2022年2021高考化学反应原理综合题

1、1 2019 高考化学反应原理综合题1随着国家环保部系列环保新规的出台，各地环保部门整治环保的工作也在紧锣密鼓地进行，其中汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的重要原因之一，因此治理汽车尾气和燃煤尾气污染成为重中之重。回答下列问题：(1)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物，用ch4催化还原nox可消除氮氧化物的污染。已知： ch4(g)2no2(g)=n2(g)co2(g) 2h2o(g) h 867.0 kjmol1；n2(g) 2o2(g)=2no2(g) h 67.8 kjmol1；适量的n2和 o2完全反应，每生成标准状况下5.6 l no 时，则吸收22.5 kj 的热量。则 ch4催化还

2、原 no 的热化学方程式为_ 。(2)在汽车排气系统中安装三元催化转化器，可发生反应： 2no(g) 2co(g)2co2(g)n2(g)。在某密闭容器中通入等量的co 和 no，发生上述反应时，c(co)随温度 (t)和时间 (t)的变化曲线如图所示。据此判断该反应的正反应为_(填“放热”或“吸热”)反应。温度为t2时， 19 s 反应达到平衡，则019 s 内 n2的平均反应速率v(n2)_mol l1 s1。温度为t1时，该可逆反应的平衡常数k_。(3)sncr- scr 脱硝技术是一种新型的除去烟气中氮氧化物的脱硝技术，一般采用氨气或尿素作还原剂，其基本流程如图：sncr-scr 脱硝

3、技术中用nh3作还原剂还原no 的主要反应为4nh3(g) 4no(g)o2(g)4n2(g) 6h2o(g) ht2，而 t1平衡时 co 浓度较高，说明温度升高， 平衡逆向移动， 故正反应为放热反应。v(n2)12v(co)122.00.119mol l1 s10.05 mol l1 s1。温度为 t1时，根据三段式法，则有：2no(g) 2co(g)2co2(g)n2(g) 起始 (mol l1) 2.0 2.0 0 0 转化 (mol l1) 1.6 1.6 1.6 0.8 平衡 (mol l1) 0.4 0.4 1.6 0.8 故 t1时，该可逆反应的平衡常数k1.620.80.42

4、0.4280。 (3)co(nh2)2作还原剂，还原no2生成 n2、co2、h2o，故反应的化学方程式为4co(nh2)26no24co27n28h2o。由题图可知925 左右时脱硝效率最高。scr技术中使用了催化剂，若温度太高，则催化剂活性降低或丧失。脱硝反应的主反应是放热反应，故温度过高时，脱硝主要反应的平衡逆向移动，导致脱硝效率降低。答案： (1)ch4(g)4no(g)=2n2(g) co2(g)2h2o(g) h 1 159.2 kjmol1 (2)放热0.0580 (3)4co(nh2)26no24co27n28h2o925 左右温度太高， 会降低催化剂活性温度过高， 脱硝主要反

5、应的平衡逆向移动2 (1)硼酸 (h3bo3) 能电离，它在水中能结合水电离出的oh形成b(oh)4，写出硼酸的电离方程式：_ 。(2)向 500 ml 0.2 mol l1硼酸溶液中加入2 g 氢氧化钠固体，充分反应后，溶液呈碱性，反应的离子方程式为_。溶液中各微粒(水除外 )浓度由大到小的顺序为_。溶液中精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 13 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 13 页 - - - - - - -

6、- -3 c h3bo3 c ohcb oh4_(用含硼酸的电离常数k 和水的离子积常数kw的代数式表示 )。(3)在一定条件下， h3bo33ch3ohb(och3)33h2o，h3bo3的转化率随时间变化的曲线如图所示。升高温度，正反应速率_(填“大于”“小于”或“等于”，下同)逆反应速率；反应物的总能量_生成物的总能量。(4)已知： h2o(l)=h2o(g) h 44 kj mol1，标准状况下11.2 l b2h6气体在足量的氧气中燃烧，生成三氧化二 硼 固 体 和 水 蒸 气 ， 放 出1 016.5 kj的 热 量 ， 写 出 表 示b2h6气 体 燃 烧 热 的 热 化 学 方

7、 程 式 ：_ 。(5)硼酸通过一定的反应可生成nabh4，nabh4是一种强还原剂，用nabh4和过氧化氢可以设计成一种碱性燃料电池，放电时，1 mol nabh4释放 8 mol e。写出原电池负极的电极反应式：_。解析： (1)依题意知硼酸的电离类似于盐的水解，可写出硼酸的电离方程式。(2)硼酸是弱酸，在离子方程式中写化学式；据计算得出硼酸过量，反应后溶液中含有等物质的量的h3bo3和 nab(oh)4，溶液呈碱性，说明b(oh)4的水解程度大于h3bo3的电离程度，可得到微粒浓度的大小关系。(3)据图像分析得出升高温度，h3bo3的转化率增大，更有利于平衡正向移动，正反应为吸热反应。(

8、4)燃烧热为 101 kpa 时 1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，根据盖斯定律，可写出该热化学方程式。(5)负极发生氧化反应，在碱性电池中有大量的oh，利用得失电子守恒即可写出电极反应式。答案： (1)h3bo3h2ob(oh)4h(2)h3bo3oh=b(oh)4c(h3bo3)c(na)cb(oh)4 c(oh)c(h)kwk(3)大于小于(4)b2h6(g)3o2(g)=b2o3(s)3h2o(l) h 2 165 kjmol1 (5)bh48oh8e=b(oh)44h2o 3(2018 重庆模拟 )氮的化合物在生产和生活中广泛存在。请回答下列有关问题：(1)氯胺

9、 (nh2cl)是一种长效缓释消毒剂，可通过反应nh3(g)cl2(g)=nh2cl(g)hcl(g) h 12 kj mol1来制取。化学键n h clcl ncl hcl 键能 /(kj mol1) 391 243 a431 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 13 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 13 页 - - - - - - - - -4 已知部分化学键的键能如表所示(假定不同物质中同种化学键的键能一样)，则

10、 a_。(2)2no(g) o2(g)2no2(g)的反应历程分两步：.2no(g)n2o2(g)(快) va正ka正c2(no) ，va逆ka逆c(n2o2)， h10 .n2o2(g)o2(g)2no2(g)(慢) vb正kb正c(n2o2) c(o2)， vb逆kb逆c2(no2)， h2”“”或 “ ”“”或 “0.6 moll1。由题图可知，升高温度cl浓度降低，则升高温度平衡向正反应方向移动，所以该反应的 h0。根据三段式法，a 点平衡时有：co(h2o)624clcocl426h2o 起始 /(mol l1) 0.25 6.5 0 转化 /(mol l1) 0.125 0.5 0

11、.125 平衡 /(mol l1) 0.125 6 0.125 因此 t1时该反应的平衡常数为0.1250.125647.72104。(5)原电池中阳离子向正极(乙池 )移动；甲池中cd 失电子生成 cd2，乙池中co2得电子生成co，所以甲池中盛放的是cdcl2溶液，乙池中盛放的是cocl2溶液。答案： (1)6化学变化(2)雨天时温度相对较低，湿度大， 平衡向左移动， 主要为 cocl2 6h2o，故呈粉红色(3)减压烘干、常温下晾干、常温下鼓风吹干等(任写两种，合理即可)(4)7.72104(5)正极 (乙池 )cdcl25 (2018 宁德模拟 )高铁酸钠 (na2feo4)是一种新型

12、、高效的水处理剂，与水反应的化学方程式为4na2feo410h2o=4fe(oh)33o2 8naoh。电解制备na2feo4装置示意图如图所示。精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 13 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 13 页 - - - - - - - - -7 (1)a 是电源的 _(填“正”或“负”)极。电解时， 石墨电极附近溶液的碱性_(填“增强”“减弱”或“不变” )。(2)铁电极的反应式为_ 。(3)维持

13、一定的电流强度和电解温度，naoh 起始浓度对na2feo4浓度影响如图 (电解液体积相同的情况下进行实验)。电解 3.0 h 内，随 naoh 起始浓度增大，na2feo4浓度变化趋势是_(填“增大”“不变”或“减小”)。当 naoh 起始浓度为16 mol l1,1.0 2.0 h 内生成 na2feo4的速率是 _mol l1 h1。a 点与 b 点相比， nfe(oh)3：a_b(填“ ”“”或 “b，根据铁原子守恒，nfe(oh)3：ab。(4)由题给反应知，洗涤剂最好选用碱性溶液来抑制feo24的水解。 fe(no3)3、nh4cl 溶液中因fe3、nh4的水解溶液均显酸性；ch3

14、coona 溶液因 ch3coo的水解而显碱性，故c 符合题意。 (5)将 3 个已知的热化学方程式按顺序分别编号为 、 、 ，根据盖斯定律，将32 3 12，得：2fe(oh)3(s) 3naclo(aq) 4naoh(aq)=2na2feo4(aq)3nacl(aq) 5h2o(l) h32a3b12c kj mol1。答案： (1)负增强(2)fe8oh6e=feo244h2o (3)增大8 ”“ ”“ ”“0，所以 e1 h2。(5)比较 m、n 两点 co 的转化率，选择p 点为参照点，比较m 点和 p 点对应的co 的转化率：温度相同，y1大于 y2，投入较多co 来增大 so2转

15、化率， 则 co 的转化率降低， 故 m 点对应的co 转化率小于p 点；比较 n 点和 p 点对应的co 转化率：投料比的比值相同，p 点温度高于n 点，反应 的正反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动，故p 点对应的 co 转化率小于n 点。故 co 的平衡转化率：npm。 n 点和 p 点的投料比的比值相同，升高温度，正、逆反应速率均增大， 故 n 点逆反应速率小于p点。 (6) 设参与反应 、 的 so2的起始物质的量浓度分别为a mol l1、 b mol l1，达到平衡时，转化的物质的量浓度分别为x mol l1、y mol l1，利用三段式法计算：2co(g) so2(g)s(l

16、)2co2(g) 起始 /(mol l1) 0.2 a0 转化 /(mol l1) 2xx2x平衡 /(mol l1) 0.22xax2x2h2(g)so2(g)s(l)2h2o(g) 起始 /(mol l1) 0.2 b0 转化 /(mol l1) 2yy2y平衡 /(mol l1) 0.22yby2y依题意知，2x0.16， 解得 x0.08,2y0.18， 解得 y0.09， 平衡时 c(so2)0.2 moll10.17 mol l10.03 mol l1， c(h2)0.02 mol l1， c(h2o)0.18 mol l1，则反应 的 kc2h2oc2h2 c so20.1820

17、.0220.032 700。 缩小容器体积相当于增大压强，反应、都是气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，so2的平衡转化率增大。答案： (1)(2)4.31013 (3)s(l) o2(g)=so2(g) h 529 kj mol1(4)(5)”或“ ” )0。若其他条件不变，仅仅增大压强，则逆反应速率会_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，平衡常数 k 会_。在其他条件不变时，请在图中画出平衡时ch3och3的体积分数随投料比n(h2)/n(co2)变化的曲线图。(3)研究发现，催化剂可以促使烟气co、so2转化为co2、s。反应原理为2co(g)so2(g)2co2(

18、g)s(l) h 270 kj mol1。其他条件相同，研究发现，分别选取fe2o3、nio 、cr2o3作上述反应的催化剂时，so2的转化率随反应温度的变化如图，研究得出，应该选择fe2o3作催化剂，主要原因可能是_ 。精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页，共 13 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页，共 13 页 - - - - - - - - -1 1若在 2 l 恒容密闭容器中， 将 3 mol co、1 mol so2

19、混合，在一定条件下引发反应，当 so2的平衡转化率为40%时，此时 k_。向反应容器中再分别通入下列气体，可以使so2转化率增大的是_(填标号 )。acobso2c n2d h2seco2解析： (1)根据盖斯定律，得出 h1 h3 2 h2。(2)由题图可知，当投料比一定时，温度越高，co2的平衡转化率越低，所以升温，平衡左移，正反应为放热反应。其他条件不变，增大压强，正、逆反应速率均增大；平衡常数只与温度有关，不随其他条件的变化而变化。当反应物按系数之比投料时，ch3och3的体积分数最大。(3)根据题图，可以得出fe2o3作催化剂时，在相对较低的温度下可获得较高的so2转化率，从而节约能

20、源。利用三段式法进行计算：2co(g)so2(g)2co2(g)s(l) 初始 /mol 3 1 0 转化 /mol 0.8 0.4 0.8 平衡 /mol 2.2 0.6 0.8 k0.8222.2220.620.44。增加 co 的量，可以使so2的转化率增大，a 项符合题意；若增加so2的量，平衡向正反应方向移动，但是so2的转化率会降低，b 项不符合题意；通入n2，不影响平衡移动，c 项不符合题意；通入h2s，h2s 会与 so2反应，平衡逆向移动，so2的转化率会降低，d 项不符合题意；通入co2，平衡逆向移动，so2的转化率会降低，e 项不符合题意。答案： (1) h32 h2(2

21、)增大不变精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页，共 13 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页，共 13 页 - - - - - - - - -1 2(3)fe2o3作催化剂时，在相对较低的温度下可获得较高的so2转化率，从而节约能源0.44a 8锌元素是重要的金属元素，锌及其化合物在生活、生产中有广泛应用，回答下列问题：(1)zno 和 al2o3的化学性质相似，写出zno 和 naoh 溶液反应的离子方程式：_。(2)闪锌矿

22、(主要成分为zns)、软锰矿 (主要成分为mno2)与硫酸共热时可以析出单质硫，该反应的化学方程式为_ 。(3)火法炼锌时在鼓风炉中加热到1 1001 300 ，发生反应： zno(s)co(g) zn(g)co2(g) h 198 kj mol1。该反应的平衡常数表达式k_。温度为t1时，反应的平衡常数为k1，则同温下反应：12zno(s)12co(g)12zn(g) 12co2(g)的平衡常数 k2_(用 k1表示 )。某温度时反应的平衡常数k1.0，起始时在容积固定的密闭鼓风炉中通入0.11 mol l1co(zno 足量 )，达到平衡时， co 的浓度为 _。(4)粗铜电解精炼的废电解

23、液中常含有zn2、 pb2， 向废电解液中加入na2s溶液，当有 pbs和 zns 沉淀时，c zn2c pb2_。已知： ksp(pbs)3.4 1028，ksp(zns)1.6 1024 (5)利用电化学还原co2制取znc2o4的示意图如图所示，电解液不参与反应。则pb 电极的电极反应为_ ，当通入标准状况下11.2 l co2时，转移电子数为_。精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 12 页，共 13 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 12 页，共 13 页 - - - - - - - - -1 3解析