2020年高考化学提分攻略17化学反应原理综合

1、 2020 年高考化学提分攻略题型 17 化学反应原理综合一、解题策略二、题型分类第 1 页 共 13 页 【典例 1】【2019课标全国，28】水煤气变换co(g)h o(g)=co (g)h (g)是重要的化工过程，主要222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h 缓慢地通过处于 721 下的过量氧化钴 coo(s)，氧化钴部分被还2原为金属钴 co(s)，平衡后气体中 h 的物质的量分数为 0.025 0。2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 0.019 2。第 2 页 共 13

2、页 根据上述实验结果判断，还原 coo(s)为 co(s)的倾向是 co_h (填“大于”或“小于”)。2（2）721 时，在密闭容器中将等物质的量的co(g)和 h o(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡2时体系中 h 的物质的量分数为_(填标号)。2a0.25 b0.25 c0.250.50 d0.50 e0.50（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 _ev，正写出该步骤的化学方程式_。（4）shoi

3、chi 研究了 467 、489 时水煤气变换中 co 和 h 分压随时间变化关系(如图所示)，催化剂为2氧化铁，实验初始时体系中的 ph o 和 p 相等、pco 和 ph 相等。2co22计算曲线 a 的反应在 3090 min 内的平均速率v (a)_ kpamin 。467 时 ph 和 p 随时间变化12co关系的曲线分别是_、_。489 时 ph 和 p 随时间变化关系的曲线分别是_、2co_。【答案】（1）大于 （2）c （3）小于 2.02 cooh h h o =cooh 2h oh (或 h o =h*22oh ) （4）0.004 7 b c a d*c（h o） 10.

4、025 0【解析】（1）由题给信息可知，h (g)coo(s)co(s)h o(g)() k 239，c（h ）0.025 02212第 3 页 共 13 页 c（co ） 10.019 2co(s)co (g)() k 51.08。相同温22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 h 。（2）第（1）问和第（2）问2co (g)h (g) k 21.31。k392221设起始时 co(g)、h o(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h 的物22222001.31，若 k 取 1，则 x0.5，(h )0.25；该反应前后

5、气体物质的量不变，当等物质的量反2应物全部反应，氢气所占物质的量分数为 50%，但反应为可逆反应，不能进行彻底，氢气的物质的量分数一定小于 50%，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 1.86 ev(0.16 ev)2.02 ev，该步正起始物质为 cooh h h o ，产物为 cooh 2h oh 。（4）由题图可知，3090 min 内v (a)*2（4.083.80） kpa90 min30 min0.

6、004 7 kpamin 。水煤气变换中 co 是反应物，h 是产物，又该反应是放热反应，2升高温度，平衡向左移动，重新达到平衡时，h 的压强减小，co 的压强增大。故 a 曲线代表 489 2时，ph 随时间变化关系的曲线，d 曲线代表 489 时 p 随时间变化关系的曲线，b 曲线代表 467 2co2co)是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等(g)=2h 100.3 kjmol1h (g)i (g)=2hi(g)222对于反应：(g)2hi(g) 2h _ kjmol 。3 （2）某温度下，等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应，起始总压为 10 pa，平衡时总5压增

7、加了 20%，环戊烯的转化率为_，该反应的平衡常数 k _pa。达到平衡后，欲增p加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有_(填标号)。a通入惰性气体b提高温度c增加环戊烯浓度d增加碘浓度（3）环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是_(填标号)。at t12ba 点的反应速率小于 c 点的反应速率ca 点的正反应速率大于 b 点的逆反应速率db 点时二聚体的浓度为 0.45 moll1（4）环戊二烯可用于制备二茂铁fe(c h ) ，结构简式为，后者广泛应用于航天、化工等领域中。二55 2茂铁的电化学制备原理如图所

8、示，其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的 dmf 溶液(dmf为惰性有机溶剂)。该电解池的阳极为_，总反应为_。电解制备需要在无水条件下进行，原因为_。【答案】（1）89.3 （2）40% 3.5610 bd （3）cd （4）fe 电极 fe2=h (或 fe42第 5 页 共 13 页 2c h =fe(c h ) h ) 水会阻碍中间物 na 的生成；水会电解生成 oh ，进一步与 fe 反应生25655 22成 fe(oh)2【解析】（1）根据盖斯定律，由反应反应得反应，则h h h (100.311.0) kjmol 131289.3 kjmol 。（2）设容器中起始加入

9、i (g)和环戊烯的物质的量均为 a，平衡时转化的环戊烯的物质的12量为 x，列出三段式：（g） i （g） = （g） 2hi（g）2起始：转化：axax0xx02x2x平衡： axax根 据 平 衡 时 总 压 强 增 加 了 20% ， 且 恒 温 恒 容 时 ， 压 强 之 比 等 于 气 体 物 质 的 量 之 比 ， 得aa 0.4a1 ，解得 x0.4a，则环戊烯的转化率为 100%40%，平衡时（ax）（ax）x2x 1.2ap6p3（ ）总总2p p p p(g)、hi(g)的分压分别为 、 、 、 ，则 k 8(g)、i (g)、 p ，根 据 p 1.2105总总总总总4

10、 4 6 3p p4 427总2p总总827pa，可得 k 1.210 pa3.5610 pa。通入惰性气体，对反应的平衡无影响，a 项不符合题意；54p反应为吸热反应，提高温度，平衡正向移动，可提高环戊烯的平衡转化率，b 项符合题意；增加环戊烯浓度，能提高 i (g)的平衡转化率，但环戊烯的平衡转化率降低，c 项不符合题意；增加 i (g)的浓度，22能提高环戊烯的平衡转化率，d 项符合题意。（3）由相同时间内，环戊二烯浓度减小量越大，反应速率越快可知，t t ，a 项错误；影响反应速率的因素有温度和环戊二烯的浓度等，a 点时温度较低，12但环戊二烯浓度较大，c 点时温度较高，但环戊二烯浓度

11、较小，故无法比较 a 点和 c 点的反应速率大小，b 项错误；a 点和 b 点温度相同，a 点时环戊二烯的浓度大于 b 点时环戊二烯的浓度，即 a 点的正反应速率大于 b 点的正反应速率，因为b 点时反应未达到平衡，b 点的正反应速率大于逆反应速率，故a 点的正反应速率大于 b 点的逆反应速率，c 项正确；b 点时，环戊二烯的浓度减小0.9 moll ，结合生成112的二聚体浓度为环戊二烯浓度变化量的 ，可知二聚体的浓度为0.45 moll ，d 项正确。（4）结合图1示电解原理可知，fe 电极发生氧化反应，为阳极；在阴极上有 h 生成，故电解时的总反应为 fe22=h 或 fe2c h =f

12、e(c h ) h 。结合相关反应可知，电解制备需在无水条件下进行，否25655 22则水会阻碍中间产物 na 的生成，水电解生成oh ，oh 会进一步与 fe 反应生成 fe(oh) ，从而阻碍22二茂铁的生成。第 6 页 共 13 页 2222h o(g)=h o(l) h44 kjmol22222224242后达到平衡，测得数据如下：60800.30c(no )/(moll )0.120.200.260.302040 s 内，v(no )_moll s 。2该温度下反应的化学平衡常数 k_moll 。相同温度下，若开始向该容器中充入 0.80 mol n o ，则达到平衡后 c(no )

13、_ (填“”“”或242“”)0.60 moll 。（3）n o 是绿色硝化试剂，溶于水可得硝酸。下图是以n o 为原料电解制备 n o 的装置。写出阳极区生252425253（4）湿法吸收工业尾气中的no ，常选用烧碱溶液，产物为两种常见的含氧酸盐。该反应的离子方程式是2_。24325 2322222n (g)2o (g)=2no (g) h133 kjmol222h o(g)=h o(l) h44 kjmol22由盖斯定律44 得：4h (g)2no (g)=n (g)4h o(g) h285.8 kjmol 41332222（2）24202升高温度时，气体颜色加深，平衡正向移动，则上述反

14、应是吸热反应。0.05相同温度下，若开始向该容器中充入 0.80 mol n o ，相当于将原平衡放大 2 倍，然后加压，平衡逆24向移动，则达到平衡后 c(no )0.60 moll 。2（3）以 n o 为原料电解制备 n o ，n o 失电子被氧化，阳极区生成 n o 的电极反应式为：n o 2e24252425242hno =2n o 2h 。325（4）湿法吸收工业尾气中的 no ，常选用烧碱溶液，产物为两种常见的含氧酸盐，硝酸盐和亚硝酸盐，该2222已知 nh 、no、no 都是有毒气体，必须经过严格处理，否则会污染空气。请回答下列问题：32n (g)o (g)=2no(g) h

15、a kj/mol；2213222222332222nh ，且该反应的3223v k c(n )c (h )，v k c (nh )，则反应 n h3222323正正逆逆逆（3）已知合成氨的反应升高温度平衡常数会减小，则该反应的正反应活化能 e 和逆反应活化能 e 的相对12 12（4）从化学反应的角度分析工业合成氨气采取30 mpa50 mpa 高压的原因是_。（5）500 时，向容积为 2 l 的密闭容器中通入 1 mol n 和 3 mol h ，模拟合成氨的反应，容器内的压强22随时间的变化如下表所示：时间/min压强/mpa030112用压强表示该反应的平衡常数 k _(k 等于平衡时

16、生成物分压幂的乘积与反应物分压幂的pp乘积的比值，某物质的分压等于总压该物质的物质的量分数)。随着反应的进行合成氨的正反应速率与 nh 的体积分数的关系如下图所示，若升高温度再次达到平3衡时，可能的点为_(从点“a、b、c、d”中选择)k【答案】（1）b2a2c （2）正【解析】（1）根据盖斯定律分析，n (g)o (g)=2no(g) h a kj/mol；4nh (g)3o (g)=2n (g)2213226h o(g) h b kj/mol；2no(g)o (g)=2no (g) h c kj/mol；将方程式进行22222233222（2）当正、逆反应速率相等时，反应到平衡，即 v v

17、 k c(n )c (h )k c (nh ) ，则反应 n 32223正逆正逆k正；k3322逆（3）已知合成氨的反应升高温度平衡常数会减小，则说明升温平衡逆向移动，正反应为放热反应，则该反1212（4）工业合成氨的反应为气体分子数减小的反应，所以增大压强可以加快反应速率，同时使平衡正向移动，提高原料气的利用率和产品的产率； 2nh ，303x根据压强比等于物质的量比分析，有关系式：20达到平衡时 n 的转化率为 0.45/0.5100%90%；2248 mpa ；11 mpa）30.151.1p合成氨的反应为放热反应，若升温，则反应速率增大，平衡逆向移动，氨气的体积分数减小，可能2（1）绿

18、色植物通过图 1 所示过程储存能量，用化学方程式表示其光合作用的过程：_。（2）tio 是一种性能优良的半导体光催化剂，能有效地将有机污染物转化为co 等小分子物质。图2 为在22tio 的催化下，o 降解 ch cho 的过程，则该反应的化学方程式为_。2332co(g)2h (g)。2424242221co(g)1/2o (g)=co (g) h 283 kjmol222co(g)h o(g)=co (g)h (g)22232co(g)2h (g)的 h_。242为了探究反应 co (g)ch (g)2co(g)2h (g)的反应速率与浓度的关系起始时向恒容密闭容242器中通入 co 与

19、ch ，使其物质的量浓度均为 1.0 moll ，平衡时，根据相关数据绘制出两条反24应速率与浓度关系曲线(如图 3)：v c(ch )和 v c(co)，则与 v c(ch )相对应的是图中曲线44正逆正 _(填“甲”或“乙”)；该反应达到平衡后，某一时刻降低温度反应重新达到平衡，则此时曲线甲对应的平衡点可能为_(填“d”“e”或“f”)。（4）用稀氨水喷雾捕集 co 最终可得产品 nh hco 。243在捕集时，气相中有中间体 nh coonh (氨基甲酸铵)生成。现将一定量纯净的氨基甲酸铵置于恒容24密闭容器中，分别在不同温度下进行反应： nh coonh (s)2nh (g)co (g)。实验测得的2432有关数据见下表(t t ”“ 催化剂活性降低(或反应物浓度降低等)（3）还原 c h 13o 26e =4co 5h o241022【解析】（1）c h (g)6.5o (g)=4co (g)5h o(l) hq kjmol14102221c h (g)3.5o