届福建高三化学大题练化学反应原理题周练5.docx

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届福建高三化学大题练化学反应原理题周练5

2020届福建高三化学大题练

——化学反应原理题周练（5）

一、简答题

1.氮及其化合物与人们的生活息息相关。

回答下列问题：

I．

（1）已知：

①CO 的燃烧热△H1=-283kJ•mol-1

②N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H2=+183kJ•mol-1

①写出 NO和CO反应生成无污染性气体的热化学反应方程式______。

②一定条件下 当 NO与CO的反应达到平衡后，既能提高反应速率又能提高 NO 转化率的措施有______（填 字母序号）。

a．压缩反应器体积 b．使用更高 效催化剂 c．升高反反应温度 d．增大 COO 的浓度

（2）一定条件下在容积为 8L 的密闭容器中充入 10molCO 和 8molNO，若反应进行到 20min 时达 到平衡状态，测得平衡体系压强为 8MPaNO 的体积分数为 25%，则 NO的转化率=______；用 CO2 浓度变化表示的平均反应速率 v（CO2）=______；该温度 下平衡常数 Kp=______（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量 分数；保留两位有效数字）。

II．用电解法可除去硝酸工业产生的尾气 NO，并得到 NH4NO3，工作原理如图。

（1）N 极应连接电源的______（填“正极”或“负极”）；M 极的电极反应式为______。

（2）理论上通入NO与 NH3的最佳物质的量之比为为______。

2.碳酸亚铁（FeCO3）是菱铁矿的主要成分，将其隔绝空气加热到200℃开始分解为FeO和CO2，若将其在空气中高温煅烧则生成Fe2O3．

（1）已知25℃，101kPa时：

①C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=-393kJ•mol-1

②铁及其化合物反应的焓变示意图如图1：

请写出FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3的热化学方程式______．

（2）据报道，一定条件下Fe2O3可被甲烷还原为“纳米级”的金属铁．其反应为：

Fe2O3（s）+3CH4（g）=2Fe（s）+3CO（g）+6H2（g）△H

①反应在3L的密闭容器中进行，2min后达到平衡，测得Fe2O3在反应中质量减少4.8g，则该段时间内用H2表示该反应的平均反应速率为______．

②将一定量的Fe2O3（s）和3CH4（g）置于恒温恒容密闭容器中，在一定条件下反应，能说明反应达到平衡状态的是______．

A．CO和H2的物质的量之比为1：

2               B．混合气体的密度不再改变

C．铁的物质的量不再改变                       D． v正（CO）=2v逆（H2）

③在容积均为VL的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中加入足量“纳米级”的金属铁，然后分别充入a molCO和2amol H2，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图2所示，此时Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定处于化学平衡状态的是______；上述反应的△H______0（填“大于”或“小于”）．

④甲烷经重整催化作用提供反应气的燃料电池如图3（以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质）．则正极电极反应式为______，以此电池为电源电解精炼铜，当有0.1mol e-转移时，有______3.2g铜溶解（填“＞”、

“＜”或“=”）．

（3）Fe2O3用CO还原焙烧的过程中，反应物、生成物和温度之 间的关系如图4所示．

若在800℃，混合气体中CO2体积分数为40%的条件下，Fe2O3用CO还原焙烧，写出反应的化学方程式为______．

（4）Fe2O3还可以用来制备FeCl3，通过控制条件FeCl3可生成聚合物，其离子方程式为：

x Fe3++y H2O=Fex（OH）y（3x-y）++y H+下列措施不能使平衡正向移动的是______（填序号）

A．加水稀释   B．加入少量铁粉     C．升温     D．加入少量Na2CO3．

3.研究发现，NOx和SO2是雾霾的主要成分，已知：

2CO（g）+O2（g）⇌CO2（g）△H1=-566.00kJ•mol-1

2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）△H2=-196.6kJ•mol-1

2NO（g）+O2（g）⇌2NO2（g）△H3=-113.0kJ•mol-1

则反应2NO2（g）+SO2（g）+CO（g）⇌SO3（g）+2NO（g）+CO2（g）的△H=______．NOx主要来源于汽车尾气．

（1）T℃时，模拟汽车尾气催化转化：

2NO+2CO⇌2CO2+N2，将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中，保持温度和体积不变，反应过程（0～15min）中NO的物质的量随时间变化如图所示：

①T℃时该化学反应的平衡常数K=______；平衡时若保持温度不变，再向容器中充入0.2mol CO和0，.4mol N2，平衡将______移动．（填“向左”、“向右”或“不”）

②图1中a、b分别表示使用同种催化剂时，达到平衡过程中n（NO）的变化曲线，其中表示催化剂表面积较大的曲线是______（填“a”或“b”）．

③15min时，若改变外界反应条件，导致n（NO）发生如图所示的变化，则改变的条件可能是______．

（二）SO2主要来源于煤的燃烧．

25℃时，电离平衡常数：

化学式

H2CO3

H2SO3

电离平衡常数

K1=4.30×10-7

K2=5.61×10-11

K1=1.54×10-2

K2=1.02×10-7

回答下列问题：

（2）①常温下，pH相同的下列溶液：

I、Na2CO3，II、NaHCO3，III、Na2SO3．物质的量浓度由大到小的排列顺序为______＞______＞______．（用序号表示）

②用纯碱溶液吸收SO2可将其转化为HSO3-，该反应的离子方程式是：

______．

（3）已知NaHSO3溶液显酸性，下列说法正确的是______．

A．c（Na+）=2c（SO32-）+2c（HSO3-）+2c（H2SO3）

B．c（Na+）+c（H+）=c（OH─）+c（HSO3─）+c（SO32-）

C．c（HSO3-）＞c（H+）＞c（H2SO3）＞c（SO32-）

D．c（H+）+c（H2SO3）=c（SO32-）+c（OH-）

4.氢气、甲醇是优质的清洁燃料，可制作燃料电池。

（1）已知：

①CH3OH（l）+O2（g ）=CO（g）+2H2O（g）△H=-354.8kJ•mol-1

②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ•mol-1

③H2O（g）=H2O（l）△H=-44.0kJ•mol-1

请写出甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水的热化学方程式：

______。

（2）某实验小组利用H2（g）、O2（g）、KOH（aq）设计成电池装置（如图1装置Ⅰ），通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。

①装置Ⅰ中，a口通入的气体为______（填“H2”或“O2”），放电时，溶液中的K+向______极移动（填“正”或“负”），该电池负极的电极反应式为______

②装置Ⅱ中，溶液c可选用______溶液。

若电镀结束后，装置Ⅱ中Fe电极的质量改变了12.8g，则装置Ⅰ中理论上消耗氧气的体积为______ L（标准状况下）。

（3）利用如图2装置，可以模拟铁的电化学防护。

①若X为碳电极，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于______处。

（填“A”、“B”或“C”）

②若X为锌电极，开关K置于A处，该电化学防护法称为______。

5.在高中阶段化学学科中所涉及的平衡理论主要包括：

化学平衡、电离平衡、水解平衡和难溶电解质溶解平衡四种，均符合勒夏特列原理，它们在工农业生产中都有广泛的应用．请回答下列问题：

Ⅰ：

（1）工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO（NH2）2]，反应的化学方程式为：

2NH3（g）+CO2（g）⇌CO（NH2）2（l）+H2O（l）．

①已知该反应的平衡常数K195℃＜K165℃，则该反应的△H______0（填“＞”“=”或“＜”）．

②一定温度和压强下，若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比（氨碳比）

=x，图1是氨碳比（x）与CO2平衡转化率（α）的关系．α随着x增大的原因是______；B点处，NH3的体积分数为______%（保留小数点后一位）．

③取一定量的NH3和CO2放在一个带活塞的密闭真空容器中在一定温度下反应达平衡，若在恒温、恒容下充入气体He，CO（NH2）2（l）的质量______（填“增加”、“减小”或“不变”）．

Ⅱ：

（1）某温度下，纯水中c（H+）=2.0×10-7mol/L，该温度下，0.9mol/L NaOH溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合（不考虑溶液体积变化）后，溶液的pH=______．

（2）向100mL 0.10mol/L CH3COOH的溶液中加入0.010mol CH3COONa固体，溶液pH增大，主要原因是（请用学过的平衡理论解释）______；

已知该混合溶液中c（Na+）＜c（CH3COO-），则c（CH3COOH）______c（CH3COO-）（填“＞”、“＜”或“=”）

Ⅲ：

（1）图2为某温度下，PbS（s）、ZnS（s）、FeS（s）分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，溶液的S2-浓度、金属阳离子浓度变化情况．如果向三种沉淀中加盐酸，最先溶解的是______（填化学式）．

（2）向新生成的ZnS浊液中滴入足量含相同浓度的Pb2+、Fe2+的溶液，振荡后，ZnS沉淀最终会转化为______（填化学式）沉淀．

6.请根据所学知识回答下列问题：

I

（1）同温同压下，H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g），在光照和点燃条件下的△H （化学计量数相同）

分别为△H1、△H2，△H1______△H2 （ 填“＞”、“＜”或“=”，下同）

（2）相同条件下，2mol 氢原子所具有的能量______1mol 氢分子所具有的能量。

（3）已知常温时红磷比白磷稳定，比较下列反应中△H 的大小：

△H1______△H2

P4（白磷，s）+5O2（g）=2P2O5（s）△H14P（红磷）+5O2（g）=2P2O5（s）△H2

II（4）已知：

0.5mol CH4 和 0.5mol 水蒸气 完全反应生成 CO 和 H2，吸收了 a kJ 热量，该 反应的热化学方程式是______

（5）在 25℃、101kPa 下，1g 液态甲醇 CH3OH 燃烧生成 CO2 和液态水时放热 b kJ，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为______。

III（6）已知：

N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92kJ/mol；

N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180kJ/mol

2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483kJ/mol

若有34g氨气经催化氧化完全生成NO和水蒸气所放出的热量为______

（7）T1 温度时，在容积为 2L 的恒容密闭容器中发生反应：

2NO（g）+O2（g）⇌2NO2 （g）△H＜0

实验测得：

v 正=v（NO）消耗=2v（O2）消耗=k 正 c2（NO）∙c（O2），v 逆=v（NO2）消耗=k 逆 c2（NO2），k 正、k 逆为速率常数，受温度影响。

容器中各反应物和生成 物的物质的量随时间变化如图所示：

①下列说法能表明该反应已达到平衡状态的是______（填序号）

 A．混合气体的密度不变

B．混合气体的平均相对分子质量不变

C．k 正、k 逆不变

D.2v 正（O2）=v 逆（NO2）

②0-t 时间段，反应速率 v（O2）=______

7.脱去冶金工业排放烟气中SO2的方法有多种．

（1）利用本生（Bunsen）热化学循环吸收SO2工艺由下列三个反应组成：

2H2（g）+O2（g）=2H2O（I）△H1=-572kJ•mol-1

2HI（g）=H2（g）+I2（g）△H2=+10kJ•mol-1

2H2SO4（I）=2SO2（g）+2H2O（g）+O2（g）△H3=+462kJ•mol-1

则得SO2（g）+I2（g）+2H2O（I）=2HI （g）+H2SO4（I）△H=______ kJ•mol-1

（2）氧化锌吸收法．配制ZnO悬浊液，在吸收塔中封闭循环脱硫．测得pH、吸收效率η随时间t的变化如图1所示；溶液中部分微粒与PH的关系如图2所示．

①为提高SO2的吸收效率η，可采取的措施有：

增大悬浊液中ZnO的量、______．

②图1中的pH-t曲线ab段发生的主要化学方程式为______

③pH=7时，溶液中

=______

（3）如图3所示，利用惰性电解电解含SO2的烟气回收S及H2SO4，以实现废物利用．

①阴极的电极反应式为______．

②每处理含19.2g SO2的烟气，理论上回收S、H2SO4的物质的量分别为______、______．

8.煤的综合利用对于改善大气质量和能源充分利用有重要的意义．

（1）下列说法正确的是______（填序号）．

a．煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物

b．煤在燃烧过程中会生成一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、烟尘等有害物质

c．可利用生石灰、熟石灰、石灰石等固硫剂使煤在燃烧过程中生成稳定的硫酸盐

d．煤的干馏属于化学变化、煤的气化和液化都属于物理变化

（2）煤的气化过程中产生的有害气体H2S用氨水吸收生成正盐的离子方程式是______．

（3）燃煤烟气的一种脱硫方案-火碱一石灰一石膏法流程图1如下．

①常温下，用NaOH溶液吸收SO2得到pH=6的NaHSO3溶液，该溶液中离子浓度的

大小顺序是______

②氢氧化钙与NaHSO3反应的化学方程式是______

（4）煤的间接液化法合成二甲醚的三步反应如下：

Ⅰ.2H2（g）+CO（g）⇌CH3OH（g）△H=-90.8kJ•mol-1

Ⅱ.2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=-23.5kJ•mol-1

Ⅲ．CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）△H=-41.3kJ•mol-1

①总反应热化学方程式：

3H2（g）+3CO（g）⇌CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=______；

②Y（Y1、Y2），X可分别代表压强或温度．如图2表示Y一定时，总反应中CO的平衡转化

率随X的变化关系．判断Y1、Y2的大小关系，并简述理由：

______．

9.研究氮氧化物的反应机理，对于消除对环境的污染有重要意义．升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是2NO（g）+O2（g）⇌2NO2（g）的速率却随着温度的升高而减小．某化学小组为研究该特殊现象的实质原因，查阅资料知2NO（g）+O2（g）⇌2NO2（g）的反应历程分两步：

①2NO（g）⇌N2O2（g）（快） v1正=k1正c2（NO）    v1逆=k1逆c（N2O2）△H1＜0

②N2O2（g）+O2（g）⇌2NO2（g）（慢） v2正=k2正c（N2O2）c（O2）   v2逆=k2逆c2（NO2）△H2＜0

请回答下列问题：

（1）反应2NO（g）+O2（g）⇌2NO2（g）的△H=kJ•mol-1（用含△H______1和△H2的式子表示）．一定温度下，反应2NO（g）+O2（g）⇌2NO2（g）达到平衡状态，请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K=______，升高温度，K值______（填“增大”、“减小”或“不变”）．

（2）决定2NO（g）+O2（g）⇌2NO2（g）速率的是反应②，反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小关系为E1______E2（填“＞”、“＜”或“=”）．根据速率方程分析，升高温度该反应速率减小的原因是______．

a．k2正增大，c（N2O2）增大b．k2正减小，c（N2O2）减小

c．k2正增大，c（N2O2）减小d．k2正减小，c（N2O2）增大

由实验数据得到v2正～[O2]的关系可用如图1表示．当x点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为______（填字母）．

（3）工业上可用氨水作为NO2的吸收剂，NO2通入氨水发生的反应：

2NO2+2NH3•H2O=NH4NO3+NH4NO2+H2O．若反应后的溶液滴入甲基橙呈红色，则反应后溶液中c（NH4+）______c（NO3-）+c（NO2-）（填“＞”“＜”或“=”）．工业上也可用电解法处理氮氧化物的污染．电解池如图2所示，阴阳电极间是新型固体氧化物陶瓷，在一定条件下可传导O2-．该电解池阴极的电极反应式是______．阳极产生的气体N的化学式是______．

10.磷及其化合物在化工生产中有着广泛的应用，请对下列问题作答。

（1）P 有多种单质，其中一种叫白磷，分子式为P4，结构如图Ⅱ所示，P4分子的活泼性比N2分子______（填强或弱）。

（2）白磷燃烧的能量变化图和产物结构如图Ⅰ、图Ⅱ所示，假设P-P、P-O、O=O的键能分别为x、y、z，x、y、z、a、b、c均为正值，利用图中信息求出P=O的键能的表达式为______

​

（3）已知含氧酸分子中只有羟基中的氢原子才能发生电离。

H3PO2具有较强还原性而且该酸无酸式盐，分子中只含一个羟基，写出其电离方程式______

（4）NaH2PO2可用于化学镀镍。

配平并完成下列化学方程式：

______Ni2++______H2PO2-+______=______Ni+______H2PO3-+______

（5）磷酸是一种三元中强酸，已知Ka1=7.11×10-3，Ka2=6.23×10-8，Ka3=4.5×10-13

NaH2PO4的水溶液显______性，解释原因______。

（6）PCl5是重要的化工原料，某温度下，反应PCl3（g）+Cl2（g）⇌PCl5（g）的化学平衡常数K=30，在1L的密闭容器中加入0.4molPCl5，平衡后Cl2的浓度是______。

11.一定温度下，向1L密闭容器中加入1mol HI（g），发生反应2HI（g）⇌H2（g）+I2（g），H2物质的量随时间的变化如图1所示。

（1）0～2min内的平均反应速率v（HI）=______。

该温度下，H2（g）+I2（g）⇌2HI（g）的平衡常数K=______。

（2）相同温度下，若开始加入HI（g）的物质的量是原来的2倍，则______原来的2倍。

a．平衡常数 b．HI的平衡浓度c。

达到平衡的时间   d．平衡时H2的体积分数

（3）实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时溶液中水的电离平衡______移动（填“向左”、“向右”或“不”）；若加入少量下列试剂中的______，产生H2的速率将增大。

a．NaNO3b．CuSO4c．Na2SO4d．NaHSO3

（4）某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构如图2，电池总反应可表示为2H2+O2=2H2O，下列有关说法正确的是______

A．电子通过外电路从b极流向a极

B．b极上的电极反应式为：

O2+2H2O+4e-=4OH-

C．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2

D．H+由a极通过固体酸电解质传递到b极

12.

锌及其化合物用途广泛。

回答下列问题

（1）火法炼锌以闪锌矿（主要成分是ZnS） 为主要原料，涉及的主要反应有：

2ZnS（s）+3O2（g）=2ZnO（s）+2SO2（g）△H1=-930KJ•mol-1

C（s）+O2（g）=CO2（g）△H2=-393.5 KJ•mol-1

C（s）+CO2（g）=2CO（g）△H3=+172.5 KJ•mol-1

ZnO（s）+CO（g）=Zn（g）+CO2（g）△H4=+198 KJ•mol-1

反应ZnS（s）+C（s）+2O2（g）=Zn（g）+CO2（g）+SO2（g）的△H=______KJ•mol-1

（2）银锌蓄电池工作原理为Ag2O2+2Zn+2H2O

2Ag+2Zn（OH）2，该蓄电池充电时，发生还原反应的物质是______，正极反应分为两个阶段，第二阶段为Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-，写 出第一阶 段 正极 电极反应式______。

（3）以

（2）中蓄电池作电源，用如图所示的装置在实验室模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原因是______（用相关的电极反应式和离子方程式表示）。

2020届福建高三化学大题练

——化学反应原理题周练（5）答案和解析

1.【答案】2CO（g）+2NO（g）⇌N2（g+2CO2（g）△H=-749kJ•mol-1 ad 50% 0.025mol•L-1•min-1 0.11或0.11MPa-1 正极 NO+5e-+6H+=NH4++H2O 1：

4

【解析】解：

（1）①已知：

①CO的燃烧热CO（g）+

O2（g）=CO2（g）△H1=-283kJ•mol-1；

②N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H2=+183kJ•mol-1，

由盖斯定律可知①×2-②得到NO和CO反应生成无污染性气体的热化学反应方程式：

2CO（g）+2NO（g）⇌N2（g+2CO2（g）△H=-749kJ•mol-1，

故答案为：

2CO（g）+2NO（g）⇌N2（g+2CO2（g）△H=-749 kJ•mol-1；

②a．缩小容器的体积，体系内压强增大，反应速率增大，平衡正向进行，NO的转化率增大，故a正确；

b．改用高效催化剂加快反应速率，平衡不变，转化率不变，故b错误；

c．升高温度反应速率增大，反应为放热反应，升温平衡逆向进行，NO的转化率减小，故c错误；

d．增加CO的浓度反应速率增大，平衡正向进行，NO的转化率增大，故d正确；

故答案为：

a d；

（2）在密闭容器中充入10molCO和8molNO，发生反应，压强为10MPa下，若反应进行到20min达到平衡状态，NO体积分数为25%，设反应生成氮气物质的量为x，

                  2CO（g）+2NO（g）⇌N2（g）+2CO2（g）△H=-749kJ•mol-1；

起始量（mol）  10            8              0          0

变化量（mol）2x            2x             x           2x

平衡量（mol）10-2x       8-2x             x          2x

×100%=25%，

x=2mol

转化率=

×100%=

×100%=50%，

用 CO2 浓度变化表示的平均反应速率 v（CO2）=

=0.025mol•L-1•min-1，

平衡气体总物质的量=16mol，

该温度下平衡常数Kp=

=0.11（MPa）-1，

故答案为：

50%；0.025mol•L-1•min-1；0.11 或 0.11MPa-1；

Ⅱ．

（1）装置图中离子移向可知阳离子在原电池中移向正极，则N为正极，M为负极，正极上是NO失电子发生氧化反应生成硝酸根离子，电极反应为：

NO+2H2O-3e-=NO3-+