2020届高三化学二轮复习化学反应原理综合大题(高考二卷热点)

1、2020届高三化学二轮复习化学反应原理综合大题(高考二卷热点)1、页岩气中含有较多的乙烷，可将其转化为更有工业价值的乙烯。(1)二氧化碳氧化乙烷制乙烯。将C2H6和CO2按物质的量之比为1 ： 1通入反应器中，发生如下反应:i. C2H6(g) - C2H4(g) + H2(g)ii . CO2 (g) + H2 (g) - CO(g) + H 2O(g)iii . C2H6(g) +CO 2(g)C2H4(g) +CO(g) +H 2O(g)用 A H1、A H2计算 A H3=kJ mol- 1 °A H1 =+136.4 kJ mol- 1A H2= +41.2 kJ mol

2、- 1A H3反应iv： C2H6(g) =2C(s)+3H 2(g)为积碳反应，生成的碳附着在催化剂表面，降低催化剂的活 性，适当通入过量 CO2可以有效缓解积碳，结合方程式解释其原因： 。二氧化碳氧化乙烷制乙烯的研究热点之一是选择催化剂，相同反应时间，不同温度、不同催化剂的数据如下表(均未达到平衡状态)实验编RT/C催化剂转化率/%选择性/%C2H6CO2C2H4COI650钻盐19.037.617.678.1n650铭盐32.123.077.310.4m60021.212.479.79.3w55012.08.685.25.4【注】C2H4选择性：转化的乙烷中生成乙烯的百分比。CO选择性：

3、转化的 CO2中生成CO的百分比。对比I和n ,该反应应t选择的催化剂为 ,理由是实验条件下，铭盐作催化剂时，随温度升高 因是。(2)利用质子传导型固体氧化物电解池将乙烷转化 为乙烯，示意图如右图：电极a与电源的 极相连。电极b的电极反应式是 。C2H6的转化率升高，但 C2H4的选择性降低，原Q电源(1)+177.6增大CO2的量，发生反应 C+CO2 = 2CO消耗C;增大CO2的量，反应iii正向进行程度增加，降低了C2H6的浓度，反应iv进行的程度减小铭盐相同温度下，铭盐作催化剂时C2H6的转化率和C2H4的选择性均较高温度升高，反应i、值、iv的化学反应速率均增大，反应iv增大的更多

4、(2分)(2)正极CO2 +2e +2H+= CO+H2O ( 2 分)2、(2020年四川宜宾)乙醇是重要的化工原料，也是清洁的能源。I .工业上，在一定条件下用乙烯水化法制备乙醇。已知热化学方程式如下:CH2=CH2(g)+H2O(g)? CH3CH20H(g)AHi2CH2=CH2(g)+H2O(g)? CH3CH2OCH 2CH3(g)AH2 2CH3CH20H(g)? CH3CH2OCH2CH3(g)+H2O(g)AH3(1)几种化学键的键能如下：化学键H-CC=CH- OC- OC- C键能kJ mol -1413615463351348根据键能计算 A H1 =kJ m01To(

5、2)在恒容密闭容器中发生反应，下列能说明该反应达到平衡的是 。a.容器中总压强保持不变b. H2O(g)的消耗速率与 CH3CH2OCH2CH3(g)生成速率相等c.气体平均摩尔质量保持不变d.容器中气体密度保持不变(3)在密闭容器中投入 CH2=CH2(g)、H2O(g)和催化剂发生反应，乙烯的平衡转化率与温度、压强的关 系如图所示。图1Xx代表。(选填 温度”或 压强”)L1和L2哪个大？并请说出理由： 。n.如图所示，甲、乙之间的隔板 K和活塞F都可左右移动，甲中充入2molA和ImolB,乙中充入2molC 和ImolHe ,此时K停在0处。在一定条件下发生可逆反应：2A(g)+B(g

6、) ? 2c(g);反应达到平衡后，再恢复至原温度。回答下列问题：单1' Kf(4)达到平衡时，隔板 K最终停留在。刻度左侧某一处，记为 a处，则a的取值范围是 。(5)若达到平衡时，隔板K最终停留在左侧刻度 1处，此时甲容积为2L,则该反应化学平衡常数为 。(6)若一开始就将 K、F如上图固定，其他条件均不变，则达到平衡时：测得甲中A的转化率为b,则乙中C的转化率为。答案：34ac温度Li>L2,正反应是气体分子数减小的反应，增大压强，平衡转化率增大0<a<24L/moL(也可不带单位)1-b3、(2020年3月人大附中)苯乙烯(©th=h：)是生产各种塑

7、料的重要单体，可通过乙苯催化脱氢制得：(g) +H2 (g)(1)已知:化学键C-HC-CC=CH-H键能 / kJ/ mol412348612436计算上述反应的 H= kJ mol 1o(2)500 C时，在恒容密闭容器中， 充入a mol乙苯，反应达到平衡后容器内气体的压强为P;若再充入bmol的乙苯，重新达到平衡后容器内气体的压强为2P,则a b (填“v”或“=”)，乙苯的转化率将 (填“增大”“减小”或“不变”)。(3)工业上，通常在乙苯(EB)蒸气中掺混N2 (原料气中乙苯和 N2的物质的量之比为1 ： 10, N2不参与 反应)，控制反应温度600 C,并保持体系总压为 0.1

8、Mpa不变的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙 苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下：温的工A , B两点对应的正反应速率较大的是 。掺入N2能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实 。用平衡分压代替平衡浓度计算600c时的平衡常数 Kp=。(保留两位有效数字，分压=总压X物质的量分数)控制反应温度为 600 C的理由是 。【答案】(1). +124(2). v (3).减小 (4). B (5).正反应方向气体分子数增加，加入氮气稀释，相当于起减压的效果(6). 0. 019MPa (7). 600c时，乙苯的转化率和苯乙烯的选

9、择性均较高。温度过低，反应速率慢，转化率低；温度过高，选择性下降。高温还可能使催化剂失活，且能耗大【解析】【详解】(1)始变=反应物总键能-生成物总键能，由有机物的结构可知，应是-CH2CH3中总键能与-CH=CH2、H2总键能之差，故4 H=(5X 412+348-3X412-612-436) kJ?mol-1=+124kJ?mol-1;(2)该反应为气体增多的反应；假设a=b,且在充入b mol乙苯时将容器体积扩大为原来的2倍，则此时达到等效平衡，压强依然为P,实际情况时容器体积不变，则需将容器体积压缩至和原平衡相同，假设此过程中平衡不移动，则压缩后压强为2P,但实际情况是压缩体积时平衡会

10、逆向移动，压强减小，即平衡后压 强小于2P,若想要压强达到 2P,则需要充入更多的乙苯，所以 a< b;恒容充入乙苯，体系压强增大，平 衡会在等效平衡的基础上左移，导致乙苯的转化率减小；(3)A点和B点温度相同，容器恒压，则充入氮气后容器体积变大，气体浓度减小，浓度越小反应速率越小，所以B点正反应速率较大；保持总压不变，充入 N2,容器体积增大，各组分的浓度同倍数减小，相当于减小压强，利于反应正向进 行，乙苯转化率增大；600c时乙苯的转化率为 40%不妨设设初始投料为 1mol乙苯，则转化乙苯 0. 4mol,剩余0.6mol,根据 方程式尸"1nl (g)皤嘤& ?

11、=1rH (g)+H2(g)可知，生成苯乙烯0.4mol,氢气0. 4mol,压强之比等于气体物质的量之比，总压强为0. 1MPa,则p(乙什、0.6mol32,苯)= 0.1MPa; 0.1MPa,P(苯乙烯尸p(H2)= 0.1MPa,则平衡常数0.6mol 0.4mol+0.4mol77220.1MPa 0.1MPaKp= 77=0. 019MPa ；0.1MPa 7由于600c时，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低，反应速率慢，转化率低；温度过高，选择性下降，过高温度还可能使催化剂失活，且能耗大，所以控制反应温度为600 C。4、(2019课标全国I, 28)水煤气变换CO(

12、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721c下的过量氧化钻CoO(s),氧化 钻部分被还原为金属钻Co(s),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.025 0。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。根据上述实验结果判断，还原 CoO(s)为Co的倾向是CO H2(填“大于”或“小于”)。(2)721 C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

13、时体系中H2的物质的量分数为 (填标号)。A. <0.25 B. 0.25 C. 0.250.50 D. 0.50E. >0.50(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。0 二工？h1f_oj 三eJ号-HOG。 过渡亳2S.FHC cHrH*xeE (君三.+cx'/cu rMzn+tsoo2 1()T.节一邙留K=可知水煤气变换的 0(填“大于” “等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化 能)E正;eV,写出该步骤白化学方程式 (4)Shoichi研究了 467 C、489

14、 c时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如图所示)，|/mqn计算曲线a的反应在3090 min内的平均速率v (a)=kPa min 10 467 C时pH2和 pco随时间变化关系的曲线分别是 > 。489 C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)( i )c (H2O)Ki =c (H2)1 0.025 0z_ z = 390.025 039 5由题给信息可知,CO(g) + CoO(s)Co(s)+CO2(g)(ii)c (CO2)K2:c (CO)1-0.019 2=00

15、19251.08。相同温度下，平衡常数越大，反应倾向越大，故 CO还原氧化钻的倾0.019 2 向大于H2。(2)第(1)问和第(2)问的温度相同，利用盖斯定律，由 (ii) (i)得CO(g) +H2O(g)CO2(g) + H2(g) K = Kf= 5108= 1.31。设起始时 CO(g)、H2O(g)的物质的量都为 1K139mol,容器体积为1 L,在721c下，反应达平衡时H2的物质的量为x mol。CO (g)起始1 mol转化x mol平衡(1x) mol+H2O (g)1 molx mol(1x) molH2 (g)+ CO2 (g)00x molx molx molx m

16、olx2K = /= 1.31,若K取1,则乂= 0.5,小(恸=0.25;该反应前后气体物质的量不变，当等物质的量反应物全部反应，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Co (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，小于00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* + H2。*,产物为*(4.08 3.80) kPaCO

17、OH +2H +OH 。 (4)由题图可知，30 90 min 内 v (a) = 0.004 790 min 30 minkPa min-10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 c时，pH2随时间变化关系的曲线，d曲线代表489 C时pco随时间变化关系的曲线，b曲线代表467 c时pH2随时间变化关系的曲线，c曲线代表467 C时pCO随时间变化关系的曲线。答案 (1)大于 (2)C (3)小于 2.02 COOH* + H*+ H2O*=COOH* + 2H*+OH*(或

18、H2O*=H* + OH*) (4)0.004 7 bead5、CH4 CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：(1)CH4 CO2 催化重整反应为：CH4(g)+ CO2(g) 1=1 2CO(g) + 2H2(g)o已知：C(s)+ 2H2(g)=CH4(g) AH = 75 kJ mol 1C(s)+ O2(g)=CO2(g) AH = 394 kJ mol111C(s)+ 2O2(g)=CO(g) Q = 111 kJ mol 1该催化重整反应的AH =kJmoP 1 o有利于提高CH4平衡转化率的条件是 (*标号)。A 高温低压B

19、 低温高压C 高温高压D 低温低压某温度下，在体积为 2 L 的容器中加入2 mol CH 4、 1 mol CO 2 以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为 mol2 L 20(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：积碳反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)消碳反应CO2(g)+C(s)=2CO(g)AH/(kJ mol 1)75172活化能(kJ mol 1)催化剂X3391催化剂Y4372由上表判断，催化剂X Y(填“优于”或“劣于”)，理由是在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的

20、积碳量随温度的变化关 系如图1所示，升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是(填标号)。A. K积、K消均增加B. v积减小、v消增加C. K积减小、K消增加D. v消增加的倍数比v积增加的倍数大司KI5Ml/油温度，t'因I+ n 12 16反应时间加in在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v = k p(CH4)p(CO2)0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同 p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图2所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为 解析(1)将已知中3个反应依次记为、，根据

21、盖斯定律X 2得该催化重 整反应的AH = (111)X2+75+394kJ mo/1 = + 247 kJmo/1。由于该反应为吸热且气体体积增大的反应，要提高 CH4的平衡转化率，需在高温低压下进行。根据平衡时消耗的CO2 为1 mol X 50%= 0.5 mol,则消耗的CH4为0.5 mol,生成的CO和H2均为1 mol,根据三段式法可知平衡时 CH4、CO2、CO和H2的平衡浓度分别为 0.75 mol L- 0.25 mol L- 0.5(0.5 mol L1) 2x (0.5 mol L)2 1mol L_1> 0.5 mol L_1, 则平衡常数 K=;=力 mol2

22、 L_200.75 mol L=1 义 0.25 mol L13(2)从表格中数据可看出相对于催化剂 X,用催化剂Y催化时积碳反应的活化能大，则积碳 反应的反应速率小，而消碳反应活化能相对小，则消碳反应的反应速率大，再根据题干信息“反应中催化剂活性会因积碳反应而降低”可知催化剂X劣于催化剂Y。两个反应均吸热，故随温度升高，K积和K消均增加，且消碳反应速率增加的倍数比积碳反应的大，故 A、D正 确。由该图像可知在反应时间和 p(CH4)相同时，图像中速率关系Va>Vb>Vc,结合沉积碳的 生成速率方程v = k p(CH4) p(CO2)05,在p(CH4)相同时，随着p(CO2)增

23、大，反应速率逐渐 减慢，即可判断：pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)。.1答案(1)247 A -3(2)劣于 相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反 应活化能相对小，消碳反应速率大ADpc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)6、MoS2(辉铝矿的主要成分)可用于制取铝的化合物润滑添加剂氢化反应和异构化反应的催 化剂等。回答下列问题：反应 3MoS2+18HNO3+12HCl=3H2M002cl4 + 18NOT + 6H2SO4 +6H2O 中，每溶解 1 mol MoS2,转移电子的物质的量为 。已知：MoS2(s)

24、=Mo(s)+S2(g) AH1S2(g)+ 2O2(g)=2SO2(g) AH22MoS2(s)+ 7O2(g)=2MoO3 (s)+4SO2(g) AH3反应 2Mo(s)+3O2(g)=2MoO3(s)的 AH=(用含 AH1、AH2、AH3的代数式表示)0(3)利用电解法可浸取辉铝矿得到 Na2MoO4和N&SO4溶液(装置如图所示)。阴极的电极反应式为。一段时间后，电解液的pH (填“增大” “减小”或“不变”)，MoO4一在电极(K “A或"B”附近生成。实际生产中，惰性电极 A 一般不选用石墨，而采用 DSA惰性阳极(基层为TiO2,涂层为RuO2+IrO2),

25、理由是。(4)用辉铝矿冶炼Mo的反应为MoS2(s)+ 4H2(g) + 2Na2CO3(s)Mo(s) + 2CO(g) + 4H2O(g) + 2Na2s(s) AH。该反应的AH(填“>或“<”)0pi、p2、p3按从小到大的顺序为 。在某包容密闭容器中加入 0.1 mol M0S2、0.2 mol Na2CO3、0.4 mol H2, 一定温度下发生上述反应,下列叙述说明反应已达到平衡状态的是 (*标号)。a. v 正(H2) = v 逆(CO)b.气体的密度不再随时间变化c.气体的压强不再随时间变化d.单位时间内断裂H H键与断裂HO键的数目相等在2 L的恒温包容密闭容器

26、中加入 0.1 mol MoS2、0.2 mol Na2CO3、0.4 mol H2,在1 100 K时发生反应，达到平衡时恰好处于下图中A点，则此温度下该反应的平衡常数为 。|M如如7050 如 ,hi 20 10I IKKI 1 UM1 12m I 不却MN 卜 I 11 R解析(1)在反应中，Mo元素的化合价由反应前 MoS2中的+ 2价变为反应后H2MoO2cl4中的+6价，S元素的化合价由反应前 MoS2中的一1价变为反应后H2SO4中的+6价，N元素的化合价由反应前硝酸中的+ 5价变为反应后NO中的+2价，每1 mol MoS2发生反应，电子转移的物质的量为(6-2) + 2X6-

27、(- 1)mol = 18 mol;(2) MoS2(s)=Mo(s)+ S2(g) AH1 S2(g) + 2O2(g)=2SC2(g)AH2 2MoS2(s)+ 7O2(g)=2MoO3(s)+ 4SO2(g) AH3 根据盖斯定律，将 2X2X，整理可得反应 2Mo(s) + 3O2(g)=2MoO3(s)的AH =AH3-2AH2-2AH1;该池为电解池，在阴极上溶液中 H2O电离产生的H +获得电子，发生还原反应，电极反 应式为：2H2O+2e-=H2 T +2OH-;由于溶液中 H +不断放电，使溶液中 c(OH-)>c(H 十 ),所以电解一段时间后，溶液的碱性增强，pH不

28、断增大；溶液中 的C在阳极失去电子变为Cl2, Cl2具有氧化性，其与水反应产生的 HC1O氧化性也非常强，Cl2、HClO将MoS2 氧化为MoO2一,因此MoO4一在阳极A附近生成；在食盐水溶液中含有的阴离子有 C厂、 OH，C厂失去电子产生Cl2, OH -也可能失去电子变为02,生成的02会与C在高温下反应 产生C02气体而不断消耗石墨，所以阳极一般不选用石墨，而采用 DSA惰性阳极；根据图像可知：在压强不变时，温度升高，H2的平衡转化率增大，说明该反应的正反应为吸热反应，所以 AH>0;由于反应 MoS2(s)+4H2(g) + 2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g) +

29、4H2O(g)+2Na2s(s)的正反应是气体体积增大的反应，在其它条件不变时，增大压强，平衡逆向移动，H2的转化率降低，根据图像可知 H2的转化率pi时最大，伊时最小，说明压强p3最大，pi最小，故压强按从小到大的顺序为：pi<p2Vp3；a.由于方程式中H2、CO的化学计量数不等，所以v正(H2) = v逆(CO)时反应未达到平衡状态，a错误；b.该反应有固体参加反应， 若气体的密度不再随时间变化，说明气体质量不变，由于容器的容积不变，所以可根据密度 不变判断反应处于平衡状态，b正确；c.该反应是反应前后气体体积不等的反应，若气体的 压强不再随时间变化，反应处于平衡状态，c正确；d.

30、单位时间内断裂H H键与断裂HO键的数目相等，反应正向进行，未处于平衡状态，d错误；故合理选项是bc；反应MoS2(s)+ 4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s) + 2CO(g)+4H2O(g)+2Na2s(s)在 2 L 容器内进行， 向其中加入 0.1 mol M0S2、0.2 mol Na2CO3、0.4 mol H2,反应开始时 c(H2)= 0.2 mol/L;由于在 1 100 C时H2的转化率是50%,所以平衡时，c(H2)=0.1 mol/L,根据物质反应的变化关系可 知，平衡时 n(CO)=0.05 mol/L, c(H2O)=0.1 mol/L ,因此该温度下的反应

31、平衡常数K =0.052 X 0.1423201(mol/L)2=2.5X 10-3(mol/L)2o 答案（1）18 mol(2) H3-2H2-2Hi(3)2H2O+2e=H2 T+2OH增大 A 阳极主要生成 Cl2,还会生成。2,生成的O2会消耗石墨 ,pi<p2<p3 bc 2.5X 10 3(mol/L)27、氮及其化合物与人们的生活生产密切相关。回答下列问题：(1)微生物作用下，废水中的NH；可转化为NO3,该反应分两步反应：I 步：2NH；(aq)+3O2(g)=2NO2(aq)+ 4H (aq)+2H2O(l)AH = 546 kJ/molII 步：2NO2 (a

32、q)+O2(g)=2NO3(aq)AH = 146 kJ/mol。则低浓度氨氮废水中的NH才(aq涧化生成NO3(aq)的热化学方程式为NH4(aq)+2O2(g)=2H +(aq)+ H2 O(l) + NO 3 (aq)AH =kJ/mol。(2)氮与氧能形成多种二元化合物，这些化合物往往不稳定，其中NO2比较稳定。N2O5分解生成NO2和另外一种氮的氧化物，生成 1 mol NO2时，转移1 mol电子，则该反应的化学方程式是已知可逆反应N2O4(g)2NO2(g) AH >00在包容密闭容器中充入一定量的 N2O4,发生上述反应。测得N2O4的平衡转化率WN2O4)随温度的变化如

33、下图某条曲线：映2。4)随温度的变化的正确曲线是 (填“i”或“ii” )。若容器中通入 N2O4的起始压强为102 kPa,则a点温度下的平衡常数Kp=州平衡分压代替平衡浓度计算，p 分=p总>< 物质的量分数)(3)机动车尾气是造成雾霾的主要因素之一,CO、NO在催化剂作用下可转化为无害气体:则反应温度高的容器是便“甲”或“乙”)；甲容器中，0120 min的速率v(N2) =mol/(Lmin),达到化学平衡后，乙容器中各物质均加倍，则平衡向 ("正 反应”或“逆反应”)方向移动。已知：25 C时，电离常数 Kb(NH3 H20) = 2.0X 10 5, Kai(

34、H2CO3)= 4.0X 10 7、Ka2(H2CO3) = 5.0X10 11判断0.1 mol/L的(NH4)2CO3溶液使pH试纸(填“变蓝” “不变色”或“变红”)，该溶液中c(C03 )> c(HC03)、c(NH4)的浓度大小关系是 o0.50 mol/L的Na2CO3溶液的pH=。(不考虑C03一第二步水解和H20的电离)解析(1)由盖斯定律可知，(I步+ II步)/2可得反应NH才(aq)+ 2O2(g)=2H+(aq)+H2 0(l)+ N03(aq),则 AH = (546 kJ/mol)+( 146 kJ/mol)/2 = 346 kJ/mol;N2O5生成NO2, N元素化合价降低，则另一种氮的氧化物中N元素的化合价高于+ 5, 由生成1 mol NO 2时转移1 mol电子可知另一种氮的氧化物的分子式为