2020版高考化学新课标大二轮专题辅导与增分攻略专题强化训练：化学反应原理综合 含解析.doc

教学资料范本2020版高考化学新课标大二轮专题辅导与增分攻略专题强化训练：化学反应原理综合 含解析编 辑：_时 间：_能力练(20分钟)1(20xx长沙四校一模)甲醚(CH3OCH3)是一种重要的新型能源.用CO和H2合成甲醚的有关反应如下：CO(g)2H2(g)%&CH3OH(g)H199 kJmol1；2CH3OH(g)%&CH3OCH3(g)H2O(g)H224 kJmol1；CO(g)H2O(g)%&CO2(g)H2(g)H341 kJmol1。回答下列问题：(1)3CO(g)3H2(g)%&CO2(g)CH3OCH3(g)H_kJmol1。(2)下列措施能提高反应CO(g)H2O(g)%&CO2(g)H2(g)中CO平衡转化率的有_(填序号)。 A使用高效催化剂B增加H2O(g)的浓度C增大压强 D升高温度(3)下列叙述中能说明反应3CO(g)3H2(g)%&CO2(g)CH3OCH3(g)处于平衡状态的是_(填序号)。A生成3 mol HH键的同时生成6 mol CH键B混合气体的总物质的量不变C正逆反应速率相等.且都等于零D二氧化碳和甲醚的物质的量相等(4)如图为反应CO(g)2H2(g)%&CH3OH(g)H199 kJmol1达到平衡后.在t1、t3、t4时刻改变某一条件反应速率随时间的变化曲线图。t4时改变的条件是_；在t1t6时间段内.CH3OH物质的量分数最少的一段时间是_。(5)对于反应：2CH3OH(g)%&CH3OCH3(g)H2O(g)H224 kJmol1.在T时.向体积不变的密闭容器中投入一定量CH3OH气体.气体混合物中CH3OCH3的物质的量分数(CH3OCH3)与反应时间t的关系如表所示：t/min015304580100(CH3OCH3)00.050.080.090.100.1030 min时.CH3OH的转化率为_；根据表中数据.T时.该反应的平衡常数为_。上述反应中.反应速率vv正v逆k正2(CH3OH)k逆(CH3OCH3)(H2O).k正和k逆分别为正向、逆向反应速率常数.为物质的量分数。计算15 min时_(结果保留2位小数)。解析(1)根据盖斯定律.由2得3CO(g)3H2(g)%&CO2(g)CH3OCH3(g)H263 kJmol1。(2)使用催化剂对平衡转化率无影响.A项错误；增加H2O(g)的浓度.CO的平衡转化率增大.B项正确；增大压强.平衡不移动.CO的平衡转化率不变.C项错误；升高温度.平衡逆向移动.CO的平衡转化率减小.D项错误。(3)生成3 mol HH键的同时生成6 mol CH键.说明各物质的物质的量不再变化.反应达到平衡.A项正确；混合气体的总物质的量不变.说明反应达到平衡.B项正确；此反应为可逆反应.达平衡时正逆反应速率相等.但不等于零.C项错误；二氧化碳和甲醚的物质的量相等.不能说明反应达到平衡.D项错误。(4)t1t2时间段平衡逆向移动.CH3OH物质的量分数减小.t2t4时间段平衡不移动.CH3OH物质的量分数不变.t4时改变的条件为减小压强.平衡逆向移动.CH3OH物质的量分数减小.t5t6时间段反应达平衡.CH3OH物质的量分数最小。(5)30 min时.CH3OCH3的物质的量分数为0.08.设开始投入的CH3OH为x mol.生成的H2O为y mol.则生成的CH3OCH3为y mol.消耗的CH3OH为2y mol.则0.08.CH3OH的转化率为100%16%；T时.设容器体积为V L.反应达平衡时.H2O为z mol.生成的CH3OCH3为z mol.消耗的CH3OH为2z mol.则0.10.z0.10x.平衡常数K。由题意可知达平衡时v正v逆.k正2(CH3OH)k逆(CH3OCH3)(H2O).K.15 min时.生成的CH3OCH3和H2O的物质的量分数均为0.05.则CH3OH的物质的量分数为0.9.5.06。答案(1)263(2)B(3)AB(4)减小压强t5t6(5)16%5.062“绿水青山就是金山银山”.因此研究NOx、SO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。(1)SO2的排放主要来自煤的燃烧.工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2。已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下：SO2(g)NH3H2O(aq)=NH4HSO4(aq)H1a kJmol1；NH3H2O(aq)NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(aq)H2O(l)H2b kJmol1；2(NH4)2SO3(aq)O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)H3c kJmol1。则反应2SO2(g)4NH3H2O(aq)O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)2H2O(l)的H_kJmol1。(2)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)2SO2(g)O2(g)=2CaSO4(s)2CO2(g)H681.8 kJmol1对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反应.在T时.借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下：010 min内.平均反应速率v(O2)_molL1min1；当升高温度时.该反应的平衡常数K_(填“增大”“减小”或“不变”)。30 min后.只改变某一条件.反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断.改变的条件可能是_(填字母)。A加入一定量的粉状碳酸钙B通入一定量的O2C适当缩小容器的体积D加入合适的催化剂(3)NOx的排放主要来自汽车尾气.有人根据反应C(s)2NO(g)%&N2(g)CO2(g)H34.0 kJmol1.用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体.保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示：由图可知.1050 K前反应NO的转化率随温度升高而增大.其原因为_；在1100 K时.CO2的体积分数为_。(4)用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1106 Pa时.该反应的化学平衡常数Kp_已知：气体分压(p分气体总压(p总)体积分数。(5)为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染.需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应2NO(g)2CO(g)%&N2(g)2CO2(g)H746.8 kJmol1.生成无毒的N2和CO2。实验测得.v正k正c2(NO)c2(CO).v逆k逆c(N2)c2(CO2)(k正、k逆为速率常数.只与温度有关)。达到平衡后.仅升高温度.k正增大的倍数_(填“”“”或“”)k逆增大的倍数。若在1 L的密闭容器中充入1 mol CO和1 mol NO.在一定温度下达到平衡时.CO的转化率为40%.则_。解析本题考查了化学反应原理的综合应用.考查了变化观念与平衡思想的科学素养。(1)根据盖斯定律.由热化学方程式22得2SO2(g)4NH3H2O(aq)O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)2H2O(l).故该反应的H(2a2bc)kJ/mol。(2)在010 min内.c(O2)1.0 mol/L0.79 mol/L0.21 mol/L.故v(O2)0.021 molL1min1；正反应为放热反应.升高温度.平衡向左移动.故化学平衡常数K减小。加入固体碳酸钙不影响平衡移动.A项错误；通入一定量的O2.O2浓度增大.平衡正向移动.CO2的浓度增大.B项正确；适当缩小容器的体积.所有气体的浓度均增大.C项正确；加入合适的催化剂平衡不移动.D项错误。(3)在1050 K前反应未达到平衡状态.随着温度升高.反应速率加快.NO的转化率增大。根据反应C(s)2NO(g)%&N2(g)CO2(g).假设加入1 mol NO.在1100 K时.(NO)40%.则n(NO)0.4 mol.故n(CO2)0.2 mol.由于反应前后气体的总物质的量不变.故混合气体中CO2的体积分数为100%20%。(4)根据反应C(s)2NO(g)%&N2(g)CO2(g).假设加入1 molNO.在1050 K时.(NO)80%.平衡时.n(NO)0.2 mol.n(N2)0.4 mol.n(CO2)0.4 mol.各物质的平衡分压为p分(NO)1.1106Pa.p分(N2)1.1106Pa.p分(CO2)1.1106Pa；故反应的化学平衡常数Kp4。(5)正反应为放热反应.升高温度平衡逆向移动.则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数。浓度不变.故k正增大的倍数小于k逆增大的倍数。当反应达到平衡时.v正v逆.故K。根据热化学方程式可知.平衡时c(CO)c(NO)0.6 mol/L.c(N2)0.2 mol/L.c(CO2)0.4 mol/L.故。答案(1)2a2bc(2)0.021减小BC(3)1050 K前反应未达到平衡状态.随着温度升高.反应速率加快.NO转化率增大20%(4)4(5)”“”“”)vA(逆)。图中B点用压强表示的平衡常数Kp_(用平衡分压代表平衡浓度计算.分压总压物质的量分数)。(4)用如图所示的电解装置可将雾霾中的NO、SO2分别转化为NH和SO。写出物质A的化学式_.SO2在电极上发生的反应为_。写出电解槽里发生的总反应的化学方程式_。(5)工业上常用氨水吸收二氧化硫.可生成(NH4)2SO3。判断常温下(NH4)2SO3溶液的酸碱性并说明判断依据_。(已知常温下NH3H2O的Kb1.8105；H2SO3的Ka11.3102.Ka26.3108)解析(1)根据该反应的平衡常数表达式K.可知该反应为2NO(g)2CO(g)%&N2(g)2CO2(g)H.将题给的三个热化学方程式依次编号为、.根据盖斯定律.由2得到2NO(g)2CO(g)%&N2(g)2CO2(g)H746.5 kJmol1。(2)用烃催化还原NO气体以消除由此产生的污染.可知反应生成无污染的N2、CO2和H2O.根据得失电子守恒、原子守恒可写出并配平化学方程式。(3)设起始通入的SO2为2a mol.O2为a mol.在A点时.O2转化了x mol.根据三段式法进行计算： 2SO2(g)O2(g)%&2SO3(g)起始(mol) 2a a 0转化(mol) 2x x 2xA点时(mol) 2a2x ax 2x在恒温恒容条件下.气体压强之比等于物质的量之比.故.解得x0.45a.则A点SO2的转化率(SO2)100%45%。T1条件下.由A到B.反应趋向平衡.正反应速率逐渐减小.逆反应速率逐渐增大.B点时反应处于平衡状态.故vA(逆)T1.由B到C.温度升高.反应速率加快.故vC(正)vB(正)vB(逆)vA(逆)。设起始通入2b mol SO2.b mol O2.在B点反应达到平衡时O2转化了y mol.根据三段式法进行计算： 2SO2(g)O2(g)%&2SO3(g)起始(mol) 2b b 0转化(mol) 2y y 2y平衡(mol) 2b2y by 2y在恒温恒容条件下.气体压强之比等于物质的量之比.故.解得y0.9b.故Kp24300(MPa)1。(4)电解装置可将雾霾中的NO、SO2分别转化为NH和SO.结合原子守恒.可知电解的总反应的化学方程式为5SO22NO8H2O(NH4)2SO44H2SO4.则物质A的化学式为H2SO4；电解时.阳极上二氧化硫失电子生成硫酸根离子.则阳极的电极反应式是SO22H2O2e=SO4H。(5)NH水解生成了H和NH3H2O.使溶液显酸性.而SO水解生成了OH和HSO.使溶液显碱性.由于Kb(NH3H2O)大于Ka2(H2SO3).说明NH的水解程度小于SO的水解程度.故(NH4)2SO3溶液显碱性。答案(1)2NO(g)2CO(g)%&N2(g)2CO2(g)H746.5 kJmol1(2)4CxHy(8x2y)NO4xCO2(4xy)N22yH2O(3)45%24300(MPa)1(4)H2SO4SO22H2O2e=SO4H5SO22NO8H2O(NH4)2SO44H2SO4(5)溶液显碱性.Kb(NH3H2O)大于Ka2(H2SO3).SO的水解程度比NH大(其他合理解释也可)2(20xx太原一模)以天然气和二氧化碳为原料在工业上均可以合成甲醇。(1)目前科学家正在研究将天然气直接氧化合成甲醇：CH4(g)O2(g)=CH3OH(g)H146 kJmol1。已知该反应中相关化学键的键能数据如下：化学键COO=OHOCHE/(kJmol1)343498x413由此计算x_。(2)工业废气二氧化碳催化加氢也可合成甲醇：CO2(g)3H2(g)%&CH3OH(g)H2O(g)。在密闭容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2.在不同条件下发生反应.实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示。该反应的H_(填“”“”或“”.下同)。M、N两点的化学反应速率：v(N)_v(M).判断理由是_。为提高CO2的转化率.除可以改变温度和压强外.还可采取的措施有_、_。若506时.在10 L密闭容器中反应.达平衡时恰好处于图中M点.则N点对应的平衡常数K_(结果保留两位小数)。(3)煤的电化学脱硫是借助煤在电解槽发生的反应将煤中的FeS2转化为硫酸盐.达到净煤目的。在硫酸铁酸性电解液中首先发生反应FeS22Fe3=3Fe22S.然后在某一电极上发生两个电极反应.其中一个是使Fe3再生.则该电极为_极.该电极上的另一个电极反应式是_。(所用电极均为惰性电极)(4)处理废水时.通入H2S(或加S2)能使某些金属离子生成极难溶的硫化物而除去。25时.某废液中c(Mn2)0.02 molL1.调节废液的pH使Mn2开始沉淀为MnS时.废液中c(H2S)0.1 molL1.此时pH约为_。已知：Ksp(MnS)5.01014；H2S的电离常数Ka11.5107.Ka26.01015；lg60.8解析(1)CH4(g)O2(g)=CH3OH(g)H146 kJmol1.根据反应的焓变反应物总键能生成物总键能.结合题表提供的化学键的键能数据.有4413 kJmol1498 kJmol1(3413 kJm