2023届高考化学一轮专题复习：化学反应原理综合专题训练

1.(2022·湖南·益阳市第一中学高二期末)2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船与空间站组应",将CO₂转化为CH₄和水蒸气，协作O₂生成系统可实现O₂的再生。回答下列问题：蒂尔反应。争辩表明CH₄的反应速率v(CH₄)=1.2×10⁶p(CO₂)p'(kPa为10kPa,则该时刻v(H₂)=。CO₂(g)+2H₂O(g)=CH₄(kJmol甲烷的生成效率催化剂的催化效率甲烷的生成效率催化剂的催化效率A.加了催化剂B.增大容器体积C.降低反应体系的温度D.加入肯定量N₂KK₁KK₂K①写出化学平衡常数K的表达式。 。 Ⅱ.煤化工产业中常用合成气(主要成分是氢气和一氧化碳气体)合成氨和甲醇。请回答：(1)工业合成氨的化学方程式为N₂+3H₂=2NH₃,在某压强恒定的密闭容器中加入2molN₂和4molH₂,达到平衡时，N₂的转化率为50%,体积变为10L。则该条件下的平衡常数为(2)合成甲醇的主要反应是COCHOHkJmol160。此温度下，在密闭容器中开头只加入CO、H₂,反应10min后测得各组分的浓度如：物质H₂H①该时间段内反应速率v(H₂)=。温度(℃) 电离平衡常数纯碱溶液吸取少量H₂S的离子方程式为(3)磷酸是三元弱酸，常温下三级电离常数分别是Ka=7.1×10³,Km₂=6.2×10⁸,Ka₃=4.5×10¹3,解答下列问题：a.常温下同浓度①Na₃PO₄、②Na₂HPONaHPOpH6.(2020.上海静安·高三阶段练习)I人类能够有效利用氮气的主要途径是合成氨，生产化学肥料等。完成下列填空：(1)氮原子核外电子排布式为,其最外层有种运动状态不同的电子；氮气的电子式为;氨气分子的空间构型是。(2)工业上常用醋酸亚铜氨溶液来吸取含有大量N₂的高炉气体系中的CO,从而实现CO和N₂的分别，的化学平衡常数表达式K=;欲使K值变大，可实行的措施是。吸收CO后的溶液经过适当处理又可以重新生成醋酸亚铜氨，可实行的适当处理措施有 a.适当上升温度b.适当降低温度c.增大压强d.减小压强(3)消退NH3对水体污染的重要方法是在肯定条件下向水体中加入适量NaOH,这样能使NH₃的脱除率增大，试用平衡移动原理解释其缘由。Ⅱ.为实现CO₂减排，合成氨工厂接受苯菲尔法脱碳。该方法是用碳酸钾溶液为吸取剂捕集混合气中的CO₂得到富液，再高温加热富液使之分解释放出CO₂,正常状况下再生的二氧化碳气体体积分数可达98.5%以上。(4)某争辩小组用200mL1.5mol/LK₂CO₃溶液吸取了3.36L的CO₂(标准状况)形成富液，碳酸钾溶液吸收CO,的离子反应方程式为,该富液中的溶质是(填化学式),各离子的浓度关系正确的是。a.c(K')+c(H')=2c(CO₃²HCOOHb.3c(K¹)=4c(CO₃²)+4cHCOCO试验编号a0.20gCaO粉末bC5.0mL饱和石灰水d5.0mL石灰乳e0.20gCaO粉末△T-t的变化曲线回答下列问题：kJ.mol-'。(2)温度为T时，K[Ca(OHCaOHOH的AT有变化，其缘由是;3min后AT基本不变，其缘由是微粒的量有限。(5)下列说法不能解释试验d在10min内温度持续上升的是(填标号)。A.反应②的发生促使反应①平衡右移B.反应③的发生促使反应②平衡右移C.气体的逸出促使反应③向右进行D.温度上升导致反应速率加快(6)归纳以上试验结果，依据试验e的特征，用文字简述其发热原理。(1)几个有关CO的热化学方程式如下：(2)在1L恒容密闭容器中充入肯定量CH₃OH发生反应：2CH₃OH(g)=CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)△H,测得CH₃OH的浓度与温度的关系如图所示：①△H(填">”“<"或"=")0,说明理由。(3)工业上，利用水煤气合成CH₃OH的反应表示如下：2H₂(g)+CO(g)=CH₃OH(g)△H=-91.0kJ-mol¹,向1L的恒容密容器中加入0.1molH₂和0.05molCO在肯定温度下发生上述反应，10min后反应达到平衡状态，测得放出的热量为3.64kJ。①从反应开头恰好平衡状态时，H₂的平均反应速率v(H₂)为②在温度不变条件下，上述反应达到平衡后再向容器中充入0.01molH₂和0.05molCH₃OH(g)时，平衡 (填"向左移动"、"向右移动"或"不移动")。(4)探究CH₃OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH₃OH的产率。以CO₂、H₂为原料合成CH₃OH涉及的主要反应如下：肯定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO₂和3molH₂发生上述反应，达到平衡时，容器下同),反应Ⅲ的平衡常数为。以投料比1进行投料，容器内总压强p的变化如下表：0①已知时间为t₁min时，测得容器内O₂分压p(O₂)=10.6kPa,则此时NO的分压p(NO)kPa。②T℃时，可逆反应2NO₂(g)N₂O₄(g)的平衡常数Kp=kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压③若将上述反应容器内温度上升至(T+50)℃,达到平衡时，容器内混合气体的平均相对曲线如图1,37℃时，测得平衡常数K=2(气体和溶液中的溶质分别用分压和物质的量浓度表达)。①平衡时，平衡常数表达式K=[用含α和p(O₂)的代数式表示];37℃时，测得人正常呼吸时α的最大值为97.7%,则空气中氧气分压p(O₂)=kPa(保留3位有效数字)。②某天不同纬度的大气压变化曲线如图2所示，某运动员处于A、B、C不同位置时，其体内MbO₂的浓度10.(2020-湖北·公安县第三中学高二阶段练习)(1)某争辩小组将VimL1.0mol/LHCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，试验结果如图所示(试验中始终保持V+V₂=50mL)。由题干及图形可知，V₁:V₂=时，酸碱恰好完全中和，此反应所用NaOH溶液的浓度应为 mol/L。若NaOH溶液用相同浓度和体积的下列溶液代替，则对中和热数值测定结果将如何影响(2)用惰性电极进行电解下列电解质溶液。①电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为②MnO₂可做超级电容器材料，电解MnSO₄溶液可制得MnO₂,其阳极的电极反应式四种物质之间发生的复分解反应的离子方程式(4)酸HX和碱AOH恰好完全中和时溶液的pH等于7,酸HY和碱BOH恰好完全中和时溶液的pH也等于7,酸HX和碱BOH恰好完全中和时溶液的pH小于7,请推断①以上酸碱中必为弱电解质的是②比较两种酸HX和HY的酸性强弱>(5)如图为钠硫高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为320℃左右，电池反应为2Na+xS==Na₂Sx,正极的电极反应式为。与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的倍。(1)NO、NO₂体积比为1:1可被NaOH溶液恰好吸取，该反应的化学方程式为。H-H键能/kJ-molX(3)某争辩小组用NaOH溶液吸取尾气中的SO₂,将得到的Na₂SO₃溶液进行电解，其中阴、阳膜组合电一(4)SO₂经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中SO₂发生催SOCOCO转化率/%=2:1],测得容器内总压强与反应时间的关系如图二所示。②在其他条件不变的状况下，测得T₂时压强的变化曲线如图二所示，则C点的正反应速率vc(正)与A点ii.2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(I)△HkJmolCCD溶液熔融池BC.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸溶液的温度D.用量筒量取稀硫酸的体积时仰视读数④量取20.00mL待测液注入润洗过的锥形瓶中，并加入2滴酚酞溶液⑥重复以上滴定操作2~3次(5)步骤⑤滴定时眼睛应凝视;到达滴定终点的现象硫酸体积(mL)NaOH溶液体积(mL)滴定前滴定后123 起始量(kPa)153000列三段式有：,据方程式分析，甲烷和氢气的速率比为1:4,所以v(H₂)=0.48kPa·s¹,故答案为：0.48kPa-s¹;350℃时，A点时CO₂、CH₄的浓度相同，由反应可知CO₂和H₂O按1:2投料，同时依据1:2反应，则平衡时H₂O的浓度为CO₂的2倍，O₂的浓度是甲烷浓度的2倍，则平衡常数,为提高CO₂的转化率，需使平衡正向移动，除CO物),故答案为：1;削减c(CO₂):c(H₂O)的投料比(或准时移出产物);②由图可知温度在250℃时，催化剂的转化效率达到最大值，温度在上升到300℃过程中催化剂的转化效率明显下降，但超过300℃后又明显增加，可推断是温度本省对反应的影响导致的，温度上升反应速率加快，故答案为：300℃到400℃之间，温度比催化剂对甲酸的生成速率影响大，因此温度上升，化学反应速率加若在5分钟时反应达到平衡，此时测得NH₃的物质的量为0.2mol,因此消耗氢气的物质的量是0.3mol,氢气的转化率为：,由方程式可知，消耗氮气为0.1mol,平衡时氮气的浓度,故答案为：0.05mol/L;50%;A.加了催化剂加快反应速率，不影响平衡移动，氢气转化率不变，选项A错误；D.加入肯定量N₂,平衡正向移动，氢气转化率增大，选项D正确，②正反应为放热反应，上升温度平衡逆向移动，平衡常数减小，故Ki>K₂,故答案为：>;③400℃时，反应2NH₃(g)=N₂(g)+3H₂(g)的化学平衡常数与N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g)的平衡常数互为倒数，则400℃时，反应2NH₃(g)=N₂(g)+3H₂(g)的化学平衡常数此时浓度商,反应向正反应进行，则该反应的v(N2)E>v(N₂),故答案为：2;>。变(2)①CH₃COOH、HCl二者中和等体积、等物质的量浓度的烧碱溶液所消耗的物质的量物质的量浓度相同时，所消耗的体积也相同，答案选C;解质，在水溶液中完全电离，故CH₃COOH的物质的量浓度应大于HCl的物质的量浓度，体积相同时，则Ⅱ.(1)设H₂的转化量为x,NH₃的转化量为y由题可知，N₂转化量=2×50%=1molH₂的转化量x=1×3=3mol,H₂的平衡量为4-3=1mol其平衡常数,答案为：400(2)①由题可知，CH₃OH起始浓度为0,10min后浓度为0.4mol-L¹,则动，即反应向正反应方向移动；平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变。【点睛】通过浓度商Qc与平衡常数K推断反应进行方向：4.吸热=<<>加入催化剂将容器的体积压缩至2L【解析】(1)随温度上升，反应②的平衡常数增大，说明上升温度平衡正向移动。(2)平衡常数只与温度有关；(3)反应①+反应②=反应③,所以K₃=Ki×K₂;分别计算出反应③在500℃、800℃的平衡常数，依据平衡(4)曲线I变为曲线Ⅱ时，缩短达到平衡的时间，但平衡没移动；当曲线I变为曲线Ⅲ时，CO的浓度突然变为原来的1.5倍，缩短达到平衡的时间，但平衡没移动；【解析】(1)随温度上升，反应②的平衡常数增大，说明上升温度平衡正向移动，所以正反应吸热。(2)平衡常数只与温度有关，某温度下反应①,平衡常数不变，所以K(A)=K(B);(2)K₃=Ki×K₂;在500℃时K₃=2.5,800℃时K₃=0.375,随温度上升，反应③的平衡常数减小，说明上升小，△S<0;在500℃、2L的密闭容器中，进行反应③,测得某时刻H₂、CO₂、CH₃OH、H₂O的物质的量(4)反应②前后气体系数和不变，曲线I变为曲线Ⅱ时，缩短达到平衡的时间，但平衡没移动，所以转变但平衡没移动，转变的条件是将容器的体积压缩至2L;=bmol/L,依据电荷守恒2c(Ba²+)+c(H+)=c(CH₃COO-)+c(OH-),可知c(H+)=c(OH-)=1×10⁷,a2,醋酸的电离常数依据物料守恒c(CH₃COO-)+c(CH₃a2,醋酸的电离常数0【点睛】本题考查化学平衡图像分析、平衡常数的应用，会依据Q、K【解析】醋酸是弱电解质，在溶液中部分电离，HCI硫酸均为强电解质，在溶液中完全电离，盐酸溶液中氢离子浓度大于醋酸溶液中氢离子酸是弱电解质，同学相同倍数会促进醋酸电离连续产生氢离子，稀释后醋酸中氢离子浓度最大，故：将c(H')相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，c(H¹)由大到小的挨次是c>a=b。故答案为：c>a=b:的pH由小到大的挨次是③<②<①(填序号)。故答案为：③<②<①;型[c(CH₃COOCu(NH₃)₂·CO)]/[c(CO)]-[c(CH₃COOCu(NH₃)₂)]降低温度ad氨气在水中存在如下平衡：NH₃+H₂O==NH₃·H₂O==NH₄¹+OH,当加入NaOH后，c(OH)浓度增大，平衡逆向移动，故有利于氨的脱除CO₃²⁻+CO₂+H₂O→2HCO₃KHCO₃和K₂CO₃ab(2)反应CH₃COOCu(NH)₂(aq)+CO(g)CH₃COOCu(NH₃COaq式K=[c(CH₃COOCu(NH₃)₂.CO)]/[c(CO)]-[c(CH₃COOCu(NH₃)₂)];该反应为放热反应，上升温度平衡逆向移动，K值变小，故欲使K值变大，可实行的措施是降低温度；反应CH₃COOCu(NH)(aq)+CO(g)CH₃COOCu(NH₃)₂-CO(aq)+Q(Q>0)是气体体积缩小的放热反应，a.适当上升温度平衡向吸热反应方向进行，则升温平衡逆向进行，可以重新生成醋酸亚铜氨，故正确；b.适当降低温度平衡向放热反应方向进行，不能重新生成醋酸亚铜氨，故错误；c.增大压强平衡向气体体积减小的方向进行，不能重新生成醋酸亚铜氨，故错误；d.减小压强平衡向气体体积增大的方向进行，可以重新生成醋酸亚铜氨，故正确。答案选ad;(3)消退NH₃对水体污染的重要方法是在肯定条件下向水体中加入适量NaOH,氨气在水中存在如下平衡：(4)碳酸钾溶液吸取CO₂生成碳酸氢钾，反应的离子反应方程式为CO₃²⁻+CO₂+H₂O=2HCO₃,富液中水解是微弱的，则c(K+)>c(HCO₃)>c(CO₃²)>c(OH)>c(H+),(4)不反应Al和溶液中的OH发生了反应OH(6)试验e中，发生反应①、②和③,反应③中有气体生成，气体的逸出促使反应③向右进行，反应③的发生使得溶液中OH的浓度减小，促使反应②平衡右移【解析】(1)试验a中，CaO和H₂O反应①生成Ca(OH)₂,4min后△T基本不变，是由于Ca(OH)₂在水中的溶解度小，试验d中，发生反应②和③,反应③中有气体生成，气体的逸出促使反应③向右进行，反应③的发生使得试验e中，发生反应①、②和③,反应③中有气体生成，气体的逸出促使反应③向右进行，反应③的发生使得溶液中OH的浓度减小，促使反应②平衡右移，反应②的发生促使反应①平衡右移，这三步反应都是醇的浓度可知温度为T₂时甲醇浓度小，降低温度，平衡正向移动，则正反应为吸热反应不变0.008则依据盖斯定律，将I×2+II+Ⅲ,整理可得：3CO(g)+3H₂(g)CH₃OCH₃(g)+②在T₁时达到平衡后，再向容器中充入少量甲醇蒸气，导致体系的压强增大，但由于该反应是反应前后气(3)①依据方程式可知：每有2molH₂发生反应，反应会放出热量91.0kJ,现在反应放出热量是3.64kJ,则mol=0.01mol,n(CH₃OH)=0.04mol,由于容器的容积是1L,故物质的平衡浓度在数值上与物质的量相等，(4)依据方程式I、Ⅲ可知：每反应产生1molCH₃OH或CO,就同时会产生1molH₂O(g)。现在反应达到平衡时，容器中CH₃OH(g)为amol,CO为bmol,故n(H₂O)=(a+b)mol,由于容器的容积是VL,故水的平衡在反应开头时n(CO₂)=1mol,n(H₂)=3mol,反应达到平衡时，容器中CH₃OH(g)为amol,CO为bmol,则反应I消耗CO₂为amol,消耗H₂为3amol;反应Ⅲ消耗CO₂为amol,消耗H₂为bmol,故平衡时n(CO₂)=(1-a-b)mol,n(H₂)=(3-3a-b)mol,平衡时n(H₂O)=(a+b)mol,由于容器的容积是VL,故反应Ⅲ的平器内n(NO)=16.6mol-12mol=4.6mol,所以p(NO)=4.6kPa;②依据题意可知平衡时总压强为22.3kPa,依据①所设，则此时气体总molmolNO全反应，消耗8.3molO₂,生成16.6molNO₂,则此时容器内剩余n(O₂)=16.6mol-8.3mol=8.3mol,所以容器内NO₂和N₂O₄共22.3mol-8.3mol=14mol,依据方程式2NO₂(g)=N₂O₄(g)可知，每消耗2molNO₂,气体总物质的量削减1mol,所以平衡时消耗NO₂为(16.molmolmol①令Mb起始浓度为1,依据三段式：;依据图，p(O2)=2.0kPa,α=80%,,当测得人正常呼吸时α的最大值为97.7%,带入解得p(O2)=21.2kPa;【解析】(1)由图象可知恰好完全反应时，温度最高，结合n(NaOH)=n(HCI)计算；NaOH和KOH都是强(2)①电解氯化铜溶液，阳极上生成氯气，阴极上生成铜，依据电子守恒计算产物的物质的量之比；(3)亚硝酸为弱电解质，亚硝酸稀释，电离程度虽然增大，但由于稀释导致溶液中氢离子浓度降低；由相(4)依据题设条件，酸HX和碱AOH恰好完全中和时溶液的pH等于7,可推知盐溶液中AX显中性；酸HY和碱BOH恰好完全中和时溶液的pH也等于7,盐溶液中BY显中性；酸HX和碱BOH恰好完全中和时溶液的pH小于7,可推出B+肯定会水解，使盐溶液中BX显酸性，又BY显中性，故Y水解显碱性，与(5)由方程式可知S化合价降低，被还原，为原电池正极反应，电极方程式为xS+2e-→S,²;原电池工作(6)依据溶度积的应用，可知要使Fe³+完全沉淀而Mg²+不沉淀，其氢氧根离子的浓度范围为：Vi:V₂=3:2,则有0.03L×1mol/L=0.02Lxc,c=1.5mol/L;NaOH和KOH都是强碱，KOH故答案为3:2;1.5;无影响；偏小；(2)①电解氯化铜溶液，阳极上生成氯气，其电极反应式为：2CI--2e=Cl₂T,阴极生成铜，其电极反应式为：Cu²++2e=Cu,所以在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1,故答案为1:1;(4)依据题设条件，酸HX和碱AOH恰好完全中和时溶液的pH等于7,可推知盐溶液中AX显中性；酸HY和碱BOH恰好完全中和时溶液的pH也等于7,盐溶液中BY显中性；酸HX和碱BOH恰好完全中和时溶液的pH小于7,可推出B+肯定会水解，使盐溶液中BX显酸性，又BY显中性，故Y水解显碱性，与7,则可知B+水解程度大于X的电离程度，且已推出Y水解与B+水解程度相当，则Y的水解程度大于X钠消耗释放1mole,则,又铅蓄电池的电极反应为：Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O,铅蓄电池中铅是负极，207g铅消耗时转移2mole,故钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的9/2=4.5倍，故答案为xS+2e==S²-;4.5;(6)依据溶度积的应用，可知要使Fe³+完全沉淀而Mg²+不沉淀，其氢氧根离子的浓度范围为：c(H'),则pH值范围为3.3≤pH<9,【解析】(1)体积比为1:1的一氧化氮和二氧化氮与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应生成亚硝酸钠和水；(2)反应热△H=反应物键能之和—生成物键能之和；(3)①从C为硫酸可知，亚硫酸根通过阴离子交换膜进入阳极区，则b为阴离子交换膜，a为阳离子交换(3)①建立三段式求解可得；②由题图2知，T₂℃下反应先达到平衡，则T2>T,T℃下，由A到B,反应趋向平衡，由B到C,温度升【解析】(1)体积比为1:1的一氧化氮和二氧化氮与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应生成亚硝酸钠和水，反(2)由反应热△H=反应物键能之和—生成物键能之和可得关系式-944=(x+3×436)—(4×413+2×463),解得(3)①从C为硫酸可知，亚硫酸根通过阴离子交换膜进入阳极区，阳极上亚硫酸根离子失去电子发生氧化反应生成硫酸根，则b为阴离子交换膜，阴极上水得到电子发生还原反应生成氢气，同时破坏水的电离平衡，在阴极区云集大量氢氧根离子，则a为阳离子交换膜，钠离子通过阳离子交换膜进入阴极区生成氢氧②阳极上亚硫酸根离子失去电子发生氧化反应生成硫酸根，电极反应式为SO3-2e+H₂O=SOY+2H',故答(3)①由图可知，A点时压强为0.085MPa,设起始二氧化硫为2mol,转化率为a,由题意可建立如下