2022届优质校一模化学试卷汇编——化学反应原理综合题 (学生版).docx
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1、专题 12化学反应原理综合题对接高考题 型考查年份关联知识点化学反应原理综合题2021年全国乙卷元素的性质、化学平衡常数求算、综合图像分析、吸热反应放热反应判断、化学平衡移动原理2021年全国甲卷盖斯定律、能量与反应进程图像、温度体积分数图像分析、化学平衡移动原理、化学平衡常数计算、转化率计算、2021年北京卷元素的性质、电化学、化学平衡常数2020年天津卷物质的性质、电子式、空间构型、转化率、化学平衡标志的判断、转化率温度图像分析2021年山东卷物质的命名、反应热相关计算、平衡常数、图像分析、化学平衡移动原理2021年河北卷热化学反应方程式、新型化学电池2021年湖南卷反应热计算、自发反应的
2、判断、图像分析、速率、平衡常数的计算、电解原理的应用、化学平衡移动原理2021年湖北卷焓变与键能的关系、化学平衡常数、图像分析、速率求算、化学平衡移动方法点拨考点1 以气相反应为载体的综合考查1题型特点这类试题往往以化学反应速率,化学平衡知识为主题,借助图像、图表的手段,综合考查关联知识,关联知识主要有:(1)H符号的判断、热化学方程式的书写、应用盖斯定律计算H。(2)化学反应速率的计算与比较,外因对化学反应速率的影响(浓度、压强、温度、催化剂)。(3)平衡常数、转化率的计算,温度对平衡常数的影响;化学平衡状态的判断,用化学平衡的影响因素进行分析和解释。(4)在多层次曲线图中反映化学反应速率、
3、化学平衡与温度、压强、浓度的关系。2解答化学平衡移动问题的步骤(1)正确分析反应特点:包括反应物、生成物的状态,气体体积变化,反应的热效率。(2)明确外界反应条件:恒温恒容、恒温恒压、反应温度是否变化、反应物配料比是否变化。(3)结合图像或K与Q的关系,平衡移动原理等,判断平衡移动的方向或结果。(4)结合题意,运用“三段式”,分析计算、确定各物理量的变化。3分析图表与作图时应注意的问题(1)仔细分析并准确画出曲线的最高点、最低点、拐点和平衡点。(2)找准纵坐标与横坐标的对应数据。(3)描绘曲线时注意点与点之间的连接关系。(4)分析表格数据时,找出数据大小的变化规律。例题1(2021年全国甲卷)
4、二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题:(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:该反应一般认为通过如下步骤来实现:总反应的H=_;若反应为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_(填标号),判断的理由是_。A B C D(2)合成总反应在起始物时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为,在下的、在下的如图所示。用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数,表达式_;图中对应等压过程的曲线是_,判断的理由是_;当时,的平衡转化率_,反应条件可能为_或_。例题2(2021年湖南卷)氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体,且安全、易储运,可通过下面两种方
5、法由氨气得到氢气。方法I:氨热分解法制氢气相关化学键的键能数据化学键键能946436.0390.8一定温度下,利用催化剂将分解为和。回答下列问题:(1)反应H=_;(2)已知该反应的,在下列哪些温度下反应能自发进行?_(填标号)A25 B125 C225 D325(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下,将通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa),各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。若保持容器体积不变,时反应达到平衡,用的浓度变化表示时间内的反应速率_(用含的代数式表示)时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变,图中能正确表示压缩后分压变化趋势
6、的曲线是_(用图中a、b、c、d表示),理由是_;在该温度下,反应的标准平衡常数_。(已知:分压=总压该组分物质的量分数,对于反应,其中,、为各组分的平衡分压)。方法:氨电解法制氢气利用电解原理,将氨转化为高纯氢气,其装置如图所示。(4)电解过程中OH-的移动方向为_(填“从左往右”或“从右往左”);(5)阳极的电极反应式为_。考点2 物质性质与化学平衡的综合考查1题型特点此类试题以元素及化合物、化学平衡知识为主题,借助图像、图表的手段考查相关联的知识。主要考查点:(1)反应现象的描述。(2)氧化还原反应、原电池与电解池、陌生离子方程式的书写。(3)化学键与反应的热效应计算、信息条件下速率计算
7、、平衡常数的计算、Ksp的计算。(4)平衡的影响因素、平衡移动与图像及相关原因的分析。2解题思路(1)根据题目提供的信息,结合元素及其化合物的相关知识,先对简单问题进行解答。(2)识别图像类型,确定横坐标、纵坐标的含义,理解题型中线(曲线、折线)、点(起点、拐点等)所表示的含义。(3)思考有关化学原理相关章节所涉及到与图像有关的定律公式等。(4)图像与相关规律合理整合对接,做出正确合理规范解答。例题3(2021年北京卷)某小组实验验证“Ag+Fe2+Fe3+Ag”为可逆反应并测定其平衡常数。(1)实验验证实验I:将0.0100 mol/L Ag2SO4溶液与0.0400 mo/L FeSO4溶
8、液(pH=1)等体积混合,产生灰黑色沉淀,溶液呈黄色。实验II:向少量Ag粉中加入0.0100 mol/L Fe2(SO4)3溶液(pH=1),固体完全溶解。取I中沉淀,加入浓硝酸,证实沉淀为Ag。现象是_。II中溶液选用Fe2(SO4)3,不选用Fe(NO3)3的原因是_。综合上述实验,证实“Ag+Fe2+Fe3+Ag”为可逆反应。小组同学采用电化学装置从平衡移动角度进行验证。补全电化学装置示意图,写出操作及现象_。(2)测定平衡常数实验III:一定温度下,待实验I中反应达到平衡状态时,取v mL上层清液,用c1 mol/L KSCN标准溶液滴定Ag+,至出现稳定的浅红色时消耗KSCN标准溶
9、液v1 mL。资料:Ag+SCN-AgSCN(白色) K=1012Fe3+SCN-FeSCN2+(红色) K=102.3滴定过程中Fe3+的作用是_。测得平衡常数K=_。(3)思考问题取实验I的浊液测定c(Ag+),会使所测K值_(填“偏高”“偏低”或“不受影响”)。不用实验II中清液测定K的原因是_。试题汇编1(2021安徽高三)氮的化合物是水体、空气中的污染物,对生态系统和人体健康造成危害,其治理或综合利用是科研工作者研究的热点。(1)经研究发现,废水中氨氮(以NH3表示)可用次氯酸钠去除,反应原理如图所示:氨氮的去除过程不宜采用较高温度加热的方法加快反应速率,其原因是_; 理论上,次氯酸
10、钠和去除的氨氮(以NH3表示)的物质的量之比为_。(2)一种以沸石笼作为载体对氮氧化物进行催化还原的原理如图所示:已知4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) 1=-907. 28kJmol-14NH3(g) +3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) 2=-1269.02kJmol-1则图中脱除NO的总反应的热化学方程式为_。在沸石笼中以一定流速通过体积比一定的NH3、NO、O2在不同温度下进行该催化还原反应,催化剂的质量分数对单位时间内NO去除率的影响如图所示:从起始至对应A、B、C三点的平均反应速率由大到小的顺序为_;若混合气体中O2含量一定,在催化剂适宜温度范围内,当时
11、,随着该比值的增大,NO去除率_ (填“增大”,“减小”或“不变”);当1时,随着该比值的增大,NO去除率无明显变化,可能的原因是_。2(2021山西大同高三)当今,世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。因此,研发二氧化碳的利用技术,将二氧化碳转化为能源是缓解环境和能源问题的方案之一。I利用二氧化碳催化加氢制甲醇(CH3OH)。CO2和H2在一定条件下合成甲醇。在2L恒容密闭容器中充入总物质的量为6mol的CO2和H2发生反应:,改变氢碳比,在不同温度下反应达到平衡状态,测得的实验数据如下表。CO2转化率/%温度/K5006007008001.5453
12、320122.0604328153.083624022(1)下列说法中正确的是_(填标号);Av(CH3OH)=v(CO2)时,反应达到平衡B增大氢碳比,平衡正向移动,平衡常数增大CCO2和H2合成甲醇为放热反应D当混合气体密度不变时,达到平衡(2)在700K、氢碳比为3.0的条件下,若5min时反应达到平衡状态,则05min内用H2表示的平均反应速率为_;(3)该反应一般认为通过如下步骤来实现:总反应的_;若反应为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_(填标号)。II二氧化碳催化加氢合成乙烯的原理为。原料初始组成,体系压强恒定为0.1MPa,不同温度下反应达到平衡时,四种组分的物质
13、的量分数x随温度T的变化如图所示。(4)图中曲线a代表四种物质中的_(填化学式);(5)利用A点数据,计算630K时反应的平衡常数Kp=_(列出计算式即可。以分压表示,分压=总压物质的量分数)。III电解法转化CO2可实现CO2的资源化利用。(6)电解CO2制的原理示意图如下所示,反应时阴极电极反应式为_。3(2021江苏常州高三)以废锂电池(主要成分为LiCoO2和Al,含少量C、Fe单质)为原料可制备Co3O4。已知:Co元素常见化合价为+2、+3,钴酸锂(LiCoO2)不溶于水,Co2+和Co3+均易与NH3形成络合物。(1)将一定量的废锂电池粉碎,加入适量的稀硫酸和30%的H2O2溶液
14、,加热搅拌,待固体充分溶解后,过滤除去不溶性杂质。溶解时,LiCoO2在H2SO4和H2O2作用下转化为可溶性硫酸盐Li2SO4和CoSO4,该反应的离子方程式为_。溶解后,Fe元素以Fe2(SO4)3形式存在于滤液中。推测微粒的氧化性强弱顺序为CoO_(填“”或“”)Fe3+。(2)向滤液中滴加NaOH溶液,调节pH进行除杂。若溶液中c(Co2+)=0.2molL-1,欲使溶液中Fe3+,Al3+的浓度均小于110-6molL-1,需控制的pH范围为_。已知:室温下,KspAl(OH)3=110-33,KspFe(OH)3=310-39,KspCo(OH)2=210-15(3)向除杂后的溶液
15、中加入NaHCO3溶液,水浴加热至50左右,反应生成CoCO3沉淀。若改用NH4HCO3作沉淀剂,CoCO3的沉淀率明显降低,原因是_。(4)在纯氧中加热分解CoCO3,测得加热升温过程中固体的质量变化如图所示。加热分解CoCO3制备Co3O4需要控制的温度为_(写出计算推理过程)。4(2021全国模拟)羰基硫(O=C=S)广泛存在于以煤为原料制备的各种化工原料气中,能引起催化剂中毒、化学产品质量下降和大气污染等。羰基硫的氢解和水解反应是两种常用的脱硫方法,其反应式如下。请回答下列问题:氢解反应:COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) 1=+7kJmol-1水解反应:COS(g)+H
16、2O(g)H2S(g)+CO2(g) 2=-35kJmol-1(1)根据上述信息:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) 3,则3=_。(2)羰基硫的氢解反应的正、逆反应的平衡常数(K)与温度T的关系如图所示,其中表示逆反应的平衡常数(K逆)变化曲线的是_(填“A”或“B”)。T1时,向容积为10L的恒容密闭容器中充入2molCOS(g)和1molH2(g),发生COS的氢解反应,则该温度下COS的平衡转化率为_。(保留两位有效数字)(3)某温度时,在恒容密闭容器中用活性-Al2O3作催化剂发生羰基硫(COS)的水解反应,COS(g)的平衡转化率随不同投料比n(H2O)/n(COS)
17、的转化关系如图1所示。其他条件相同时,改变反应温度,测得反应时间为ts时COS的水解转化率如图2所示。反应时间为ts时,该水解反应的最佳反应条件为投料比n(H2O)/n(COS)=_,温度为_。当温度升高到一定值后,发现反应时间为ts时COS(g)的水解转化率降低,猜测可能的原因是_。COS氢解反应产生的CO可合成二甲醚(CH3OCH3),二甲醚燃料电池的工作原理如图所示。该电池的负极反应式为:_。5(2021全国模拟)氢气是重要的化工原料,研究氢气的高效利用具有深远的意义。回答下列问题。合成氨工业中,H2与N2在铁触媒的作用下反应历程为:化学吸附:N2(g)2N*(*表示吸附态,下同)、H2
18、(g)2H*;表面吸附:N*+H*NH*、NH*+H*NH2*、NH2*+H*NH3*。脱附:NH3*NH3(g)。其中脱附决定合成氨的整体反应速率。(1)根据题意,铁触媒在合成氨中的作用为_。(2)实际生产中,原料气中H2和N2的物质的量之比为2.81,N2适度过量的理由除了原料易得、可提高H2的转化率外,还有_。(3)已知:Ka1(H2SO3)Kb(NH3H2O)Ka2(H2SO3)。工业上用氨水处理硫酸厂尾气中的SO2,恰好生成(NH4)2SO3时,溶液显_性(填“酸”“中”或“碱”,下同);继续吸收SO2恰好生成NH4HSO3时,溶液显_性。在一定条件下,H2可以用于治理氮氧化物污染。
19、(4)有关键能如下表,则2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(g)该反应正反应与逆反应活化能之差为_。化学键HHNON2HO键能/(kJmol1)436632946464(5)向两个容积为2 L的刚性容器中均充入2 mol H2和2 mol NO,分别在220和300发生反应:2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(g)。测得两容器中H2与H2O的物质的量随时间的变化关系如图所示,曲线平衡后气体的总压强为p1kPa,曲线平衡后气体的总压强为p2kPa。220条件下的变化曲线为_(填“”或“”);ad段N2的平均反应速率为_mol/(Lmin)。a、c、d三点的逆反应速率由大到
20、小的顺序为_(用a、c、d表示);曲线代表的温度下,该反应的Kp=_(Kp为用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数,分压=总压物质的量分数)。6(2021山东潍坊高三)苯乙烯是一种重要的有机化工原料,可利用乙苯催化脱氢法制备。实际生产中常在体系中充入一定量的CO2,主要反应如下:IC8H10(g)C8H8(g)+H2(g) 1=+117.6kJmol-1;IICO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) 2=+41.2kJmol-1。回答下列问题:(1)一定温度下,向盛放催化剂的10L恒容密闭容器中充入2molC8H10(g)和1molCO2(g)发生反应I和反应II。20min末达到平
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