 析】(1)已 知:2 H2S(g)+3O:(g)=2SO2(g)+2H2O(g)A/7,=-1036kJ/mol 4H2s(g)+2SCh(g)=3S2(g)+4H2O(g)A/:=94kJ/mol 2HMg)+O2(g)=2H2O(g)A H n=484kJ/mol根 据 盖 斯 定 律(+)x;一 即 得 到 2H2s(g)=S2(g)+2&(g)
22、的 M i k(一 1036+94)kJ/molxg+484kJ/mol=170 kJ/mol;第 6 页,共 8 1 页 2/42018-2022年 高 考 化 学 真 题 专 项 训 练:化 学 反 应 原 理 综 合 题 精 研 考 纲 归 纳 核 心 题 海 训 练 归 纳 总 结 体 验 实 战 梳 理 复 习(2)根 据 盖 斯 定 律(+)*可 得 2H2S(g)+O2(g)=S2(g)+2H2O(g)A/7=(-1036+94)kJ/molx|=-3l4kJ/mol,因 此,克 劳 斯 工 艺 的 总 反 应 是 放 热 反 应:根 据 硫 化 氢 分 解 的 化 学 方 程
23、式 可 知,高 温 热 分 解 方 法 在 生 成 单 质 硫 的 同 时 还 有 氢 气 生 成。因 此,高 温 热 分 解 方 法 的 优 点 是:可 以 获 得 氢 气 作 燃 料:但 由 于 高 温 分 解 H 2s会 消 耗 大 量 能 量,所 以 其 缺 点 是 耗 能 高:(3)假 设 在 该 条 件 下,硫 化 氢 和 氟 的 起 始 投 料 的 物 质 的 量 分 别 为 Imol和 4mol,根 据 三 段 式 可 知:H2s的 平 衡 转 化 率 为 第 x 100%=50%,所 以 平 衡 常 数 K p=小 3;舄 H?)2H2s(g)=S2(g)+2H 式 8)始/
24、mol 1 0 0变/mol X 0.5x X平/mol 1-x 0.5x X平 衡 时 H2s和 H2的 分 压 相 等,则 二 者 的 物 质 的 量 相 等,B|j l-x=x,解 得 x=0.5,所 以 0 2 5 x 1 OOkPa x(-0 5 x 1 OOkPa)25.25 5.25(x l O O W25.25=4.76kPa;(4)由 于 正 反 应 是 体 积 增 大 的 可 逆 反 应,n(H?S):n(Ar)越 小,H2s的 分 压 越 小,相 当 于 降 低 压 强,平 衡 向 正 反 应 方 向 移 动,因 此 H2s平 衡 转 化 率 越 高;n(H2S):n(A
25、r)越 小,H2s平 衡 转 化 率 越 高,所 以 n(H?S):n(Ar)=l:9对 应 的 曲 线 是 d:根 据 图 像 可 知 n(H2S):n(Ar)=l:9反 应 进 行 到 0.1s时 H2s转 化 率 为 0.24。假 设 在 该 条 件 3 硫 化 氢 和 就 的 起 始 投 料 的 物 质 的 量 分 别 为 Imol和 9mol,则 根 据 三 段 式 可 知 2 H g)U S2(g)+2H 式 g)始/m”1 0 0变/mol 0.24 0.12 0.24斗 1 mol 0.76 0.12 0.24此 时 H2s的 压 强 为-XlOOkPa=7.51 kPa,H,
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