2020版高考化学新课标大二轮专题辅导与增分攻略高考真题体验：2-2-1大题突破一　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高考真题体验：2-2-1大题突破一化学反应原理综合含解析编 辑：_时 间：_全国卷1(20xx全国卷)水煤气变换CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)是重要的化工过程.主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：(1)Shibata曾做过下列实验：使纯H2缓慢地通过处于721下的过量氧化钻CoO(s).氧化钴部分被还原为金属钴Co(s).平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。在同一温度下用CO还原CoO(s).平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。根据上述实验结果判断.还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_H2(填“大于”或“小于”)。(2)721时.在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合.采用适当的催化剂进行反应.则平衡时体系中H2的物质的量分数为_(填标号)。A0.50(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果.研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程.如图所示.其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。可知水煤气变换的H_0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正_eV.写出该步骤的化学方程式_。(4)Shoichi研究了467、489时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如图所示).催化剂为氧化铁.实验初始时体系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。计算曲线a的反应在3090 min内的平均速率v(a)_kPamin1。467时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是_、_。489时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是_、_。解析(1)由题给信息可知.H2(g)CoO(s)%&Co(s)H2O(g)()K139.由题给信息可知.CO(g)CoO(s)%&Co(s)CO2(g)()K251.08。相同温度下.平衡常数越大.反应倾向越大.故CO还原氧化钴的倾向大于H2。(2)第(1)问和第(2)问的温度相同.利用盖斯定律.由()()得CO(g)H2O(g)%&CO2(g)H2(g)K1.31。设起始时CO(g)、H2O(g)的物质的量都为1 mol.容器体积为1 L.在721下.反应达平衡时H2的物质的量为x mol。K1.31.若K取1.则x0.5.(H2)0.25；若K取4.则x0.67.(H2)0.33。氢气的物质的量分数介于0.25与0.33之间.故选C。(3)观察起始态物质的相对能量与终态物质的相对能量知.终态物质相对能量低于始态物质相对能量.说明该反应是放热反应.H小于0。过渡态物质相对能量与起始态物质相对能量相差越大.活化能越大.由题图知.最大活化能E正1.86 eV(0.16 eV)2.02 eV.该步起始物质为COOH*H*H2O*.产物为COOH*2H*OH*。(4)由题图可知.3090 min内(a)0.0047 kPamin1。水煤气变换中CO是反应物.H2是产物.又该反应是放热反应.升高温度.平衡向左移动.重新达到平衡时.H2的压强减小.CO的压强增大。故a曲线代表489时pH2随时间变化关系的曲线.d曲线代表489时pCO随时间变化关系的曲线.b曲线代表467时pH2随时间变化关系的曲线.c曲线代表467时pCO随时间变化关系的曲线。答案(1)大于(2)C(3)小于2.02COOH*H*H2O*=COOH*2H*OH*(或H2O*=H*OH*)(4)0.0047bcad2(20xx全国卷)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术.在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题：(1)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银.得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体.其分子式为_。(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 时N2O5(g)分解反应：其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如表所示(t时.N2O5(g)完全分解)：t/min0408016026013001700p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1已知：2N2O5(g)=2N2O4(g)O2(g)H14.4 kJmol12NO2(g)=N2O4(g)H255.3 kJmol1则反应N2O5(g)=2NO2(g)O2(g)的H_kJmol1。研究表明.N2O5(g)分解的反应速率v2103pN2O5(kPamin1)。t62 min时.测得体系中pO22.9 kPa.则此时的pN2O5_kPa.v_kPamin1。若提高反应温度至35 .则N2O5(g)完全分解后体系压强p(35 )_63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”).原因是_。25 时N2O4(g)%&2NO2(g)反应的平衡常数Kp_kPa(Kp为以分压表示的平衡常数.计算结果保留1位小数)。(3)对于反应2N2O5(g)4NO2(g)O2(g).R.A.Ogg提出如下反应历程：第一步N2O5%&NO2NO3快速平衡第二步NO2NO3NONO2O2慢反应第三步NONO32NO2快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是_(填标号)。Av(第一步的逆反应)v(第二步反应)B反应的中间产物只有NO3C第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效D第三步反应活化能较高解析(1)氯气与硝酸银反应生成N2O5.氯气作氧化剂.还原产物为氯化银.又硝酸银中氮元素、银元素已经是最高化合价.则只能是氧元素化合价升高.所以气体氧化产物为O2。(2)将已知热化学方程式依次编号为a、b.根据盖斯定律.由ab得N2O5(g)=2NO2(g)O2(g)H kJmol153.1 kJmol1。t62 min时.体系中pO22.9 kPa.根据三段式法得则62 min时pN2O530.0 kPa.v210330.0 kPamin16.0102 kPamin1。刚性反应容器的体积不变.25 N2O5(g)完全分解时体系的总压强为63.1 kPa.升高温度.从两个方面分析：一方面是体积不变.升高温度.体系总压强增大；另一方面.2NO2%&N2O4的逆反应是吸热反应.升温.平衡向生成NO2的方向移动.体系物质的量增大.故体系总压强增大。N2O5完全分解生成N2O4和O2.起始pN2O535.8 kPa.其完全分解时pN2O435.8 kPa.pO217.9 kPa.设25 平衡时N2O4转化了x.则N2O4%&2NO2平衡 35.8 kPax 2x358 kPax2x17.9 kPa63.1 kPa.解得x9.4 kPa。平衡时.pN2O426.4 kPa.pNO218.8 kPa.K kPa13.4 kPa。(3)快速平衡.说明第一步反应的正、逆反应速率都较大.则第一步反应的逆反应速率大于第二步反应的速率.A项正确；反应的中间产物除NO3外还有NO.B项错误；有效碰撞才能发生反应.第二步反应慢.说明部分碰撞有效.C项正确；第三步反应快.说明反应活化能较低.D项错误。答案(1)O2(2)53.130.06.0102大于温度提高.体积不变.总压强提高；NO2二聚为放热反应.温度提高.平衡左移.体系物质的量增加.总压强提高13.4(3)AC省市卷1(20xx北京卷)氢能源是最具应用前景的能源之一.高纯氢的制备是目前的研究热点。(1)甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。反应器中初始反应的生成物为H2和CO2.其物质的量之比为41.甲烷和水蒸气反应的方程式是_。已知反应器中还存在如下反应：.CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H1.CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H2.CH4(g)=C(s)2H2(g)H3为积炭反应.利用H1和H2计算H3时.还需要利用_反应的H。反应物投料比采用n(H2O)n(CH4)41.大于初始反应的化学计量数之比.目的是_(选填字母序号)。a促进CH4转化b促进CO转化为CO2c减少积炭生成用CaO可以去除CO2。H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图所示。从t1时开始.H2体积分数显著降低.单位时间CaO消耗率_(填“升高”“降低”或“不变”)。此时CaO消耗率约为35%.但已失效.结合化学方程式解释原因：_。(2)可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢.工作示意图如图。通过控制开关连接K1或K2.可交替得到H2和O2。制H2时.连接_。产生H2的电极反应式是_。改变开关连接方式.可得O2。结合和中电极3的电极反应式.说明电极3的作用：_。解析(1)根据CH4与H2O反应生成H2、CO2的物质的量之比为41.结合原子守恒可得反应的化学方程式为CH42H2O(g)=4H2CO2。根据盖斯定律.由或可得目标热化学方程式。反应物的投料比n(H2O)n(CH4)41.大于初始反应的化学计量数之比.H2O的物质的量增加.有利于促进CH4转化.促进CO转化为CO2.防止CH4分解生成C(s).从而减少积炭生成。根据题图可知.从t1时开始.CaO消耗率曲线的斜率逐渐减小.单位时间内CaO消耗率逐渐降低。CaO与CO2反应生成CaCO3.CaCO3会覆盖在CaO表面.减少了CO2与CaO的接触面积.从而失效。(2)电解碱性电解液时.H2O电离出的H在阴极得到电子产生H2.根据题图可知电极1与电池负极连接.为阴极.所以制H2时.连接K1.产生H2的电极反应式为2H2O2e=H22OH。制备O2时碱性电解液中的OH失去电子生成O2.连接K2.O2在电极2上产生。连接K1时.电极3为电解池的阳极.Ni(OH)2失去电子生成NiOOH.电极反应式为Ni(OH)2eOH=NiOOHH2O.连接K2时.电极3为电解池的阴极.电极反应式为NiOOHeH2O=Ni(OH)2OH.使电极3得以循环使用。答案(1)CH42H2O4H2CO2C(s)2H2O(g)=CO2(g)2H2(g)或C(s)CO2(g)=2CO(g)abc降低CaOCO2=CaCO3.CaCO3覆盖在CaO表面.减少了CO2与CaO的接触面积(2)K12H2O2e=H22OH制H2时.电极3发生反应：Ni(OH)2OHe=NiOOHH2O。制O2时.上述电极反应逆向进行.使电极3得以循环使用2(20xx天津卷)多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。回答下列问题：.硅粉与HCl在300时反应生成1 mol SiHCl3气体和H2.放出225 kJ热量.该反应的热化学方程式为_。SiHCl3的电子式为_。.将SiCl4氢化为SiHCl3有三种方法.对应的反应依次为： SiCl4(g)H2(g)%&SiHCl3(g)HCl(g)H103SiCl4(g)2H2(g)Si(s)%&4SiHCl3(g)H202SiCl4(g)H2(g)Si(s)HCl(g)%&3SiHCl3(g)H3(1)氢化过程中所需的高纯度H2可用惰性电极电解KOH溶液制备.写出产生H2的电极名称_(填“阳极”或“阴极”).该电极反应方程式为_。(2)已知体系自由能变GHTS.Gv逆bv正：A点E点c反应适宜温度：480520(4)反应的H3_(用H1.H2表示)。温度升高.反应的平衡常数K_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(5)由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除SiCl4、SiHCl3和Si外.还有_(填分子式)。解析.该反应的热化学方程式为：Si(s)3HCl(g)SiHCl3(g)H2(g)H225 kJmol1。SiHCl3的结构式为.故电子式为。.(1)用惰性电极电解KOH溶液.实质为电解水.阴极上产生氢气.电极反应式为：2H2O2e=2OHH2。(2)G0时.反应能自发进行.故反应自发进行的最低温度为1000。由于GHTS.反应的H20.H2S2.因此相同温度下反应比反应的G小的主要原因为H2v逆.正确；b项.不同点比较正逆反应速率看反应条件.A点温度低于E点温度.所以v正：A点E点.错