2020-2021培优易错试卷化学反应原理综合考查辅导专题训练附详细答案

1、2020-2021 培优易错试卷化学反应原理综合考查辅导专题训练附详细答案一、化学反应原理综合考查1 中国是世界上最大的钨储藏国，超细钨粉是生产硬质合金所必须的原料。（ 1）工业上可以采用铝热还原法生产钨铁合金，已知：wo3(s)+2al(s)=w(s)+al2o3(s) ?h1 3fe3o4(s)+8al(s)=9fe(s)+4al2o3(s) ?h2则四氧化三铁与钨反应的热化学方程式为_(反应热写为 ?h3 并用含 h1、 ah2 的代数式表示)；在反应中若有0.1molfe3o4 参加反应，则转移电子_mol 。（2）自然界中钨主要存在于黑钨矿中(主要成分是铁和锰的钨酸盐)，从中制备出黄

2、钨(wo3)后再用 h2 逐级还原： wo3 wo2.90 wo2.72 wo2w，总反应为3h2(g)+wo3(s)?w(s)+3h2o(g) ?h，实验测得一定条件下平衡时h2 的体积分数曲线如图所示：由图可知，该反应的?h_(填 “或”“”“或 bd 75% 27 加快氢气的流速可以脱除氢气中的水蒸汽，提高钨的产率【解析】【分析】【详解】（ 1） wo3(s)+2al(s)=w(s)+al2o3(s) ?h1 3fe3o4(s)+8al(s)=9fe(s)+4al2o3(s) ?h2由盖斯定律：-4，则四氧化三铁与钨反应的热化学方程式为3fe3o4(s) 4w(s)=9fe(s)4wo

3、3(s) h3=h2-4h1(反应热写为 ?h3 并用含 h1、 ah2 的代数式表示 )；在反应中若有 0.1molfe3 4参加反应，则转移电子83 4o 3 0.1mol=0.8mol。故答案为： 3fe o (s)34w(s)=9fe(s) 4wo3(s) h3=h2-4h1； 0.8；（ 2）由图可知， 3h2 (g)+wo3(s) ? w(s)+3h2o(g) 随温度升高，氢气的体积分数减小，平衡正向进行，正向为吸热反应，该反应的?h0； a 点要达平衡状态，氢的体积分数要减小，反应正向进行，a 点处的 v 正 v 逆 。故答案为：； ；如果上述反应在体积不变的密闭容器中达到平衡，

4、a氢气消耗的速率与水消耗的速率相等， v 正 (h2)=v 逆 (h2o)，故 a 正确；b wo3 是固体，加入 wo3，则 h2 的转化率不变，故 b 错误；c反应前后气体的质量不同，容器内气体的密度不变时，一定达到平衡状态，故c 正确；d反应前后气体的体积不变，容器内压强不变时，不一定达到平衡状态，故d 错误；故答案为： bd；由图可知900k， m 点时氢气的体积分数为25%，设氢气的起始量为3mol ，转化率为x，氢气的变化量为3xmol，列出三段式：3h 2 gwo3 s ? w s3h 2o g开始30转化3x3x平衡3 3x3x则有 3 3x 100% 25% ， x=0.75

5、，氢气的平衡转化率为75%；3平衡常数可用平衡分压代替平衡浓度计算，气体分压=气体总压 物质的量分数。水蒸汽的分压为 p 总0.75，氢气的分压为 p 总 0.25， kp (900k)=0.753=33=27。故答案为： 75%；30.2527；在高温下，氧化钨会与水蒸气反应生成一种挥发性极强的水钨化合物wo2(oh)2，因此在反应中要适当加快氢气的流速，原因是加快氢气的流速可以脱除氢气中的水蒸汽，提高钨的产率。故答案为：加快氢气的流速可以脱除氢气中的水蒸汽，提高钨的产率。【点睛】本题考查化学平衡的计算，把握盖斯定律计算焓变、化学平衡三段法、转化率及kp 的计算为解答的关键，侧重分析与应用能

6、力的考查，综合性较强，难点（2）列出三段式，利用 kp 的定义进行计算。2h2o2 的制取及其在污水处理方面的应用是当前科学研究的热点。( 1) “氧阴极还原法”制取h2o2 的原理如题图所示：阴极表面发生的电极反应有：+ -.2h +o2+2e =h2o2 . h2o2+2h+ 2e- =2h2 o . 2h+ + 2e- =h2写出阳极表面的电极反应式： _。其他条件相同时，不同初始ph( 均小于 2) 条件下， h2o2 浓度随电解时间的变化如图所示， c( h+) 过大或过小均不利于h2 2制取，原因是 _。o( 2) 存碱性条件下，h2o2 的一种催化分解机理如下：2 22+(aq)

7、= oh aq)+mn 3+ aq)+oh-(aq)h akj mol(? = /h o ( aq)+ mnh2o2( aq)+ mn3+( aq) + 2oh- ( aq)=mn 2+( aq) + o- ( aq) + 2h22o( l)?h=bkj/ moloh aqo-(aq)=o2-(aq)h ckj mol( ) + 2goh? =/() +2h2o2( aq)=2h2o( l)+ o2( g)h=_ 。该反应的催化剂为 _。( 3) h2o2、 o3在水中可形成具有超强氧化能力的羟基自由基oh)( ，可有效去除废水中的次磷酸根离子 (h22- ) 。po弱碱性条件下 oh 将 h

8、-氧化成 po 3-，理论上 l. 7g oh 可处理含 0. 001mol / l2 po242-_。2 的模拟废水的体积为h po为比较不同投料方式下含 h2po2- 模拟废水的处理效果，向两份等体积废水样品中加入等量 h2o2 和 o3，其中一份再加入 feso4。反应相同时间，实验结果如图所示：添加 feso_。4 后，次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高，原因是【答案】 2h 2o-4e- =4h + +o 2c（ h+）过小时，反应的化学反应速率较慢，c（ h+）过大时，主要发生反应（ a+b+c） kj/ mol mn 2+2+促进 h2 23产生 oh，25lfeo和 o3+

9、3-转化为fepo4沉淀氧化产生的 fe将 po4【解析】【分析】（1）由电解装置图可知阳极表面消耗水，产生氧气，以此写出电极方程式；（2）由盖斯定律可得，+可得所求热化学方程式，中间产物mn 2+为催化剂；（3）弱碱性条件下?oh 将 h2po2- 氧化成 po43- ，反应为：4goh+2oh - +h 2po2- =po43- +4h 2o , 以此计算废水的体积；由图可知添加 feso4后，次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高，原因是fe2+促进2 233+将 po43- 转化为 fepo4沉淀。h o和 o 产生 oh，氧化产生的 fe【详解】（1）由电解装置图可知阳极表面消耗水，

10、产生氧气，则电极方程式为2h 2 o-4e- =4h + +o 2，故答案为： 2h 2o-4e- =4h + +o 2；（2）已知：h2o2( aq)+ oh( aq) +h222+( aq)= oh( aq)+ mn3 +( aq)+ oh- ( aq)?h=akj/ molo ( aq)+ mn3+aq) +2oh-(aqmn 2+aq) + o2-(aq) +2h2mn()=(ol)h bkj mol(? = /-( aq)?h=ckj/ mol o2( aq)= o2( g) + oh由盖斯定律可得，+可得所求热化学方程式2h 2o2 aq = 2h 2 o l +o2 g ，则 h

11、=（ a+b+c） kj/ mol ， mn 2+为中间产物反应前后不发生改变为催化剂，故答案为：（ a+b+c） kj/ mol ；mn 2+ ；（3）弱碱性条件下oh 将 h-氧化成 po 3 -，反应为：2po244goh+2oh- +hpo- =po3-+4h o , l. 7g oh 物质的量 n=1.7g2=0.1mol ，则参24217g/mol与反应的 h22- 物质的量为0.025mol ，则废水的体积n0.025mol=25l，pov= =0.001mol/lc故答案为： 25l；由图可知添加feso4 后，次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高，原因是fe2+促进2 23

12、3+将 po43- 转化为 fepo4沉淀，h o和 o 产生 oh，氧化产生的 fe故答案为： fe2 +促进 h2o2 和 o3 产生 oh，氧化产生的fe3+将 po4 3- 转化为 fepo4沉淀。3 利用工业废气co2 或 co 和 h2 在一定条件下可制备燃料甲醇。利用工业废气co合成甲醇，其能量变化示意图如下：(1)图中曲线 a 到曲线 b 的措施是 _。该反应s_0( 填“ 或”“ ”“或，” “，” “=”)。若此反应在a 点时已达平衡状态，a 点的转化率比c 点高的原因是_。c 点时该反应的平衡常数k _。【答案】加入催化剂abb处反应温度高，则反应速率快，反应相同时间生成

13、的甲醇多，体积分数大abc反应i该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动163【解析】【分析】【详解】(1)反应路径发生了变化，活化能下降，应为加入催化剂；反应发生后，气体物质的量减小，熵值减小，所以 s0；(2)2molh 2 完全反应释放的热量是91kj，现在反应达平衡后只释放了45.5kj 的热量，所以h2 消耗1mol ，转化率为50%，化学方程式为co(g)+2h(g)ch3oh(g)，平衡时三种物质co、 h2、 ch3oh 的浓度分别为0.25mol/l 、 0.5mol/l 、 0.25mol/l ，平衡常数c(ch 3oh)0.25k= c(co)c2 (h 2 )=0.25

14、0.52 =4；三种物质都加入1mol 后，qc=c(ch 3 oh)0.75=1v 逆 ；c2(h 2 )=12c(co)0.75(3)a压缩容器体积，平衡正向移动，甲醇产率增大，a 符合题意；b将ch oh(g)从体系中分离，平衡正向移动，甲醇产率增大，b 符合题意；3c恒容条件下充入he，各物质浓度不变，对平衡无影响，c 不合题意；d恒压条件下再充入10molco 和 20molh 2，达到平衡时，各物质浓度不变，甲醇的产率不变， d 不合题意；答案为： ab；(4)反应开始 5min 后， a 中温度比 b 中低，反应速率比b 中慢，生成甲醇的量少，体积分数小，所以， b 中甲醇体积分

15、数大于 a 中的原因是 b 处反应温度高，则反应速率快，反应相同时间生成的甲醇多，体积分数大；比较b、 c 两点甲醇的体积分数，可得出hbc。答案为： b 处反应温度高，则反应速率快，反应相同时间生成的甲醇多，体积分数大；abc；(5)在低温时，相同温度、相同时间内反应i 转化率最高，所以催化剂效果最好的是反应i；b 点尚未达到平衡状态，从催化剂效果更好的反应ii 和 iii 可知， b 点反应仍正向进行，所以 正逆 ；c 点温度更高，比a 提前达到平衡状态，所以a、 c 两点均是平衡点。从a、c 点的比较可以看出，温度升高co2 的转化率减小，平衡逆向移动，所以正反应为放热反应，从而得出原因

16、是：该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动；利用三段式，可以建立以下关系：co 2 (g)3h 2 (g)?ch 3oh(g)h 2 o(g)起始量 (mol/l)0.51.500变化量 (mol/l)1111333平衡量 (mol/l)111162331116 。33k= 11)3=36(24 运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。（ 1）一氯胺（ nh2cl）是饮用水的二级消毒剂，水解生成一种具有强烈杀菌消毒作用的物质：nh2cl 中 cl 元素的化合价为 _ 。nh2cl 发生水解反应的化学方程式为_ 。（2） so2 和 co 均为燃煤产生的烟道气中有害成分，在催化作用下可利用二者

17、相互反应进行无害化处理并回收硫。有关资料如图1 所示。则：常温常压下，质量均为11.2g 的co（g）和s（s）分别完全燃烧生成co2（ g）或so2（g），放出的热量前者比后者多_kj。so2（ g） +2co（ g） =s（ s） +2co2（ g） h=_.（3）在一定条件下，向恒容密闭容器中充入1.0molco2 和 3.0molh 2，在一定温度范围内发生如下转化： co2（ g） +3h2（ g） =ch3oh（g）+h2o（ g） h=-xkj/molx0）。在不同催化剂作用下，相同时间内co2 的转化率随温度的变化如图2 所示：催化效果最佳的是催化剂_（选填 “i、”“ ”或

18、“”）； b 点 v(正 )_v(逆 )（选填“”、“ c(hcoa c(nh)c(oh )c(h )43)c(h co )b c(nh) c(nh h o)=c(hco43232323323 2 71c c(h co ) c(co) c(nh h o)=9.9 10mol lc(h 2co 3 )=_（结果保留三位有效数字）。c(co 32- )【答案】 +1nh2232232cl h o=nhhclo（或 nh cl 2ho=nh h o hclo） 9.6+270.0kj/moli 该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动b 6.25【解析】【分析】【详解】（1）发生水解反应时，元素的化

19、合价一般不发生变化，一氯胺（nh2cl）水解时能生成有强烈杀菌消毒作用的物质（hclo），可知cl 元素的化合价为+1 价；水解的方程式为：nh2cl+h2o=nh3 +hclo（或 nh2cl 2h2o=nh3h2o hclo），故答案为：+1；nh2cl+h2o=nh3 +hclo（或 nh2cl 2h2o=nh3h2o hclo）；（2） 11.2gco 的物质的量为0.4mol ，完全燃烧生成co2 放出的热量为283.0kj 0.4=113.2kj；11.2gs 的物质的量为 0.35mol ，完全燃烧生成so 放出的热量为2296.0kj 0.35=103.6kj，前者比后者放出的

20、热量多9.6kj；so （ g） +2co（ g） =s（ s） +2co22（ g） h=296.0kj/mol 283.0kj/mol 2=+270.0kj/mol；故答案为： 9.6；+270.0kj/mol ；（ 3）根据图 2，相同温度时，在催化剂 的作用下，反应相同时间 co2 的转化率最大，因此催化剂 的效果最好； b 点时反应还未达到平衡状态，co2 的转化率还会继续增加，反应正向进行，因此 v(正 ) v(逆 )；该反应为放热反应， a 点时达到平衡，从a 点到 c 点，温度升高，平衡逆向移动，co2 的转化率下降，故答案为： ；该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动；（4

21、） 0.1mol/lnh 4hco3溶液中， nh4+水解： nh4+h2onh3h2 o+h+， hco3-水解： hco3-+h2oh2co3+oh-，溶液 ph=8，说明 hco3-水解的程度更大；a. 由于 nh-水解的程度更大，离子浓度大小顺序为c(nh4hco3 溶液中 hco34)c(hco3)c(oh )c(h )， a 项正确；b.nh4+达到水解平衡后，在溶液中的存在形式为nh4+ 、nh3h2o， hco3-达到电离、水解平衡后，在溶液中的存在形式为hco3-、 co32- 、 h2co3 ，因此物料守恒式为：c(nh4 )+c(nh3h2o)=c(hco3 )+c(h2

22、co3)+c(co32-)， b 项错误；c.列出电荷守恒式：4+332-，与上述物料守恒式联立，得c(nh)+c(h )=c(hco)+2c(co)+c(oh)到： c(nh3232-+2323323 2-h o) +c(co)+c(oh)= c(h )+ c(h co )，则c(h co ) c(co ) c(nh h o)=c(oh )+-6 1-81 71， c 项正确；故答案为：b；c(h )=10mol l 10mol l=9.9 10mol lc(h 2co 3 )c(h2co3 )c(hco3- )2+c2(h + )=6.25，故答c(co 32- ) =c(hco3- )

23、c(h + ) c(co32- ) c(h + ) c(h) = ka1ka 2案为： 6.25。【点睛】在水溶液中，若要计算两种离子的浓度之比，往往可从平衡常数的角度思考，将公式进行变换，得到有关平衡常数及c(h+)、 c(oh-)的式子，再代入数据计算：要计算 c(h 2 co3 ) ， ka123a232-c(co32- )的表达式分母是c(h co )， k 的表达式分子中有c(co)这一项，因此把 ka1、 ka2 的表达式取倒数相乘，再乘c(h+)的平方，可推导出公式c(h 2co 3 )c(h 2co3 )c(hco3- )2+c2 (h + )c(co 32- )= c(hco

24、 3-)c(h + ) c(co32- )c(h + )c(h) = ka1ka25 已知，常温下h2s、 h2co3 的电离常数如下表ka1ka2h2s-8-159.1 101 1023 75.6 11h co4.3 1010（1） 常温下， 0.1mol/l 的硫化钠溶液和0.1mol.l-1 的碳酸钠溶液，碱性更强的是_。其原因是 _ 。 常温下，硫化钠水解的离子方程式_ 。（ 2） h2s 能与许多金属离子发生反应，生成溶解度不同和各种颜色的金属硫化物沉淀，可用于分离和鉴定金属离子。常温下， nahs 溶液显 _（选填 “酸性 ”、 “中性 ”或 “碱性 ”）常温下，向21100 ml

25、 0.1 mol l1ph 与h s 溶液中滴加0.1 mol lnaoh 溶液，得到溶液naoh 溶液体积的关系曲线如图所示：试分析图中 a、 b、 c、d 四个点，水的电离程度最大的是_；在 b 点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是_ 。（3）脱除天然气中的硫化氢既能减少环境污染，又可回收硫资源，该部分硫化氢用过量naoh 溶液吸收后，再以石墨作电极电解该溶液可回收硫，写出电解得到硫的总反应方程式（忽略氧的氧化还原）_ ；从整个生产工艺的角度分析，该方法不仅能减少环境污染、回收硫、得到一定量的副产物，还具有的优点是_。【答案】硫化钠溶液硫化氢的 ka2小于碳酸的 ka2，硫化钠更易水解

26、s2- + h2ohs- +-、 hs-2h2-碱性2)oh+ h os + ohc c(na)c(hs) c(oh) c(h) c(s222222产物naoh 可na s 2h os h 2naoh 或 s2h os h2oh循环使用【解析】试题分析 ：（ 1） h 23 115.6 10，大于 h2co 的第二步电离平衡常数是s 的第二步电离平-152-32-2-的水解分两步进行； （ 1） 根据 hs-衡常数 110，说明s 的水解程度大于 co； s的 水解平衡常数和电离平衡常数分析nahs 溶液的酸碱性；h2s 抑制水电离，加入naoh中和 h22抑制作用逐渐减小，到222s， h

27、sc 点 h s 恰好与 naoh生成na s， na s 水解促进水电离； d 点氢氧化钠过量，过量的氢氧化钠抑制水电离。 nahs溶液呈碱性，在b 点溶液呈中性，所以 b 点溶质是 nahs 和 h2s， hs-要水解和电离 ， hs-2的电离生成2-、 hss ； hs、h2s、 h2o 电离出 h+。（ 3）硫化氢用过量naoh 溶液吸收后生成na2s，电解硫化钠溶液生成硫、氢气 、氢氧化钠。解析 ：（ 1） h 2co3 的第二步电离平衡常数是5.6 1011，大于 h2 s 的第二步电离平衡常-152-的水解程度大于2-数 110，说明 sco3 ，硫化钠更易水解 ，所以硫化钠溶液

28、的碱性强； s2-的水解分两步进行，硫化钠水解的离子方程式s2- + h2 ohs- + oh-、hs- +22-；（ 2 ）hs-的水解平衡常数，电离平h oh s + oh-15nahs 溶液的呈碱性；h2s 抑制水电离，加入naoh衡常数 110，水解大于电离，所以中和 h22抑制作用逐渐减小，到2s 恰好与 naoh生成22s， h sc 点 hna s， na s 水解促进水电离； d 点氢氧化钠过量，过量的氢氧化钠抑制水电离，所以 c 点水电离程度最大。 nahs 溶bnahs-22-液呈碱性，在点溶液呈中性，所以b 点溶质是2s， hss 的电离生成s和 h、h-22+c(na；

29、hs 、h s、 h o 电离出h ，所以 b 点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是 ) c(hs ) c(oh ) c(h ) c(s2 )。（ 3）硫化氢用过量naoh 溶液吸收后生成na2s，电解硫化钠溶液生成硫、氢气、氢氧化钠 ，电解总方程式为na2 s 2h2o s h2 2naoh。 该方法不仅能减少环境污染、回收硫、得到一定量的副产物，还具有的优点是 naoh 可循环使用 。电解：向酸溶液中逐滴加入碱溶液，水电离程度逐渐增大，碱过量时水的电离程度再逐渐减小。 naha 溶液的酸碱性要根据ha-的电离和水解程度判断，若电离程度大于水解程度，溶液呈酸性；若水解大于电离，则溶液呈碱

30、性。6 尿素在农业、医药等诸多领域应用广泛。工业上有多种工艺用nh32和 co 直接合成尿素。(1)水溶液全循环法合成尿素的反应过程可用下列热化学方程式表示：反应 i 2nh32241-1(1) +co (g)? nhcoonh (1) h = - 119.2 kj?mol反应 ii nh242 222-1coonh (1)? co(nh ) (1)+ h o(1) h = 15.5 kj?mol写出 nh3(1)与 co2(g)反应生成 co(nh2)2(1)和液态水的热化学方程式：_。该工艺要求在190 200、 13 24 mpa 的条件下反应， 90左右反应可实现最高平衡转化率。试解释

31、选择高压条件的理由：_。n nh 3n h 2o(2)在不同氨碳比l=和水碳比 w=2平衡转化率 x 随温度 t 变n co2条件下 con co2化情况如图所示：co2 平衡转化率x 随温度 t 升高先增大后减小，试分析原因：_。在图中，画出l=4、 w=o 时 co2 平衡转化率 x 随温度 t 变化的曲线示意图 _。(3)实验室模拟热气循环法合成尿素，t度时，将5.6mol nh 3 与 5.2molco2 在容积恒定为0.5l 的恒温密闭容器中发生反应：2nh322221-(g)+co (g)? co(nh ) (s)+h o (g) h 43kj?mol1。达到平衡状态时，nh323

32、233与 co 的平衡分压之比p(nh ): p(co )= 2:13。 p(nh)= x(nh )?p，x(nh )为平衡体系中nh 的物质的量分数，p 为平衡总压 。33t 时，该反应的平衡常数k = _。若不考虑副反应，对于该反应体系，下列说法正确的是_ 。a 当反应体系中气体分子的平均摩尔质量保持不变时，反应达到平衡状态b 相同条件下，提高水碳比或降低氨碳比都会使nh3 的平衡转化率降低c 在容器中加入 cao，( 可与 h2o 反应 ) ，提高 co(nh2)2 产率d 反应开始后的一段时间内，适当升温可提高单位时间内co2的转化率-1190200时， nh【答案】 2nh3(l)+ co2(g)? co(nh2)2 (l)+ h2o(l) h =-103.7kj mol2coonh4 容易分解为 nh3 和 co2，高压有利于反应 i 正向进行温度升高，反应i 平衡逆向移动，反应 ii 平衡正向移动，在190200之前，反应ii 正向进行的趋势更大，190200之后，反应i 逆向进行的趋势更大1.5625d【解析】【分析】【详解】（1）水溶液全循环法合成尿素的反应过程可用下列热化学方程式表示：反应 i 2nh3(1) +co2(g)?nh