2023版高考化学微小练习44化学反应原理综合题.pdf

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1、专 练 4 4 化 学 反 应 原 理 综 合 题 1.2022 湖 南 卷 2021年 我 国 制 氢 量 位 居 世 界 第 一，煤 的 气 化 是 一 种 重 要 的 制 氢 途 径。回 答 下 列 问 题:(1)在 一 定 温 度 下，向 体 积 固 定 的 密 闭 容 器 中 加 入 足 量 的 C(s)和 Imol IM)(g),起 始 压 强 为 0.2 MPa时，发 生 下 列 反 应 生 成 水 煤 气：I.C(s)+H20(g)-C0(g)+H2(g)A 一=+131.4 kJ,mol-1II.CO(g)+H20(g)C02(g)+H2(g)=一 41.1 kJ mol-1

2、 下 列 说 法 正 确 的 是;A.平 衡 时 向 容 器 中 充 入 惰 性 气 体，反 应 I的 平 衡 逆 向 移 动 B.混 合 气 体 的 密 度 保 持 不 变 时，说 明 反 应 体 系 已 达 到 平 衡 2C.平 衡 时 比 的 体 积 分 数 可 能 大 兀 D.将 炭 块 粉 碎，可 加 快 反 应 速 率 反 应 平 衡 时，HQ(g)的 转 化 率 为 50%,C 0 的 物 质 的 量 为 0.1 mol。此 时，整 个 体 系(填“吸 收”或“放 出”)热 量 _kJ,反 应 I 的 平 衡 常 数 K尸(以 分 压 表 示，分 压=总 压 X 物 质 的 量

3、分 数)。(2)一 种 脱 除 和 利 用 水 煤 气 中 CO?方 法 的 示 意 图 如 下:某 温 度 下，吸 收 塔 中 K03溶 液 吸 收 一 定 量 的 C0?后，c(C0,)：C(HC03)=1：2,则 该 溶 液 的 p H=(该 温 度 下 H X n 的 吊 尸 4.6X 107 七=5.0X 10一”)；再 生 塔 中 产 生 CO2的 离 子 方 程 式 为 一；利 用 电 化 学 原 理，将 C0,电 催 化 还 原 为 CJ1,阴 极 反 应 式 为 2.2021 河 北 卷(节 选)当 今，世 界 多 国 相 继 规 划 了 碳 达 峰、碳 中 和 的 时 间

4、节 点，因 此，研 发 二 氧 化 碳 利 用 技 术、降 低 空 气 中 二 氧 化 碳 含 量 成 为 研 究 热 点。(1)大 气 中 的 二 氧 化 碳 主 要 来 自 于 煤、石 油 及 其 他 含 碳 化 合 物 的 燃 烧。已 知 25 时，相 关 物 质 的 燃 烧 热 数 据 如 下 表:物 质 H2(g)C(石 墨，s)C6H6(1)燃 烧 热 A(kj mol 1)-285.8-393.5-3 267.5则 25 时 Fb(g)和 C(石 墨，s)生 成 C6H6(1)的 热 化 学 方 程 式 为(2)雨 水 中 含 有 来 自 大 气 的 CO”溶 于 水 中 的 C

5、O,进 一 步 和 水 反 应，发 生 电 离：CO2(g)O2(aq)(aq)+H,0(1)w H+(aq)+HCO.(aq)25 时，反 应 的 平 衡 常 数 为 从 溶 液 中 CO?的 浓 度 与 其 在 空 气 中 的 分 压 成 正 比(分 压=总 压 X 物 质 的 量 分 数)，比 例 系 数 为 y mol 厂 1 kPa”当 大 气 压 强 为 kPa,大 气 中 COz(g)的 物 质 的 量 分 数 为“时，溶 液 中 H+浓 度 为 mol I L(写 出 表 达 式，考 虑 水 的 电 离，忽 略 HCO3的 电 离)。(3)105 时，将 足 量 的 某 碳 酸

6、 氢 盐(MHCOJ固 体 置 于 真 空 恒 容 容 器 中，存 在 如 下 平 衡：2MHC0s(s)M2C03(S)+HQ(g)+COz(g)上 述 反 应 达 平 衡 时 体 系 的 总 压 为 46 kPa。保 持 温 度 不 变，开 始 时 在 体 系 中 先 通 入 一 定 量 的 COz(g),再 加 入 足 量 MH(a(s),欲 使 平 衡 时 体 系 中 水 蒸 气 的 分 压 小 于 5 kPa,CO2(g)的 初 始 压 强 应 大 于 kPa。(4)我 国 科 学 家 研 究 Li-COz电 池，取 得 了 重 大 科 研 成 果。回 答 下 列 问 题：Li-CO

7、,电 池 中，Li为 单 质 锂 片，则 该 电 池 中 的 CO?在 一(填 正 或“负”)极 发 生 电 化 学 反 应。研 究 表 明，该 电 池 反 应 产 物 为 碳 酸 锂 和 单 质 碳，且 CO?电 还 原 后 与 锂 离 子 结 合 形 成 碳 酸 锂 按 以 下 4 个 步 骤 进 行，写 出 步 骤 HI的 离 子 方 程 式。2-I.2C02+2e-=C20 42-2-II.C20=C 02+C04 2III.2-IV.CO+2Li+=Li2c O33 研 究 表 明，在 电 解 质 水 溶 液 中，C02气 体 可 被 电 化 学 还 原。CO?在 碱 性 介 质 中

8、 电 还 原 为 正 丙 醇(CH3CH2CH2OH)的 电 极 反 应 方 程 式 为3.2021 全 国 乙 卷 一 氯 化 碘(IC1)是 一 种 卤 素 互 化 物，具 有 强 氧 化 性，可 与 金 属 直 接 反 应，也 可 用 作 有 机 合 成 中 的 碘 化 剂。回 答 下 列 问 题：(1)历 史 上 海 藻 提 碘 中 得 到 一 种 红 棕 色 液 体，由 于 性 质 相 似，Liebig误 认 为 是 IC1,从 而 错 过 了 一 种 新 元 素 的 发 现。该 元 素 是。(2)氯 饴 酸 铁(BaPtCL)固 体 加 热 时 部 分 分 解 为 BaCL,Pt和

9、 Ck,376.8 时 平 衡 常 数 KP=1.0X10Pa2 在 一 硬 质 玻 璃 烧 瓶 中 加 入 过 量 BaPtCh,抽 真 空 后，通 过 一 支 管 通 入 碘 蒸 气(然 后 将 支 管 封 闭)。在 376.8,碘 蒸 气 初 始 压 强 为 20.0 kPa。376.8 平 衡 时，测 得 烧 瓶 中 压 强 为 32.5 kPa,则 R c i=kPa,反 应 21cl(g)=Ck(g)+h(g)的 平 衡 常 数 4=(列 出 计 算 式 即 可)。(3)McMorris测 定 和 计 算 了 在 136180 范 围 内 下 列 反 应 的 平 衡 常 数 4：2

10、N0(g)+2IC1(g)-2N0C1(g)+12(g)府 2N0Cl(g)-2N0(g)+CL(g)能 得 到 1g储 3 和 1 g 龈 均 为 线 性 关 系，如 下 图 所 示：/x itf/K-1 由 图 可 知，N0C1分 解 为 N0和 Ck反 应 的 分 0(填“大 于 或 小 于)。反 应 21cl(g)=CL(g)+L(g)的 K=(用 后、族 表 示)；该 反 应 的 小/0(填“大 于”或“小 于”)，写 出 推 理 过 程(4)Kistiakowsky曾 研 究 了 N0C1光 化 学 分 解 反 应，在 一 定 频 率(v)光 的 照 射 下 机 理 为：NOCl+

11、Av-N0C1*N0C1+N0C1*NO+CL其 中 力 v 表 示 一 个 光 子 能 量，N0C1*表 示 N0C1的 激 发 态。可 知，分 解 1 mol的 N0C1需 要 吸 收 mol的 光 子。4.2022 浙 江 卷 1 月(节 选)工 业 上，以 煤 炭 为 原 料，通 入 一 定 比 例 的 空 气 和 水 蒸 气,经 过 系 列 反 应 可 以 得 到 满 足 不 同 需 求 的 原 料 气。请 回 答：(1)在 C 和“的 反 应 体 系 中：反 应 1 C(s)+02(g)=C 02(g)必=394 kJ molT反 应 2 2C0(g)+02(g)=2C02(g)A

12、=-566 kJ mol反 应 3 2C(s)+O2(g)=2CO(g)图 1 设 尸 一/S,反 应 1、2 和 3 的 y 随 温 度 7的 变 化 关 系 如 图 1所 示。图 中 对 应 于 反 应 3 的 线 条 是 _ 一 定 压 强 下，随 着 温 度 的 升 高，气 体 中 CO与 CO2的 物 质 的 量 之 比 A.不 变 B.增 大 C.减 小 D.无 法 判 断(2)水 煤 气 反 应：C(s)+H2(g)=CO(g)+H2(g)=131 kJ mol 一、工 业 生 产 水 煤 气 时，通 常 交 替 通 入 合 适 量 的 空 气 和 水 蒸 气 与 煤 炭 反 应

13、，其 理 由 是 专 练 4 4 化 学 反 应 原 理 综 合 题 1.(1)BD 吸 收 31.2 0.02 MPa(2)10-A 2HCO,H2O+CO2 t+COt 2cO2+12H+12e=C2H什 杀。解 析：(1)平 衡 时 向 容 器 中 充 入 惰 性 气 体，各 物 质 浓 度 不 变，反 应 I 的 平 衡 不 移 动，A错 误；C(s)在 反 应 过 程 中 转 化 成 气 体，气 体 质 量 增 大，使 气 体 密 度 增 大，直 至 反 应 达 到 平 衡，B 正 确；由 I+11得 C(s)+2H20(g)wC02(g)+2Hz(g),当 该 反 应 进 行 到

14、底 时，B 的 体 积 分 数 为 亨，但 可 逆 反 应 不 可 能 进 行 到 底，故 c 错 误；将 炭 块 粉 碎，增 大 了 炭 与 水 蒸 气 的 接 触 面 积，可 加 快 反 应 速 率，D 正 确。设 反 应 达 到 平 衡 时，反 应 I消 耗 xmolHzCKg)、反 应 H 消 耗 ymolHQ(g),由 题 中 信 息 可 得：I.C(s)+H2O(g)w CO(g)+H2(g)起 始 量/mol:1 0 0变 化 量/mol:xxxII.CO(s)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)变 化 量/mol:yyyy平 衡 量/mol:A y 1Ayyx+y则 x+尸

15、 50%Xl、x一 尸 0.1,解 得 x=0.3、y=0.2,故 整 个 体 系 的 热 量 变 化 为+131.4kJ moFxO.3 mol-41.1 kJ mol-1 X 0.2 mol=+31.2 kJ(吸 收 热 量)。平 衡 时 气 体 总 物 质 的 量 是 1.3 mol,总 压 强 为 0.26 MPa,故 反 应 I 的 平 衡 常 数 T(叱;3H.=p(H2O)0.1 0.5 X0.26 MPaX X0.26 MPaJ.o 1.o-T-z-=0.02 MPa。0.5-TXO.26 MPai J,、c(cof)c(ir)“/、，、,(2)由-、-=5.0X10“、c(C

16、0，)：C(HCO7)=1：2,可 得 c(HC03)3 3c(H+)=1.0X10-lmol L_1,pH=-lg c(H+)=10 再 生 塔 中 产 生 8 2 的 同 时 生 成 K2cO3,说 明 KHCOa在 水 蒸 气 加 热 条 件 下 发 生 分 解 反 应。由 题 意 知，COz在 阴 极 得 到 电 子 生 成 CM”图 中 质 子 交 换 膜 提 示 有 射 参 与 反 应，故 阴 极 反 应 式 为 2C02+12H h+12e-=C2H4+4H202.(l)3H2(g)+6Cffi,s)=Cf iH6(l)A=+49.1 kJ molT 布 凉(3)100.82-2

17、-(4)正 2C0,+C02=2C0、+C(2)302+18e-+13H20=C H3CH2CH20H+180H解 析：(1)由 题 给 燃 烧 热 数 据 可 得，lb(g)+1 02(g)=H20(l)=-285.8 kJ-mol15T,C(石 墨,s)+02(g)=C 02(g)/%=-393.5 kJ m o L,+02(g)=6CO2(g)+3也 0 A A=-3 267.5 kJ mol”根 据 盖 斯 定 律，目 标 方 程 式 可 由 3 X+6 X 一 得 到，其=(-285.8 kJmol-,)X3+(-393.5 kJ mol-1)X 6-(-3 267.5 kJ mol

18、-)=+49.IkJ-mor1,故 Hz(g)与 C(石 墨，s)生 成 C6H 的 热 化 学 方 程 式 为 3H2(g)+6C(石 墨，s)=C6H6(1)4+49.1 kJ mol，(2)溶 液 中 COa的 浓 度 与 其 在 空 气 中 的 分 压 成 正 比，比 例 系 数 为 y mol-L-1-kPa-1,因 此 当 大 气 压 强 为 p kPa,大 气 中 C(Mg)的 物 质 的 量 分 数 为 x 时，溶 液 中 COz(aq)浓 度 为 7Pxmol。设 溶 液 中 I 浓 度 为 a mol，由 反 应 COKaq)+上 0(1)=1广(aq)+HCO,(aq),

19、可 得 c(HCO,)=c(H+)=amol L cC02(aq)2=ypx mol L-1,则 K=，解 得 a=ylKypx。(3)平 衡 体 系 总 压 为 46 kPa,则 由 ypx v2MHCO；t(s)岫 CO3(s)+H2O(g)+COz(g)可 得 p(H20)=p(C02)=23 kPa,4=23X23。若 保 持 温 度 不 变，设 开 始 先 通 入 CO?的 压 强 为 x kPa,平 衡 时 水 蒸 气 分 压 为 5 kPa时，可 列“三 段 式”:2 M H C 03(S)M2c。3(s)+H20(g)+CO2(g)起 始/kPa 0 x转 化/kPa 5 5平

20、 衡/kPa 5 5+x4=23X23=5X(5+x),解 得 x=100.8,故 为 使 平 衡 时 水 蒸 气 分 压 小 于 5 kPa,CO?(g)初 始 压 强 应 大 于 100.8 kPa。(4)巾-(；02电 池 的 总 反 应 式 为 4叮+3(：02=2匕 03+。电 池 中，锂 为 负 极，CO?在 正 极 发 生 电 化 学 反 应，由 电 池 总 反 应 式 可 得 正 极 反 应 为 3co2+4e-+4Li2-2-+=2Li2C03+C；结 合 步 骤 I、II、IV,可 得 步 骤 HI的 离 子 方 程 式 为 2C0,+C02=2C0；t+C 介 质 呈 碱

21、 性，应 用 01 配 平，CO,在 碱 性 介 质 中 电 还 原 为 正 丙 醇，电 极 反 应 方 程 式 为 3C02+18e-+13H20=CH3CH2CH20H+180H,3.滨(或 Br),、100X(20.0X 103-1 2.4X 103)24,8-(24.8X W-P-(3)大 于 6 岫 大 于 设 r T,即，一|ig)-ig 6|=i g 6(/)ig)则 lg M T)-w)lg g?)厢(7),K(T)M7)(4)0.5解 析：(1)根 据 题 给 信 息“得 到 一 种 红 棕 色 液 体”,且 含 有 一 种 新 元 素，结 合 卤 素 的 性 质，可 知 所

22、 得 液 体 中 含 有 的 新 元 素 应 为 漠(或 B r)(2)结 合 BaPtCL(s)-BaCL(s)+Pt(s)+2 c k(g)可 得 376.8 时 P=1.0 X 1 0 Pa2=p2(Cl2),则 平 衡 时 p(C k)=1.OX 10“P a=1.0X 102 Pa=O.1 k P a,相 同 温 度、相 同 容 积 下，气 体 物 质 的 量 之 比 等 于 压 强 之 比，设 平 衡 时 L 减 小 的 压 强 为 x k P a,根 据 三 段 式 法 得 L(g)+S(g)W 21cl(g)起 始 压 强/(k P a):20.0 0转 化 压 强/(kPa)

23、:xx2x平 衡 压 强/(k P a):20.0-x 0.1 2x根 据 平 衡 时 总 压 强 为 32.5 k P a得(20.0太)+0.l+2 x=3 2.5,解 得 x=12.4,则 平 衡 时 加=12.4 kPaX 2=24.8 kPa。结 合 上 述 分 析 可 知 反 应 21cl(g)=L(g)+C k(g)的 平 衡 期“p(C l2)X p(I2)100X(20.0X 103-1 2.4X 103)r _吊 数 彳=p2(IC1)-=-(24,8X 103)2-或 0 X(：0?二 12.义.(3)结 合 图 像 1 g 6;X IO?可 知，随 横 坐 标 逐 渐

24、增 大，即 温 Z4.o 1度 逐 渐 降 低，1 g 能 逐 渐 减 小，即 平 衡 逆 向 移 动，说 明 该 反 应 的 正 反 应 为 吸 热 反 应，即 4-工 c”白 f，p 2(N0C1)X p(1).(NO)X。(Ck),u大 于 0-口 口 W 中 培 可 知 司=0 2(N0)Xp2(IC1)K v 2=p(NOCI)故 反 应 2 1 cl(g)合 i(g)+c k(g)的 平 衡 常 数 H(ci;)Q=凝%。设 r T,即;|l g B(7)-l g 后|=l g A；i(7)-l g K r),则 l g 6)+lg 觞(7)l g 6(7)+l g 厢(7),即

25、lg 般)%如,故.K(T)(?),由 此 可 判 断 出 21cl(g)w l2(g)+C k(g)为 吸 热 反 应,即 大 于 0。结 合 在 光 的 照 射 下 N0C1分 解 的 反 应 机 理 可 得，总 反 应 为 2N O C 1+Z;v-2N0+C12,可 知 分 解 1mol N0C1时 需 吸 收 0.5 m ol光 子。4.a B(2)水 蒸 气 与 煤 炭 反 应 吸 热，氧 气 与 煤 炭 反 应 放 热，交 替 通 入 空 气 和 水 蒸 气 有 利 于 维 持 体 系 热 量 平 衡，保 持 较 高 温 度，有 利 于 加 快 化 学 反 应 速 率，同 时 交

26、 替 通 入 空 气 和 水 蒸 气，还 可 以 起 到 稀 释 作 用，有 利 于 水 煤 气 反 应 平 衡 向 右 移 动，提 高 水 煤 气 得 产 率 解 析：(1)由 己 知 方 程 式：(2X 反 应 1 一 反 应 2)可 得 反 应 3,结 合 盖 斯 定 律 得：A A=2 A A H=2X(-394)-(-566)kJ.mol-1=-222 kJ mol-1,反 应 1 前 后 气 体 分 子 数 不 变，升 温 y 不 变，对 应 线 条 b,升 温 促 进 反 应 2 平 衡 逆 向 移 动，气 体 分 子 数 增 多，境 增，y 值 增 大，对 应 线 条 c,升

27、温 促 进 反 应 3 平 衡 逆 向 移 动，气 体 分 子 数 减 少，嫡 减，y 值 减 小，对 应 线 条 a,故 此 处 填 a；温 度 升 高，三 个 反 应 平 衡 均 逆 向 移 动，由 于 反 应 2 焰 变 绝 对 值 更 大，故 温 度 对 其 平 衡 移 动 影 响 程 度 大，故 CO?物 质 的 量 减 小,CO物 质 的 量 增 大，所 以 CO与 CO?物 质 的 量 比 值 增 大。(2)由 于 水 蒸 气 与 煤 炭 反 应 吸 热，会 引 起 体 系 温 度 的 下 降，从 而 导 致 反 应 速 率 变 慢，不 利 于 反 应 的 进 行，通 入 空 气，利 用 煤 炭 与 Q 反 应 放 热 从 而 维 持 体 系 温 度 平 衡，维 持 反 应 速 率，同 时 交 替 通 入 空 气 和 水 蒸 气，还 可 以 起 到 稀 释 作 用，有 利 于 水 煤 气 反 应 平 衡 向 右 移 动，提 高 水 煤 气 得 产 率。