2020届高三化学题型专练十八化学反应原理综合题

1、化学反应原理综合题1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4 ： 1,甲烷和水蒸气反应的化学方程式是已知反应器中还存在如下反应：i . CH4(g) + H2O(g)=CO(g)+3H2(g) AHiii .CO(g) + H2O(g)=CO2(g)+ H2(g)AH2iii .CH 4(g)=C(s) + 2H2(g)AH3iii为积炭反应，利用 AHi和 AH2计算 AH3时，还需要利用 反应的 AH。反应物投料比采用 n(H2O) : n(CH4) = 4 ： 1

2、,大于初始反应的化学计量数之比，目的是(填字母)。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。 H 2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，H 2 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： O(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Ki或K2,可交替得到 H2和02。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 。2。结合和中电极 3的电极反应式，说明电极3的作用：2.

3、研究氮氧化物的反应机理，对于消除环境污染有重要意义。(1)氮氧化物(NOx)可在催化剂作用下与氨反应生成无污染的物质，该反应的化学方程式 为 。(2)对于一般的化学反应：aA + bB=cC+ dD存在反应速率方程 v= kcm(A) cn(B),利用反应速率方程可求出化学反应瞬时速率。m+n为反应级数，当 m + n分别等于0、1、2时分别称为零级反应、 一级反应、二级反应；k为反应速率常数，k与温度、活化能有关， 与浓度无关，温度升高，k增大。在600 K下反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的初始浓度与初始速率如表所示：初始浓度/(mol/L)初始速率/mol/(L- s)c(NO

4、)C(02)0.0100.0102.5 X 1 (30.0i00.0205.0 X i (30.0300.02045 X i03通过分析表中实验数据，得出该反应的速率方程为v=,为 级反应，当c(NO)=0.015 mol/L、c(O2)= 0.025 mol/L时的初始速率为 (保留两位有效数字)。(3)升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是2NO(g) +02(g)2NO2(g)的反应速率却随着温度的升高而减小。某化学小组为探究该特殊现象的原因，查阅资料知其反应历程分两步：a. 2N0(g) N 202(g) AHi<0快速平衡 vi 正=履正 c2(NO) vi 逆=匕逆 c(N

5、 2O2)b. N2O2(g)+ 02(g)2NO2(g) AH 2 慢反应 V2正=k2 正 C(N2O2)C(O2) V2 逆=卜2逆c2(NO2)反应2N0(g) + 02(g)2NO2(g)AH =(用含AHi和AH2的式子表示)。反应 为整个反应的速控反应，用ki正、ki逆、k2正、k2逆表示2N0(g) +02(g)2NO2(g)的平衡常数 K =。反应a的活化能Ei与反应b的活化能E2的大小关系为Ei E2(填“>”或三" Jki右2N0(g) + 02(g)2N02(g)的反应速率万程 v=冰2正Xc2(N0) XC(02),分析升局温度该ki逆反应速率减小的原

6、因可能是 对反应a和b,下列表述正确的是 (填字母)。A. v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)B.反应的中间产物为 N202C.反应b中N202与02的碰撞仅部分有效3.采用H2或C0催化还原N0能达到消除污染的目的，在氮氧化物尾气处理领域有着广泛应用。回答下列问题：(i)用C0处理N0时产生两种无毒、无害的气体，该反应的氧化产物为 。(2)已知：氢气的燃烧热为 285.8 kJ/mol2N0(g)=N 2(g) + 02(g) AHi = - i80.5 kJ/molH20(g)=H20(l)AH2=- 44 kJ/mol写出用H2处理N0生成水蒸气和i mol N2的热化学方程式

7、： (3)针对上述用H2处理N0生成水蒸气和i mol N 2的反应，回答下列问题：研究表明，上述反应中，反应速率v= k c2（NO） c2（H2）,其中k为速率常数，只与温度 有关。ti时刻，v= vi,若此刻保持温度不变，将 c（NO）增大到原来的2倍时，c（H2）减小为 原来的2（此时V=V2）。则有V1 V2（填">"或< J " J在温度T时，向容积固定的密闭容器中充入3 mol NO和2 mol H2发生上述反应，起始压强为po, 一段时间后，反应达到平衡，此时压强p=0.9po,则NO的平衡转化率 4NO）=（结果保留三位有效数字）,该

8、反应的平衡常数 Kp =（用含p的代数式表 示，Kp为以分压表示的平衡常数，且某气体的分压=总压M亥气体的物质的量分数）。（4）实验室常用NaOH溶液吸收法处理 NOx,反应的化学方程式如下：（已知NO不能与 NaOH溶液反应）NO + NO2+ 2NaOH=2NaNO 2+ H2O2NO2+2NaOH=NaNO 2+ NaNO3 + H2O若NOx（此处为NO和NO2的混合气体）能被NaOH溶液完全吸收，则x的取值范围为1 mol NO 2和溶质物质的量为1 mol的NaOH溶液恰好完全反应后，溶液中各离子浓 度由大到小的顺序为。（5） 一氧化氮-空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同

9、时，实现了制硝酸、发 电、环保三位一体的结合，其工作原理如图所示，写出放电过程中负极的电极反应式：,若过程中产生 2 mol HNO3,则消耗标准状况下 O2的体积为L。4.某硫酸工厂的废水中含有较多的H > Cu2+、Fe2 +、SO4 AsO4 > HAsO 4 > H2ASO4等需要处理的杂质离子，其中一种处理流程如图1 所示。已知：I .常温下lg c（M）（M表示Cu2+或Fe2+等）随pH的沉淀溶解平衡曲线如图2所示（已知 105.7 2X 16）。n .常温下H3AsO4水溶液中含神元素的各物种的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与 pH 的关

10、系如图3 所示。回答下列问题：(1)沉淀A的主要成分的化学式是。(2)常温下pH=7的溶液中Cu2+的物质的量浓度为 ，请判断此时Fe2+是否沉淀 完全：(填是"或否" J(3)若氧化过程中生成了某种胶体，用离子方程式解释氧化过程中溶液pH降低的原因： O(4)研究H3AsO4水溶液，分析废水中的神的去除率：以酚酬:为指示剂(pH变色范围为8.210.0),将NaOH溶液逐滴加入 H3AsO4溶液中，当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。 该过程中主要反应白离子方程式为 。H3ASO4第一步电离方程式H3ASO4H2ASO 4+h +的电离常数为Kal,则pKa1 =(pKa1

11、=- lg Kal)。最后一次调节pH时，pH过低或过高碑的去除率都会明显降低，pH过低时可能的原因是；pH过高时可能的原因是 (从沉淀转化的角度分析)。_一催化剂1 .答案：(1)CH4+ 2H2O=4H2+ CO2C(s) + 2H2O(g)=CO2(g) + 2H2(g)或 C(s) + CO2(g)=2CO(g)abc降低 CaO+CO2=CaCO3, CaC03覆盖在CaO表面，减少了 C02与CaO的接触面积(2)Ki 2H2O+ 2e =H2 忏 2OH制H2时，电极3发生反应：Ni(OH) 2+ OH - e =NiOOH +H2O。制。2时，上述电极反应逆向进行，使电极 3得

12、以循环使用催化剂2 .答案：(1)6N0x + 4xNH 3=(3 + 2x)N2 + 6xH2O(2)2.5 X3C0(NO) c(O2)1.4 X 1 (2mol/(L ' s)k1 正 k2正 _ 一、 一AH1+AH2b .-下一 < 反应a的刖1<0,升高温度时平衡逆向移动，K1K1 逆 k2*减小，%正随温度升高而增大，但增大的程度比*减小的程度小,故反应速率减小dABC3 .答案：(1)CO2 (2)2H 2(g)+ 2NO(g)=N 2(g)+ 2H2O(g)9H = - 664.1 kJ/mol 二 33.3% p 1.5 X<2 c(Na )>c(NO3)>c(NO2)>c(OH )>c(H ) (5)NO 3e +2H2