2020届高考化学二轮复习专项专题二十二化学反应原理综合

1、2020届高考二轮复习专项：专题二十二化学反应原理综合1、汽车尾气排放的CO、NOx等气体是大气污染的主要来源，NOx也是雾天气的主要成因之1 .科学家研究利用催化技术将尾气中有害的NO和CO转变成无毒的气体，其热化学方程式为：2CO(g)+2NO(g)=2CO2(g)+N2(g)AHi=-746.5kJmol1已知：2c(s)+O2(g)=2CO(g)出=221.0kJ?mol1CO2(g)=C(s)+O2(g)*=+393.5kJ?molC(s)的然烧热(H)为。NO(g)分解成两种气体单质的热化学方程式为。2 .一定温度下，向初始容积均为2L的A、B、C三个容器中，均投入5molCO气体

2、和4molNO气体发生如下反应：2CO(g)+2NO(g)=2CO2(g)+N2(g)X代表的物理量上图表示该反应中NO的平衡转化率偎)随温度、压强变化的示意图，则是,Yi_Yz(填法”或之”)反应过程中，A容器中保持恒温恒压，B容器中保持恒温恒容，C容器中保持绝热恒容。卜列说法错误的是a. B、C两个容器中反应达到平衡所用的时长为：tB>tCb. 3个容器中NO的平衡转化率的大小顺序为Tc.当A容器内气体平均摩尔质量不变时，说明该反应处于化学平衡状态d.当B容器内气体密度保持不变时，说明该反应处于化学平衡状态当B容器中保持平衡时，NO所占体积分数为25%。则相同温度下，A容器中逆反应的

3、平衡常数K=(保留两位有效数字)3.利用反应NO2+NH3-N2+山。(未配平)消除用电器NO2的简易装置如图所示。a电极上的反应式为。常温下，若用该电池电解0.6L,饱和食盐水，一段时间后，测得饱和食盐水pH变为13,则理论上b电极上消耗B气体的体积为mL(标准状况；假设电解过程中溶液体积不变)。2、机动车排放的污染物主要有碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物等。汽油燃油车上安装三元催化转化器，可有效降低汽车尾气污染。.-1已知：C(s)+02(g)=CO2(g)AHi=-393.5kJmol12C(s)+O2(g)=2CO(g)AH2=-221.0kJmol.-1N2(s)+O2(g)=2NO(

4、g)AH3=-180.5kJmol则反应2NO(g)+2CQg，店N2(g)+2CO2(g)AH=。(2)科学家研究出了一种高效催化剂，可以将CO和NO发生反应生成N2(g)和CO2(g)。在TC下，向某恒容密闭容器中通入amol/LNO、bmol/LCO,使其发生上述反应，测得NO的平衡转化率与投料比X(表示a、b两者的比值)的关系如图1中曲线所示。若Xi=1.0、a=2,反应开始到达到平衡所用时间是2min,则反应发生2min内N2的平均反应速率v(N2)=,平衡态A点的平衡常数K=。(3)柴油燃油车是通过尿素选择性催化还原(UreaSCR)法处理氮氧化物。UreaSCR的工作原理为：尿素

5、CO(NH2)2水溶液通过喷嘴喷入排气管中，当温度高于160c时尿素水解产生NH3,生成的NH3与尾气混合后，加入适合的催化剂，使氮氧化物得以处理。图2为在不同投料比n号时N。转化效率随温度变化的曲线。h一t(aro二尿素与NO物质的量比ab(填“>7匚”或“<”。)由图可知，下列说法错误的是()A.400C以下，随着温度升高，尿素水解释放氨气的速率加快，NO转化效率升高B.400C以下，温度升高，反应活化能降低，导致化学反应速率加快C.400C以上，温度过高，可能使催化剂活性降低，导致NO转化效率下降3、实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资

6、源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),下图1表示该反应过程中能量(单位为kJmol-1)的变B.AH>0,aS<0D.AH<0,AS>0(1)关于该反应的下列说法中，正确的是(A.AH<0,aS<0C.AH>0,AS>0(2)为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和4molH2,一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)=CH30H(g)+H2O(g),测得CO2和CH30H(g)的浓度随时间变化如上图2所示。从反

7、应开始到平衡，H2的平均反应速率v(H2)=；CO2的转化率w(CO2)该反应的平衡常数K=。(只列表达式)下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是(填字母)。A.将CH30H(g)及时液化抽出B,升高温度C.选择高效催化剂D,再充入1molCO2和4molH2(3)25C,1.01x105Pa时，16g液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出350.8kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：。(4)选用合适的合金为电极，以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料，可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池，其负极的电极反应式是：。4、地球大气中CO2含量的增加会加剧温室效应，因此该物质的综合利用成为人们研究的

8、热门领域。回答下列与CO2有关的问题：(1)在一定条件下，利用CO2与H2反应可制备乙烯，写出该反应的化学方程式。(2)应用CO2氧化CH4,可制备工业合成氨的原料气之一，反应的热化学方程式是CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)AH。该可逆反应达到平衡时，CH4的转化率与温度、压强的关系如图1所示：堂*3邸慝*裳X。压强为P2时,c点正逆反应速率：v(正)v(逆)(填"="">"或"<")。a、b、d三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kd的大小顺序为。(3)工业炼铁工艺中，高炉内存在可逆反应：C(s)+CO2

9、(g)-2CO(g)AH。向某恒压(p总)密闭容器中加入足量的碳和1molCO2,测得平衡体系中气体体积分数与温度的关系如图2所示：650c时,达平衡吸收的热量为43kJ,则该反应的AH=kJmol-1o800c时,平衡常数Kp=(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留2位小数)。(4)通过电化学方法可将CO2转化为乙烯，其原理如图3,电极M接电源(填正极”或负极”地极N的电极反应为。刈色矶热换膜楙融I'.A.'.5、近年研究发戒AS2O3(砒霜)在治疗白血病、恶性肿瘤等方面有特效。神有两种常见的酸神酸(H3ASO4)、偏亚神酸(HAsO2)0已知H3ASO4的P(、pQ、P

10、Q依次为2.25、6.77、11.40(pKa=-lgKa)。回答下列问题：(1)写出神酸第二步的电离方程式：。(2)下列实验不能证明H3ASO4的酸性比HAsO2强的是()(填标号)A.常温下，测定0.01molL-1HAsO2溶液和0.01molL-1H3AsO4溶液的pH,后者较小B.常温下，测定0.1molL-1NaAsO2溶液和0.1molL-1Na3AsO4溶液的pH,后者较小C.常温下，分别用蒸储水将pH=4的H3AsO4溶液、HAsO2溶液稀释100倍，测定稀释后溶液的pH,后者变化较小D.常温下，比较10mL0.01molL-1HAsO2溶液、0.01molL-1H3AsO4

11、溶液分别与形状相同的锌粒反应，运者产生气泡较快(3)常温下，加蒸储水稀释H3AsO4溶液，下列增大的是()(填标号)_3c1AsO4+A.KwB.pHC.-D.c(H)c(HzAsO；jcH3AsO4(4)向10.00mL0.1molL-1H3AsO4溶液中滴加0.1molL-1NaOH溶液，加入体积为V时,c(H3AsO4)=c(h2AsO4一) V(填“>”或”“=")10.00mL 此时，混合溶液的pH=。(5)某同学为了探究可逆反应AsO；-(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)-AsO4-(aq)+2I-(aq)+H2O(l),设计如图A所示装置。实验操作及现象：按

12、图A装置加入试剂并连接装置，电流由C2流向C1。当不产生电流时，向图A装置左边烧杯中加入一定量2molL-1盐酸，发现又产生电流，实验中电流与时间的关系如图B所示。图B中AsO写出图BI-尸*IM-2mci，L4KOH的1rml»P-KIY图A:-的逆反应速率:ac点对应图A装?(填或“=”)b下列说法正确的是(填标号)。a.实验开始时，电子由Ci经盐桥流向C2b.图B中,b点时反应达到化学平衡状态c.向左边烧杯中加入盐酸后，平衡逆向移动d.若将所加的盐酸换成氢氧化钠溶液，平衡逆向移动，电流增大6、以NOx为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。(1) N2O是一种强温室气体

13、，且易形成颗粒性污染物，研究N2O的分解对环境保护有重要意义。碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程为：第一步I2(g)一2I(g)快反应)第二步I(g)+N2O(g)-N2(g)+IO(g)(慢反应)第三步IO(g)+N2O(g)一N2(g)+O2(g)+12(g)(快反应)实验表明，含碘时N2O分解速率方程v=kc(N2O)c(12)0.5(k为速率常数)。下列表述正确的A.N2O分解反应中：分解速率与是否含碘蒸气有关B.第三步对总反应速率起决定作用C.第二步活化能比第三步小D.IO为反应的催化剂(2)汽车尾气中含有较多的氮氧化物和不完全燃烧的CO,汽车三元催化器可以实现降低氮氧

14、化物的排放量。7车尾气中的NO(g)和CO(g)在催化剂的作用下转化成两种无污染的气体。如，反应I:2CO+2N0-N2+2CO2AHi；反应II：4CO+2NO2一N2+4CO2AH2<0。针对反应I:已知：反应N2(g)+O2(g)2NO(g)AH3=+180.0kJmol-1,若CO的燃烧热为-283.5kJm。r1则反应I的AH=kJmo1。若在恒容的密闭容器中，充入2molCO和ImolNO,发生反应I,下列选项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是。A.CO和NO的物质的量之比不变B.混合气体的密度保持不变C.混合气体的压强保持不变D.2v(N2)正=丫(CO)逆(3)根据原电

15、池原理和电解原理进行如图回答。请回答：用如图所示装置进行实验(K闭合)。I.溶液Zn极为极；实验过程中，so2t(填从左向右”、从右向左”或不”移动。y极的电极反应现象为;写出生活中对钢闸门的一种电化学保护方法。有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl-NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池，请写出该电池的正极反应式。7、有效除去大气中的SO2天保卫战的重中之重。(1)用NaOH溶液吸收热电企业产生的废右图关系可得：乩二(2)某温度下，N2O5气体在一体积同定的容器中发生如下反应：2N2O5g=4NO2g02g(慢反应)H<0,2NQ(g)诲?N2O4(g)

16、(快反应)H<0,体系的总压强p总和p。2随时间的变化如下图所示;上图中表示O2压强变化的曲线是填甲'或ZT）。已知N2O5分解的反应速率v=0.12pN2O5（kPah_1）,t=10h时，pN2O5=kPa,v=kPah-1（结果保留两位小数，下同）。该温度下2NQ（g）脩？N2O4（g）反应的平衡常数Kp=kPa1（Kp为以分压表示的平衡常数）。（3）亚硝酸盐广泛存在于各种水体和腌制品中，可用电吸附装置去除。去除量跟电压、初始浓度、共存阴离子等因素有关。某科研机构的实验结果如图所示：|N6去除延，G=HMh”“Jkg制院副*5WmeL“HIMMO-去除脑A】=1IXXHnf

17、i.10j去除和JT期呻“JOHB100200300脑口浓度*eEJ)电吸附EWiI>0,.Nn；洗合溶液故去除收据上图可知，待处理液中NO2TNO3的Co=mg,时，装置对NO则吸附量高于no2_°据上图分析，为提高离子去除量可采取的措施有（写出一条即可）。（4）电解法也可以对亚硝酸盐污水进行处理（工作原理如图所示）。除电机浮市电源I二三一流取铁*I-L怖硫酸铁解硫阳天般的叮水，三淞山q;：含加I端的上三标旭水坡二阈不交换我当Fe电极消耗11.2g时，理论上可通电后，左极区产生浅绿色溶液，随后生成无色气体。处理NaNO2含量为4.6%的污水_g。答案以及解析1答案及解析：答案

18、：1.393.5kJ-mol1;2NO(g)O2(g)+N2(g)H=180.5kJmol12.压弓虽;v;d;4.5mol?L13.2NH36e+60H=22+6HaO;336解析：1.根据CO(g)=C(s)+O(g)H3=+393.5kJ?mol1,可知C(s)+Q(g)=CO(g)H3=393.5kJ?mol1,所以C(s)的燃烧热(AH)为393.5kJ?mol1。(1)2CO(g)+2NO(g),2CO(g)+N2(g)AH1=-746.5kJ-mol1(2) 2C(s)+Q(g)MCO(g)H2=221.0kJ?mol1(3) CO(g)=C(s)+Q(g)AH3=+393.5k

19、J?mol1根据盖斯定律(1)(2)+(3)得2NO(g)Oz(g)+N2(g)AH1=180.5kJmol2.2CO(g)+2NO(g)=2CO(g)+Nb(g)正反应放热，升高温度平衡逆向移动，NO的平衡转化率降低；2CO(g)+2NO(g)2CO(g)+砧正方向物质的量减少，增大压强平衡正向移动，NO的平衡转化率增大，所以X代表的物理量是压强，Y代表的物理量是温度，温度越高NO的平衡转化率越小，所以Y1VY2；a.B容器中保持恒温恒容，C容器中保持绝热恒容，正反应放热，C容器的温度高，反应速率快，RC两个容器中反应达到平衡所用的时长为：tB>to,故a正确；b.A容器中保持，f1温

20、恒压，B容器中保持，ff温恒容，A压强大于B,A中NO的转化率大于B;B容器中保持恒温恒容，C容器中保持绝热恒容，正反应放热，C容器的温度高，B中NO勺转化率大于C,3个容器中NO勺平衡转化率的大小顺序为%：>%>%故b正确;A容器，总物质的量是变量，所以容器内气体平均摩尔质量是变量，当内气体平均摩尔质量不变时，说明该反应处于化学平衡状态，故c正确；d.B容器中保持恒温恒容，P=-p"2，密度是恒量，当B容器内气体密度保持不变时，该反应不一定处于平衡状态，故d错误。选do2CO(g)+2NO(g)=2CO(g)+Nb(g)开始2.5200转化2x2x2xx平衡2.5-2x

21、2-2x2xx2-2x,x=0.5=0.25A容器中逆反应的平衡常数置g/(NO)HxM-K=4.5mol?L;rxos3.电子由a流向b,可知a是负极，a极失电子发生氧化反应，电极反应式是2NH6e+6OH=2Nz+6HQ常温下，若用该电池电解0.6L饱和食盐水，一段时间后，测得饱和食盐水pH变为13,则生成氢氧化钠的物质的量为0.1mol/Lx0.6L=0.06mol,电路中转移电子的物质的量是0.06mol,b电极上NO得电子发生还原反应，2NO+8e-+4Ho=Nb+8OFH,根据得失电子守恒，消耗NO在标准状况下白的体积为0.06mol+4X22.4L/mol=0.336L=336m

22、L。2答案及解析：答案:(1)-746.5kJmmol-1;(2)0.4mol/(Lmin);80.0;(3)>B解析：3答案及解析：答案：(1)A;(2)0.225molLamin；75%仆cCH30HcH2O0.75mol/L0.75mol/L3-3;cCO2cH20.25mol/L1.75mol/LA、D;(3)CH3OH(l汁|O2(g尸CO2(g)+2H2O(l)AH=701.6kJmo产；(4)CH3OH+8OH-6e三CO2-+6H2O;解析：(1)依据反应和图象分析判断：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),反应是嫡减少的反应,S<0;反应物能

23、量高于生成物的能量，可判断该反应是放热反应,H<0,答案选A。(2)在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和4molH2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),测彳导CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示.二氧化碳是反应物随反应进行浓度减小，甲醇是生成物，随反应进行浓度增大；10min内达到平衡，生成甲醇浓度为0.75mol/L,二氧化碳浓度变化了0.75mol/L;则依据化学平衡三段式：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)起始量(mol/L)1400变化量(mol/L)0.752.250.750.75平衡量

24、(mol/L)0.251.750.750.75从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v(H2)=2.25mol/L10min=0.225molL1min1;CO2的转化率w(CO2)=0.751>00%=75%。该反应的平衡常数表达式cCH30HcH2O0.75mol/L0.75mol/L3二3cCO2cH20.25mol/L1.75mol/LA.将CH30H(g)及时液化抽出，平衡正向移动，A项正确；B.该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，B项错误；C.选择高效催化剂，平衡不移动，C项错误；D.再充入1molCO2和4molH2,相当于增大压强，平衡正向移动,D项正确；答案选AD。

25、(3)25C,1.01便5Pa时,16g液态甲醇物质的量为0.5mol,完全燃烧，当恢复到原状态时，放出350.8kJ的热量，依据书写热化学方程式的方法写出该反应的热化学方程式为：3-.,1CH3OH(l1-O2(g尸CO2(g)+2H2O(l)AH=，01.6kJmol;(4)选用合适的合金为电极，以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料，可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池，原电池的负极失电子发生氧化反应，失电子的是甲醇，此电池的负极应加入或通入的物质有甲醇、氢氧化钠、水，负极的电极反应式为CH30H+8OH-6eCO；-+6H2O。4答案及解析：答案：2CO2+6H2=CH2=CH2+4H2O(2

26、)>Kd>Kb>Ka(3)+172;12.36p总(4)负极;2H2O-4e=O2f+4H解析：(1)根据反应物为CO2、H2,生成物为乙烯可知另外一种生成物是H2O,故化学方程式为2CO2+6H2=CH2=CH2+4H2O。(2)由题图可知，压强为P2时,c点的转化率比平衡转化率低，故此时该反应正向进行,v(正)>v(逆)。由题图曲线变化规律可知该反应为吸热反应，故平衡常数随温度升高而增大由此可知平衡常数的大小顺序为Kd>Kb>Ka°由题图可知，650C反应达平衡时CO的体积分数为40.0%,设平衡时CO2转化了xmol,根据三段式可知：C<

27、;s+C0式/起赭/mnlI0变牝/mnix2第平衢'/itiol1-%2x则2x/(1-x+2x)100%=40.0%,解得x=0.25;根据热化学方程式知该反应达到平衡时吸收的热量为0.25molX屈=43kJ,故AH=+172kJmol-1。800c时,CO的体积分数为93.0%,则CO2的体积分数为7.0%,则平衡常数Kp=(93.0%p总)2Y7.0%p总)=12.36p总。(4)CO2转化为乙烯，发生还原反应，故电极M接电源负极。电极N处生成。2,为阳极淇电极反应为2H2O-4e=O2?+4H。5答案及解析：答案：(1)H2As琥里H+HAsO-(2)B(3)BC(4)&l

28、t;2.25(5)<AsO4r2e-+H2O=AsO3f20H-;(3)bc解析：(1)神酸是三元弱酸，第二步电离方程式为HAsOC店H】HAsO二(2)常温下测定同浓度的两种酸溶液的pH,pH越小,表明酸性越强，A项正确；神酸以第一步电离为主，比较相同浓度的NaAsO2和NaH2AsO4溶液的pH,利用越弱越水解原理判断神酸和亚神酸的酸性强弱，B项错误；相同pH的酸溶液，稀释相同倍数,pH变化越小，说明酸，f越弱,C项正确；相同体积、相同浓度的酸溶液，分别与形状相同的锌粒反应，产生气?越快，表明酸溶液中氢离子浓度越大，酸性越强，D项正确。(3)温度不变，电离常数不变，加水稀释时，促进神

29、酸电离，但是氢离子浓度降低。A项，水的离子积常数只与温度有关；B项,加蒸储水稀释，pH增大；C项,稀释过程中，神酸电离程度增大，神酸根离子浓度与神酸浓度之比增大；D项，氢离子、神酸二氢根离子浓度都减小，则乘积减小。(4)当V=10.00mL时,H3AsO4、NaH2AsO4的浓度相等(电离之前，但是H3AsO4继续电离，使c(H2AsO4-)>c(H3AsO4),所以当c(H3AsO4)=c(HzAsOrj时,V<10.00mL。此cHcHzAsOI+时，Kq=c(H),pH=-lgc(H)=-lgKq=2.25。cH3AsO4(5)开始时反应向正反应方向进行，a-b正反应速率减小，逆反应速率