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专题三、化学反应原理综合题目 录19一、化学反应中的能量变化1二、化学反应速率和化学平衡2三、电解质溶液3四、电化学5综合训练7限时训练9一、化学反应中的能量变化（一）、反应热1、从宏观上分析，反应热的形成原因是反应物具有的总能量与生成物具有的总能量的相对大小；2、从微观上分析，反应热形成原因是断键时吸收的总能量与成键时放出的总能量的相对大小。3、从能量角度比较物质的稳定性：物质本身具有的能量越高，其总键能就越小、稳定性就越差。（二）热化学方程式的书写1、检查是否标明聚集状态：固（s）、液（l）、气（g）。2、检查H的“”、“”是否与吸热、放热一致。（放热反应H0）。3、检查H的数值是否与反应物或生成物的物质的量相匹配（成比例）。4、书写表示燃烧热的热化学方程式时，可燃物的化学计量数为1，产物应为完全燃烧生成稳定的氧化物，并以此配平其余物质的化学计量数。如H2燃烧生成的是H2O（l），而不是H2O（g）。5、书写表示中和热的热化学方程式时，H2O的化学计量数为1，并以此配平其余物质的化学计量数。【练习】1、 为解决目前燃料使用过程中的环境污染问题，并缓解能源危机，有的专家提出利用太阳能促使燃料循环使用的构想，如下图所示：过程表示如下： 2CO22COO2 2H2O2H2O2 2N26H2O4NH33O22CO24H2O2CH3OH3O2 2CO4H2O2CH43O2 请回答：（1）上述转化过程中，H1和H2的关系是_。（2）断裂1 mol化学键所需的能量见下表：共价键HNHONNO=O断裂1 mol化学键所需能量/kJmol1393460941499常温下，N2与H2O反应生成NH3的热化学方程式为_。2、已知在热力学标准态（298 K、1.01105 Pa）下，由稳定的单质发生反应生成1 mol化合物的反应热叫做该化合物的生成热（H）。下图为氧族元素的氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图。（1）归纳非金属元素氢化物的稳定性与氢化物的生成热H 的关系：_。（2）写出硒化氢在热力学标准态下，发生分解反应的热化学方程式：_。二、化学反应速率和化学平衡1、化学反应速率的大小比较：只要比较、的大小即可，但要注意速率单位的统一。2、化学反应速率的影响的外界因素：浓度越大越快；温度越高越快；压强是通过对浓度的有效改变来影响的。3、可逆反应达到平衡状态的标志（1）“等”：v正v逆（方向相反，快慢相同）；（2）“定”：各组分含量不随时间而改变（一万年不变）。4、化学平衡移动方向的判定（1）应用平衡移动原理：（2）应用浓度商Qc与平衡常数K的关系：（3）应用等价模型：在恒温下，向恒容的容器中等比改变投料量，相当于在活塞容器中改变压强。【练习】3、25 时，在体积为2 L的密闭容器中，气态物质A、B、C的物质的量n（mol）随时间t的变化如下图所示，已知达平衡后，降低温度，A的转化率将增大。（1）根据上图数据，写出该反应的化学方程式：_；此反应的平衡常数表达式K=，从反应开始到达第一次平衡时的平均速率v（A）为。（2）在57 min内，若K值不变，则此处曲线变化的原因是。（3）下图表示此反应的反应速率v和时间t的关系图：各阶段的平衡常数如下表所示：t2-t3t4-t5t5-t6t7-t8K1K2K3K4K1、K2、K3、K4之间的关系为_。A的转化率最大的一段时间是。4、已知反应Fe（s）CO2（g）FeO（s）CO（g）Ha kJmol1，平衡常数为K；反应CO（g）1/2O2（g）=CO2（g）Hb kJmol1；反应Fe2O3（s）3CO（g）=2Fe（s）3CO2（g）Hc kJmol1。测得在不同温度下，K值如下：温度/500700900K1.001.472.40（1）若500 时进行反应，CO2的起始浓度为2 molL1， CO的平衡浓度为_。（2）反应为_（选填“吸热”或“放热”）反应。（3）700 时反应达到平衡，要使该平衡向右移动，其他条件不变时，可以采取的措施有_。A缩小反应器体积B通入CO2 C升高温度到900 D使用催化剂 E增加Fe的量（4）下列图像符合反应的是_（图中v为速率，为混合物中CO含量，T为温度且T1T2）。（5）由反应和可求得，反应2Fe（s）+O2（g）=2FeO（s）的H=_。5、工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO（g）2H2（g） CH3OH（g）。 （1）甲图是反应时CO和CH3OH（g）的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡，用CO浓度变化表示平均反应速率v（CO）_。（2）乙图表示该反应进行过程中能量的变化。曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化，曲线b表示使用催化剂后的能量变化。该反应的焓变是_（填“H0”）反应，写出反应的热化学方程式：_；选择适宜的催化剂_（填“能”或“不能”）改变该反应的反应热。（3）该反应平衡常数K的表达式为_，温度升高，平衡常数K_。（4）恒容条件下，下列措施中能使增大的有_。a升高温度 b充入He气 c再充入1 mol CO和2 mol H2 d使用催化剂三、电解质溶液（一）、电解质溶液中两个平衡与三个守恒 1、电解质的电离是主要的，是离子水解的前提，离子的水解是微弱的、次要的。溶液的酸、碱性是电离与水解共同影响的结果。如0.1mol/L醋酸和0.1mol/L醋酸钠等体积混合： c（Ac-） c（Na） c（HAc） c（H） c（OH-）。2、电荷守恒：溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。如在NaHCO3溶液中，电荷守恒式为c（Na）c（H）c（HCO）c（OH）2c（CO）。3、物料守恒：电解质原子总是守恒的。如NaHCO3溶液中Na与C原子的总物质的量之比始终为11，即物料守恒式：c（Na）c（HCO）c（H2CO3）c（CO）。4、质子守恒：溶液中由水电离出的H和OH总是相等的。如Na2CO3溶液中：c（OH）c（HCO）2c（H2CO3）c水（OH）。（二）、溶液的酸碱性和pH 1、计算溶液的pH时，应注意：是否指室温。当c（OH）c（H）时，应先求c（OH），再由Kw求c（H），最后求pH。2、在对弱酸或弱碱溶液加水稀释时，并非所有离子浓度都减小，不要忽视Kw在一定温度下是定值，当H（或OH）浓度减小时，必然意味着OH（或H）浓度增大。 3、酸碱中和滴定（强弱混合）的规律；“恰好中和显强性，滴至中性弱过量”。（三）、溶度积的应用1、只有物质类型相同（如AB型与AB型），Ksp越小，难溶电解质在水中的溶解能力越弱。若物质类型不同（如AB型与ABm型），如Mg（OH）2和AgCl，Ksp不能直接用于判断物质溶解能力的强弱。2、使沉淀的转化的措施：通过改变某离子的浓度使物质A的Q（A）KSP（A）而产生沉淀，从而导致沉淀B的Q（B）IBrClOH。（2）阴极产物的判断：直接根据阳离子放电顺序判断：AgFe3Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2。3、电解质溶液复原的原则：“减少什么补什么”即加入的物质与析出的物质相同或等价。【练习】9、用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料为MH，NiO（OH）作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得镍氢电池。电池充放电时的总反应为NiO（OH）M=Ni（OH）2M。电池放电时，负极的电极反应式为 。充电完成时，Ni（OH）2全部转化为NiO（OH）。若继续充电将在一个电极产生O2，O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为_。阳离子Na、K、Cu2阴离子SO、OH10、A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放250 mL足量 的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为石墨电极。 接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了8 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图如上。据此回答下列问题：（1）M为电源的_极，电极b上发生的电极反应为_ 。（2）计算电极e上生成的气体在标准状况下的体积：_。（3）乙烧杯的电解反应方程式为_；此时乙烧杯中溶液的pH_。 （4）若经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了m g时，要使丙恢复到原来的状态，具体操作是_。11、（1）已知298 K时，1 mol C2H6在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出热量1 558.3 kJ。写出该反应的热化学方程式：_。（2）利用该反应设计一个燃料电池：用氢氧化钾溶液作电解质溶液，用多孔石墨作电极，在电极上分别充入乙烷和氧气。写出负极的电极反应式：_。（3）在如图实验装置中，石墨棒上的电极反应式为_；如果起始时盛有1 000 mL pH5的硫酸铜溶液（25 ）（CuSO4 足量），一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到起始浓度（忽略溶液体积的变化），可向溶液中加入_（填物质名称），其质量约为_。【综合训练】1、（16分）烧碱在保存过程会部分变质（杂质主要为Na2C03）。定性检验：取少量烧碱样品于试管，加蒸馏水使其完全溶解。向所得溶液滴加几滴试剂_，预期现象与结论是_。定量测定：准确称取5.Og样品配制成250mL溶液，各取配制好的烧碱溶液20.00mL于三个锥形瓶中，分别加入过量的BaCl2溶液（使Na2CO3完全转变成BaCO3沉淀），并向锥形瓶中各加入12滴指示剂（已知几种酸碱指示剂变色的pH范围：甲基橙3.14.4；甲基红4.46.2；酚酞8.210），用浓度为0.2000molL-1的盐酸标准液进行滴定。相关数据记录如下： 试回答：（1）如何确定BaCl2溶液是否滴加过量? _。 （2）向混有BaCO3沉淀的NaOH溶液中滴入盐酸，应选用_做指示剂，理由是_。判断到达滴定终点的实验现象是_。（3）滴定时的正确操作是_。依据表中数据，计算出烧碱样品中含NaOH的质量分数为_。（小数点后保留两位数字）（4）下列操作会导致烧碱样品中NaOH含量测定值偏高的是_A锥形瓶用蒸馏水洗后未用待测液润洗 B酸式滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗C在滴定前有气泡，滴定后气泡消失 D滴定前平视读数，滴定结束俯视读数2、（16分）A、B、C是三种常用制备氢气的方法。 A煤炭制氢气，相关反应为：B氯碱工业中电解饱和食盐水制备氢气。C硫铁矿（FeS2）燃烧产生的SO2通过下列碘循环工艺过程制备H2：回答问题：（1）某温度（T1）下，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O，发生煤炭制氢气的一个反应：反应过程中测定的部分数据见右表（表中t1”、“=”或“”）其他条件相同时，在上述三个温度下分别发生该反应。1538时，N2的转化率随时间变化如右图所示，请补充完成1760、2404时N2的转化率随时间变化的示意图。（3）2404时，在容积为1.0L的密闭容器中通入2.6mol N2和2.6mol O2，计算反应N2（g）O2（g）2NO（g）达到平衡时NO的浓度。（此温度下不考虑O2与NO的反应。计算结果保留两位有效数字）4、（16分）已知CO2可以生产绿色燃料甲醇。CO2（g） + 3H2（g） CH3OH（g） + H2O（g）；H= -187.4 kJmol-1。300oC时，在一定容积的密闭容器中，当c（CO2）=1.00 molL-1、c（H2）=1.60 molL-1开始反应，结果如右图所示，回答下列问题：（1）使用催化剂时，反应在10小时内的平均反应速率：V（H2） = mol（Lh）-1。（2）下列叙述正确的是 。 A当容器内气体的密度不再改变时，反应不一定达到平衡状态 B充入氩气增大压强有利于提高CO2的转化率 CCO2平衡转化率：在上述反应条件下，催化剂比催化剂高D催化效率：在上述反应条件下，催化剂比催化剂高（3）根据图中数据，计算此反应在300oC时的平衡常数。（写出计算过程）（4）将上述平衡体系升温至400oC，平衡常数：K（400oC） K（300oC）（填、或）。（5）已知：2H2（g） + O2（g） = 2H2O（g）；H= -242.8 kJmol-1 ，则反应2CH3OH（g）+ 3O2（g） = 2CO2（g） + 4H2O（g）；H= kJmol-1。限时训练（每10分钟内完成1道题）1、（16分）现有三个反应：反应 Fe（s）+H2O（g）FeO（s）+H2（g） H1 平衡常数为K1反应 CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g） H2 平衡常数为K2反应 Fe（s）+CO2 （g）FeO（s）+CO（g） H3 平衡常数为K3在不同温度下，部分K1、K2的值如下：T/700800K12.382.56K20.80（1）K1的表达式为_ _；根据反应、推导出K1、K2、K3的关系式K3=_。（2）要使反应在一定条件下建立的平衡右移，可采取的措施有_。（填字母）A缩小容器体积B降低温度 C升高温度D使用合适的催化剂E设法减少H2的量 F设法减少FeO的量（3）800时，向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO和H2O维持恒温，发生反应，反应过程中测定的部分数据见下表：反应时间/min0246n（CO）/mol1.200.900.80n（H2O）/ mol0.600.20反应在2 min内的平均速率为v（H2O）_；800时，K2的值为_；保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H2O，与原平衡相比，达到新平衡时CO转化率_ _（填“增大”或“减小”或“不变”）。（4）由以上信息推断反应正反应方向为_（填“放热”或“吸热”）反应。（5） 在恒温恒压密闭容器中通入CO和H2O各1 mol发生反应，当反应达到平衡后，维持温度与压强不变，t1时再通入各1 mol的CO和 H2O的混合气体，请在右图中画出正（v正）、逆（v逆）反应速率在t1后随时间t变化的曲线图。2、（16分）消除氮氧化物污染有多种方法。（1）用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：CH4（g）4NO2（g） =4NO（g） CO2（g） 2H2O（g） H= 574 kJmol1CH4（g）4NO（g） =2N2（g） CO2（g） 2H2O（g） H= 1160 kJmol1H2O（g） = H2O（l） H= 44.0 kJmol1写出CH4（g）与NO2（g）反应生成N2 （g）、CO2 （g）和H2O（1）的热化学方程式 （2） 用催化技术将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，其反应为：2NO2CO2CO2N2 H、= 或 K2K3K4t2t34、（1）1 molL1（2）吸热（3）BC（4）A （5）2（ab） kJmol15、（1）0.075 molL1min1 （2）Hc（HCO）c（OH）c（H）c（CO）（3）增大（4）小于c（NH）c（Cl）c（H）c（OH）（5）1012 molL17、HCOH2OH2CO3OH大于 2NaHCO3Na2CO3CO2H2O（1）若原因是HCO水解程度增大，则溶液中几乎没有CO，所以可用BaCl2溶液检验溶液中是否含有CO来推知乙的观点是否正确，但不能选用Ba（OH）2溶液，因为Ba2OHHCO=BaCO3H2O，若用Ba（OH）2检验，无论哪种观点都会有沉淀产生。（2）等于甲（或大于乙） 8、0.05molL1min1；25反应物的起始浓度较小，但06min的平均反应速率（曲线的斜率）仍比15大。9、MHeOH=H2OM。4MHO24e=2H2O4M10、（1）负4OH4e=2H2OO2（2）2.8 L （3）2CuSO42H2O2CuO22H2SO40 （4）向丙烧杯中加m g水11、（1）2C2H6（g）7O2（g）=4CO2（g）6H2O（1） H3 116.6 kJmol1（2）C2H618OH14e=2CO12H2O （3）4OH4e=2H2OO2氧化铜（或碳酸铜）4g（或6.2 g）【综合训练答案】1、（16分） BaCl2溶液【CaCl2、Ba（OH）2等合理答案均可】（1分）；若出现白色沉淀，则说明已变质， 若没有白色沉淀，则未变质。（1分） （1）静置，向上层清液中继续滴加几滴BaCl2溶液，若未产生白色沉淀，说明已滴加过量，反之则未过量。 （2分） （2）酚酞（1分）；酚酞的变色在碱性范围内，此时只有NaOH与HCl反应，BaCO3不与HCl 反应（或若用甲基橙等酸性范围内变色的指示剂，则会有部分BaCO3跟盐酸反应，其所消耗的盐酸的量偏大，从而使测定结果偏高）（2分） 溶液的颜色刚好由浅红变为无色且半分钟内颜色不变化即为滴定终点（2分）（3）左手控制活塞，右手不断摇动锥形瓶，眼睛注视锥形瓶中溶液颜色的变化（2分） 6208（3分） （4）BC（2分）2、（16分） （1）增大；增大；放热；0.40 mol。（每空2分） （2）。（3分，未写条件及气体符号各扣1分）（3）减小氢气的浓度，使HI分解平衡正向移动，提高HI的分解率。（3分）（4）（a-b）kJmol-1（2分，值1分，单位1分）3、（16分）（1）A（2分）（2） （3分） （4分） （3） 设NO的平衡浓度为x N2（g） O2（g） 2NO（g）起始时各物质浓度/ molL1： 2.6 2.6 0c2(NO)c(N2)c(O2)K 64104 （2分） x0.20 molL1 （3分）x2(2.6x/2)2平衡时各物质浓度/ molL1 2.6x/2 2.6x/2 x （2分） 4、（16分）（1、3问计算中有效数字不是2位的,或者不带单位运算的，共扣1分）（1） 0.054 （3分） 。（2） A D （4分 选对一个得两分，但有一个错选该题不得分）（3）（共4分） CO2（g） + 3H2（g） CH3OH（g） + H2O（g） 起始浓度（mol/L） 1.00 1.60 0 0 变化浓度（mol/L） 0.20 0.60 0.20 0.20 平衡浓度（mol/L） 0.80 1.0 0.20 0.20 （1分）C(CH3OH)C(H2O)C(CO2)C3(H2)0.20 mol/L0.20 mol/L0.80 mol/L(1.0 mol/L) 3 K = = 0.050(mol/L)-2 （1分） （1分） 答：此反应在300度时的平衡常数为0.050mol-2/L-2（1分）（4） （2分） （5） -353.6 （3分）【限时训练答案】1、（1）K1 = c（H2） / c（H2O） （2分）；K1/K2 （2分） （2）C、 E （2分）（3）0.075 molL1min1（2分） 1（2分） 增大（2分）（4）放热（2分）（5）见右边图所示 （2分，速率变化正确1分，平衡速率与原平衡速率相等1分）2、（1）CH4（g）2NO2（g） =N2（g） CO2（g） 2H2O（l） H= 955 kJmol1（3分）（2） （2分） 5000 Lmol -1 （3分） ABC （三个全对得2分，只选2个且正确者得1分，其余不得分） b（3分） a（3分）实验编号T（）NO初始浓度（mol/L）CO初始浓度（mol/L）催化剂的比表面积（m2/g）2801.2