2023版高考化学微小练习44化学反应原理综合题

专练44化学反应原理综合题

1.[2022•湖南卷]2021年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。

回答下列问题:

(1)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和ImolIM)(g),起始压

强为0.2MPa时，发生下列反应生成水煤气：

-1

I.C(s)+H20(g)-C0(g)+H2(g)A一=+131.4kJ,mol

-1

II.CO(g)+H20(g)C02(g)+H2(g)"=一41.1kJ•mol

①下列说法正确的是;

A.平衡时向容器中充入惰性气体，反应I的平衡逆向移动

B.混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡

2

C.平衡时比的体积分数可能大兀

D.将炭块粉碎，可加快反应速率

②反应平衡时，HQ(g)的转化率为50%,C0的物质的量为0.1mol。此时，整个体系

(填“吸收”或“放出”)热量________kJ,反应I的平衡常数K尸(以分

压表示，分压=总压X物质的量分数)。

(2)一种脱除和利用水煤气中CO?方法的示意图如下:

①某温度下，吸收塔中K£03溶液吸收一定量的C0?后，c(C0,)：C(HC03)=1：2,则

该溶液的pH=(该温度下HXn的吊尸4.6X107七=5.0X10一”)；

②再生塔中产生CO2的离子方程式为一；

③利用电化学原理，将C0,电催化还原为CJ1,,阴极反应式为

2.[2021•河北卷(节选)]当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点，因

此，研发二氧化碳利用技术、降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。

(1)大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时，

相关物质的燃烧热数据如下表:

物质H2(g)C(石墨，s)C6H6(1)

燃烧热

-285.8-393.5-3267.5

A〃(kj・mol1)

则25℃时Fb(g)和C(石墨，s)生成C6H6(1)的热化学方程式为—

(2)雨水中含有来自大气的CO”溶于水中的CO,进一步和水反应，发生电离：

①CO2(g)"O2(aq)

②⑩(aq)+H,0(1)wH+(aq)+HCO.(aq)

25℃时，反应②的平衡常数为从

溶液中CO?的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压X物质的量分数)，比例系数

为ymol•厂1•kPa”当大气压强为°kPa,大气中COz(g)的物质的量分数为“时，溶液

中H+浓度为mol•IL(写出表达式，考虑水的电离，忽略HCO3的电离)。

(3)105℃时，将足量的某碳酸氢盐(MHCOJ固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：

2MHC0s(s)M2C03(S)+HQ(g)+COz(g)

上述反应达平衡时体系的总压为46kPa。

保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的COz(g),再加入足量MH(a(s),欲使平

衡时体系中水蒸气的分压小于5kPa,CO2(g)的初始压强应大于kPa。

(4)我国科学家研究Li-COz电池，取得了重大科研成果。回答下列问题：

①Li-CO,电池中，Li为单质锂片，则该电池中的CO?在一(填''正"或“负”)极

发生电化学反应。研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO?电还原后与锂离子

结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤HI的离子方程式。

2-

I.2C0+2e-=C0

224

2-2-

II.C0=C0+C0

2422

III.

2-

IV.CO+2Li+=Li2cO3

3

②研究表明，在电解质水溶液中，C02气体可被电化学还原。

CO?在碱性介质中电还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH)的电极反应方程式为

3.[2021•全国乙卷]一氯化碘(IC1)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接

反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：

(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig误认为是IC1,从

而错过了一种新元素的发现。该元素是。

(2)氯饴酸铁(BaPtCL)固体加热时部分分解为BaCL,Pt和Ck,376.8℃时平衡常数K'

2

P=1.0X10'Pa»在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCh,抽真空后，通过一支管通入碘蒸气

(然后将支管封闭)。在376.8℃,碘蒸气初始压强为20.0kPa。376.8℃平衡时，测得烧

瓶中压强为32.5kPa,则Rci=kPa,反应21cl(g)=Ck(g)+h(g)的平衡常数4

=(列出计算式即可)。

(3)McMorris测定和计算了在136~180℃范围内下列反应的平衡常数4：

2N0(g)+2IC1(g)-2N0C1(g)+12(g)府

2N0Cl(g)-2N0(g)+CL(g)能

得到1g储〜3和1g龈〜均为线性关系，如下图所示：

/xitf/K-1

①由图可知，N0C1分解为N0和Ck反应的△分0(填“大于"或'‘小于")。

②反应21cl(g)=CL(g)+L(g)的K=(用后、族表示)；该反应的小

//0(填“大于”或“小于”)，写出推理过程

(4)Kistiakowsky曾研究了N0C1光化学分解反应，在一定频率(v)光的照射下机理为：

NOCl+Av--N0C1*

N0C1+N0C1*―^NO+CL

其中力v表示一个光子能量，N0C1*表示N0C1的激发态。可知，分解1mol的N0C1需要

吸收mol的光子。

4.[2022•浙江卷1月(节选)]工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气和水蒸气,

经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。

请回答：

(1)在C和“的反应体系中：

反应1C(s)+02(g)=C02(g)△必=—394kJ•molT

反应22C0(g)+02(g)=2C02(g)A^=-566kJ•mol

反应32C(s)+O2(g)=2CO(g)

图1

①设尸△〃一/"△S,反应1、2和3的y随温度7的变化关系如图1所示。图中对应于

反应3的线条是____________________________________________________________________

②一定压强下，随着温度的升高，气体中CO与CO2的物质的量之比」

A.不变B.增大

C.减小D.无法判断

(2)水煤气反应：C(s)+H2(g)=CO(g)+H2(g)△"=131kJ•mol一、工业生产水煤

气时，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是

专练44化学反应原理综合题

1.(1)①BD②吸收31.20.02MPa

-A"

(2)①10②2HCO,H2O+CO2t+COt

③2cO2+12H++12e=C2H什杀。

解析：(1)①平衡时向容器中充入惰性气体，各物质浓度不变，反应I的平衡不移动，A

错误；C(s)在反应过程中转化成气体，气体质量增大，使气体密度增大，直至反应达到平衡，

B正确；由I+11得C(s)+2H20(g)wC02(g)+2Hz(g),当该反应进行到底时，B的体积分数

为亨，但可逆反应不可能进行到底，故c错误；将炭块粉碎，增大了炭与水蒸气的接触面积，

可加快反应速率，D正确。②设反应达到平衡时，反应I消耗xmolHzCKg)、反应H消耗ymol

HQ(g),由题中信息可得：

I.C(s)+H2O(g)wCO(g)+H2(g)

起始量/mol:100

变化量/mol:xxx

II.CO(s)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)

变化量/mol:yyyy

平衡量/mol:A■—y1—A—yyx+y

则x+尸50%Xl、x一尸0.1,解得x=0.3、y=0.2,故整个体系的热量变化为+131.4

kJ•moF'xO.3mol-41.1kJ•mol-1X0.2mol=+31.2kJ(吸收热量)。平衡时气体总物

质的量是1.3mol,总压强为0.26MPa,故反应I的平衡常数H

T(叱p(H;23O).=

0.10.5

—X0.26MPaX—X0.26MPa

J.•o1.•o

--------T-z------------------=0.02MPa。

0.5

■-TXO.26MPa

i•«J

,、〜c(cof)•c(ir)“/、，、,

(2)①由------------=5.0X10—“、c(C0，)：C(HCO)=1：2,可得

…、373

c(HC03)

c(H+)=1.0X10-lmol•L_1,pH=-lgc(H+)=10«②再生塔中产生82的同时生成K2cO3,

说明KHCOa在水蒸气加热条件下发生分解反应。③由题意知，COz在阴极得到电子生成CM”

h

图中质子交换膜提示有射参与反应，故阴极反应式为2C02+12H+12e-=C2H4+4H20„

2.(l)3H2(g)+6Cffi®,s)=CfiH6(l)A〃=+49.1kJ•molT

⑵布凉

(3)100.8

2-2-

(4)①正2C0,+C02=2C0、+C(2)3€02+18e-+13H20=CH3CH2CH20H+180H

解析：(1)由题给燃烧热数据可得，①lb(g)+102(g)=H20(l)△〃=-285.8kJ-mol

15

T,②C(石墨,s)+02(g)=C02(g)△/%=-393.5kJmoL,③⑴+~02(g)=6CO2(g)

+3也0⑴AA=-3267.5kJ•mol”根据盖斯定律，目标方程式可由3X①+6X②一

③得到，其△〃=(-285.8kJ«mol-,)X3+(-393.5kJ•mol-1)X6-(-3267.5kJ•mol

-')=+49.IkJ-mor1,故Hz(g)与C(石墨，s)生成C6H°⑴的热化学方程式为3H2(g)+6C(石

墨，s)=C6H6(1)△4+49.1kJ•mol，(2)溶液中COa的浓度与其在空气中的分压成正

比，比例系数为ymol-L-1-kPa-1,因此当大气压强为pkPa,大气中C(Mg)的物质的量

分数为x时，溶液中COz(aq)浓度为7Pxmol•「'。设溶液中I「浓度为amol•「'，由反应

+

②COKaq)+上0(1)=1广(aq)+HCO,(aq),可得c(HCO,)=c(H)=amol«Lc[C02(aq)]

2

=ypxmol•L-1,则K=~^—，解得a=ylKypx。(3)平衡体系总压为46kPa,则由

ypxv

2MHCO；t(s)岫CO3(s)+H2O(g)+COz(g)可得p(H20)=p(C02)=23kPa,4=23X23。

若保持温度不变，设开始先通入CO?的压强为xkPa,平衡时水蒸气分压为5kPa时，可列

“三段式”:

2MHC03(S)M2c。3(s)+H20(g)+CO2(g)

起始/kPa0x

转化/kPa55

平衡/kPa55+x

4=23X23=5X(5+x),解得x=100.8,故为使平衡时水蒸气分压小于5kPa,CO?(g)

初始压强应大于100.8kPa。(4)巾-(；02电池的总反应式为4叮+3(：02=2匕£03+。①电池

中，锂为负极，CO?在正极发生电化学反应，由电池总反应式可得正极反应为3co2+4e-+4Li

2-2-

+

=2Li2C03+C；结合步骤I、II、IV,可得步骤HI的离子方程式为2C0,+C02=2C0；t+

C«②介质呈碱性，应用01「配平，CO,在碱性介质中电还原为正丙醇，电极反应方程式为3C02

-

+18e+13H20=CH3CH2CH20H+180H,

3.⑴滨(或Br)

,、100X(20.0X103-12.4X103)

⑵24,8-------------(24.8XW-P----------

(3)①大于②6•岫大于

设r>T,即，一<1,由图可知：

igK£T)-ig6(?)>|ig)-ig6⑺|=ig6(/)—ig)

则lgMT)-w)]>lgg?)•厢(7)],K(T)>M7)

(4)0.5

解析：(1)根据题给信息“得到一种红棕色液体”,且含有一种新元素，结合卤素的性质，

可知所得液体中含有的新元素应为漠(或Br)«(2)结合BaPtCL(s)-BaCL(s)+Pt(s)+

22

2ck(g)可得376.8℃时〃P=1.0X10'Pa=p(Cl2),则平衡时p(Ck)=\1.OX10“Pa=

1.0X102Pa=O.1kPa,相同温度、相同容积下，气体物质的量之比等于压强之比，设平衡

时L减小的压强为xkPa,根据三段式法得

L(g)+S(g)W21cl(g)

起始压强/(kPa):20.00

转化压强/(kPa):xx2x

平衡压强/(kPa):20.0-x0.12x

根据平衡时总压强为32.5kPa得(20.0—太)+0.l+2x=32.5,解得x=12.4,则平衡

时加=12.4kPaX2=24.8kPa。结合上述分析可知反应21cl(g)=L(g)+Ck(g)的平衡

~期“p(Cl)Xp(I)100X(20.0X103-12.4X103)_

吊数彳=p22(IC1)-2=--------------(24,8X103)2------------［r或

0」X(：0?二12.义.(3)①结合图像1g6〜;XIO?可知，随横坐标逐渐增大，即温

Z4.o1

度逐渐降低，1g能逐渐减小，即平衡逆向移动，说明该反应的正反应为吸热反应，即

4-工c…”白f，，p2(N0C1)Xp(1).(NO)X。(Ck),u

大于0°②-口口W中培可知司=02(N0)Xp2(IC1)'Kv2=p(NOCI)'故反

应21cl(g)合i(g)+ck(g)的平衡常数H(ci;)Q"=凝%。设r>T,即;<7,

pk1C1)