高考化学决胜大二轮新高考省份专用版专题十一专题强化训练含答案.docx

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高考化学决胜大二轮新高考省份专用版专题十一专题强化训练含答案

教学资料范本

2020高考化学决胜大二轮新高考省份专用版：

专题十一专题强化训练含答案

编辑：

__________________

时间：

__________________

[专题强化训练]

（建议用时：

40分钟）

1．（2020·潍坊高三联考）燃煤的过程中排放大量CO2、SO2、NOx以及固体颗粒物，对环境污染严重。

请回答下列问题：

（1）将煤作为燃料常通过下列两种途径：

途径Ⅰ：

C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH1<0①

途径Ⅱ：

先制水煤气，后燃烧水煤气

C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g）　ΔH2>0②

2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH3<0③

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH4<0④

ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的关系式是_________________________________________。

（2）已知碳的气化反应在不同温度下平衡常数的对数值（lgK）如表：

气化反应

lgK

700K

900K

1200K

C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g）　i

－2.64

－0.39

1.58

C（s）＋2H2O（g）CO2（g）＋2H2（g）　ii

－1.67

－0.03

1.44

升高温度时，反应i中H2的产率________（填“增大”“减小”或“不变”）。

在900K时，反应CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）的平衡常数的对数值（lgK）为__________。

（3）为了减少燃煤污染，可将煤燃烧产生的SO2制成自发电池，其电池总反应为2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4，该电池的负极反应式为____________________________________。

用这种方法处理含SO2废气的优点是______________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）新型氨法烟气脱硫技术采用氨吸收烟气中的SO2生成亚硫酸铵和亚硫酸氢铵。

亚硫酸铵又可用于燃煤烟道气脱氮，将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氮肥，形成共生系统。

写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式：

_______________________________________。

（5）用K2CO3溶液可吸收燃煤反应中生成的CO2，常温下pH＝10的K2CO3溶液中由水电离的OH－的物质的量浓度为______________。

常温下，0.1mol·L－1KHCO3溶液的pH>8，则溶液中c（H2CO3）________c（CO

）（填“>”“＝”或“<”）。

解析：

（1）根据盖斯定律，由（②×2＋③＋④）/2可得①，则2ΔH1＝2ΔH2＋ΔH3＋ΔH4。

（2）依题表中数据可知，温度升高时，反应i的lgK增大，平衡正向移动，反应i中H2的产率增大。

根据盖斯定律，由反应ii－反应i得CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），900K时，此反应的平衡常数K＝

＝100.36，则lgK＝0.36。

（3）2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4，在此反应中，SO2被氧化生成H2SO4，通入SO2的一极是负极，负极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－===SO

＋4H＋。

（4）NO2与（NH4）2SO3反应时，NO2是氧化剂，还原产物是N2；（NH4）2SO3是还原剂，氧化产物是（NH4）2SO4。

（5）常温下pH＝10的K2CO3溶液中，c（H＋）＝1×10－10mol·L－1，c（OH－）＝1×10－4mol·L－1，K2CO3溶液中的OH－就是由水电离产生的。

KHCO3溶液显碱性，说明HCO

的水解能力大于其电离能力，故c（H2CO3）>c（CO

）。

答案：

（1）2ΔH1＝2ΔH2＋ΔH3＋ΔH4

（2）增大　0.36

（3）SO2＋2H2O－2e－===SO

＋4H＋　减少环境污染，获得副产品H2SO4，获得电能

（4）4（NH4）2SO3＋2NO2===4（NH4）2SO4＋N2

（5）1×10－4mol·L－1　>

2．“绿水青山就是金山银山”。

近年来，绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。

汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。

请回答下列问题：

（1）已知：

N2（g）＋O2（g）===2NO（g）　ΔH1＝＋180.5kJ·mol－1

C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH2＝－393.5kJ·mol－1

2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH3＝－221kJ·mol－1

若某反应的平衡常数表达式为K＝

，则此反应的热化学方程式为

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）N2O5在一定条件下可发生分解反应：

2N2O5（g）4NO2（g）＋O2（g），某温度下向恒容密闭容器中加入一定量N2O5，测得N2O5浓度随时间的变化如下表：

t/min

0

1

2

3

4

5

c（N2O5）/（mol·L－1）

1.00

0.71

0.50

0.35

0.25

0.17

①反应开始时体系压强为p0，第2min时体系压强为p1，则p1∶p0＝________。

2～5min内用NO2表示的该反应的平均反应速率为________________。

②一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量N2O5进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是______（填字母）。

a．NO2和O2的浓度比保持不变

b．容器中压强不再变化

c．2v正（NO2）＝v逆（N2O5）

d．气体的密度保持不变

（3）Kp是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数，即将K表达式中平衡浓度用平衡分压代替。

已知反应：

NO2（g）＋CO（g）NO（g）＋CO2（g），该反应中正反应速率v正＝k正·p（NO2）·p（CO），逆反应速率v逆＝k逆·p（NO）·p（CO2），其中k正、k逆为速率常数，则Kp＝________________（用k正、k逆表示）。

（4）如图是密闭反应器中按n（N2）∶n（H2）＝1∶3投料后，在200℃、400℃、600℃下，合成NH3反应达到平衡时，混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线，已知该反应为放热反应。

①曲线a对应的温度是________。

②M点对应的H2的转化率是________。

（5）工业生产中产生的SO2废气可用如图方法获得H2SO4。

写出电解的阳极反应式：

________________________________________________________________________。

解析：

（1）若某反应的平衡常数表达式为K＝

，则其化学方程式为2NO（g）＋2CO（g）===N2（g）＋2CO2（g），将题中3个已知热化学方程式依次编号为①②③，根据盖斯定律，由②×2－①－③，可得：

2NO（g）＋2CO（g）===N2（g）＋2CO2（g）　ΔH＝（－393.5kJ·mol－1）×2－（＋180.5kJ·mol－1）－（－221kJ·mol－1）＝－746.5kJ·mol－1。

（2）①根据题表中数据及三段式法有：

　　　　　　2N2O5（g）4NO2（g）＋O2（g）

开始/（mol·L－1）1.0000

转化/（mol·L－1）0.501.000.25

2min时/（mol·L－1）0.501.000.25

该反应在恒温恒容条件下发生，反应前后气体的压强之比等于物质的量之比，也等于物质的量浓度之比，所以p1∶p0＝（0.50＋1.00＋0.25）∶1.00＝7∶4。

2～5min内，v（N2O5）＝

＝0.11mol·L－1·min－1，v（NO2）＝2v（N2O5）＝0.22mol·L－1·min－1。

②反应过程中NO2和O2的浓度比始终保持不变，a项不能说明反应已经达到化学平衡状态；该反应在反应前后气体分子数不相等，反应过程中容器内压强为变量，容器内压强不再变化可以说明反应已经达到化学平衡状态，b项符合题意；v正（NO2）＝2v逆（N2O5）时，正、逆反应速率相等，而2v正（NO2）＝v逆（N2O5）时，正、逆反应速率不相等，c项不能说明反应已经达到化学平衡状态；反应物和生成物全为气体，气体总质量不变，而容器恒容，故反应过程中气体密度始终不变，d项不能说明反应已经达到化学平衡状态。

（3）Kp＝

，v正＝k正·p（NO2）·p（CO），v逆＝k逆·p（NO）·p（CO2），平衡时正、逆反应速率相等，即k正·p（NO2）·p（CO）＝k逆·p（NO）·p（CO2），则

＝

，故Kp＝

。

（4）①合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NH3的产率降低，NH3的物质的量分数减小，曲线a、b、c中，在相同条件下曲线a对应NH3的物质的量分数最高，其反应温度最低，所以曲线a对应的温度为200℃。

②M点NH3的物质的量分数为60%，设NH3为0.6amol，则N2、H2共为0.4amol，因为反应器中按n（N2）∶n（H2）＝1∶3投料，故M点时H2为0.3amol，结合N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）可知，转化的H2的物质的量为0.9amol，所以M点对应H2的转化率为

×100%＝75%。

（5）由题图可知，在电解池的阳极发生Mn2＋转化为MnO2的反应，电极反应式为Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2↓＋4H＋。

答案：

（1）2NO（g）＋2CO（g）===N2（g）＋2CO2（g）　ΔH＝－746.5kJ·mol－1　

（2）①7∶4　0.22mol·L－1·min－1　②b

（3）

（4）①200℃　②75%

（5）Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2↓＋4H＋

3．（20xx·天津检测）对温室气体二氧化碳的研究一直是科技界关注的重点。

Ⅰ.在催化剂存在下用H2还原CO2是解决温室效应的重要手段之一，相关反应如下：

主反应：

CO2（g）＋4H2（g）===CH4（g）＋2H2O（g）　ΔH1

副反应：

CO2（g）＋H2（g）===CO（g）＋H2O（g）　ΔH2＝＋41.2kJ·mol－1

已知H2和CH4的燃烧热分别为－285.5kJ·mol－1和－890.0kJ·mol－1

H2O（l）===H2O（g）　ΔH＝＋44kJ·mol－1

（1）ΔH1＝________kJ·mol－1。

（2）有利于提高CH4平衡产率的反应条件是____________________________________

______________________________________________________________（至少写两条）。

工业上提高甲烷反应选择性的关键因素是__________。

（3）T℃时，若在体积恒为2L的密闭容器中同时发生上述反应，将物质的量之和为5mol的H2和CO2以不同的投料比进行反应，结果如图1所示。

若a、b表示反应物的转化率，则表示H2转化率的是________，c、d分别表示CH4（g）和CO（g）的体积分数，由图可知

＝________时，甲烷产率最高。

若该条件下CO的产率趋于0，则T℃时①的平衡常数K＝________。

Ⅱ.溶于海水的CO295%以HCO

形式存在。

在海洋中，通过如图2钙化作用实现碳自净。

（4）写出钙化作用的离子方程式：

_____________________________________________

________________________________________________________________________。

（5）如图3，电解完成后，a室的pH________（填“变大”“变小”或“几乎不变”）；其间b室发生反应的离子方程式为________________________________________________。

解析：

Ⅰ.

（1）根据已知有②CO2（g）＋H2（g）===CO（g）＋H2O（g）　ΔH2＝＋41.2kJ·mol－1

③2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH3＝－571.0kJ·mol－1

④CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH4＝－890.0kJ·mol－1

⑤H2O（l）===H2O（g）　ΔH5＝＋44kJ·mol－1

根据盖斯定律，由③×2－④＋⑤×2可得CO2（g）＋4H2（g）===CH4（g）＋2H2O（g）　ΔH1＝2ΔH3－ΔH4＋2ΔH5＝－164.0kJ·mol－1。

（2）反应CO2（g）＋4H2（g）===CH4（g）＋2H2O（g）是正方向为气体体积减小的放热反应，降低温度和增大压强都有利于反应正向移动，提高CH4平衡产率；工业上提高甲烷反应选择性的关键因素是催化剂。

（3）随着

比值的增大，氢气的转化率降低，则表示H2转化率的是b。

随着

比值的增大，氢气的量增多，一氧化碳的量减少，甲烷的量增加，故c为CH4（g）的体积分数，由图可知

＝4时，甲烷的产率最高。

若该条件下CO的产率趋于0，

＝4，由于H2、CO2的物质的量之和为5mol，则H2和CO2分别为4mol和1mol，平衡转化率为0.80，则利用三段式法：

　　　　CO2（g）＋4H2（g）===CH4（g）＋2H2O（g）

开始时浓度

/（mol·L－1）0.5200

改变的浓度

/（mol·L－1）0.41.60.40.8

平衡时浓度

/（mol·L－1）0.10.40.40.8

K＝

＝100。

Ⅱ.（4）根据图中信息可知，钙化作用是碳酸氢钙转化为碳酸钙、二氧化碳和水，其反应的离子方程式为2HCO

＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。

（5）电解完成后，a室中水放电产生氧气，而氢离子进入b室，pH几乎不变；其间b室发生反应的离子方程式为H＋＋HCO

===CO2↑＋H2O。

答案：

Ⅰ.

（1）－164.0　

（2）降低温度，增大压强（答案合理即可）　催化剂　（3）b　4　100

Ⅱ.（4）2HCO

＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O　（5）几乎不变　H＋＋HCO

===CO2↑＋H2O

4．甲醇既是重要的化工原料，又是一种可再生能源，具有广泛地开发和应用前景。

（1）已知反应CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　ΔH＝－99kJ·mol－1中的相关化学键键能如下：

化学键

H—H

C—O

C≡O

H—O

C—H

E/（kJ·mol－1）

436

343

x

465

413

则x＝________。

（2）在一容积可变的密闭容器中，1molCO与2molH2发生反应：

CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　ΔH<0，CO在不同温度下的平衡转化率（α）与压强的关系如图所示。

①a、b两点的反应速率：

v（a）________（填“>”“<”或“＝”）v（b）。

②T1________（填“>”“<”或“＝”）T2，原因是__________________________________

________________________________________________________________________。

③在c点条件下，下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的是________（填字母）。

A．H2的消耗速率是CH3OH的生成速率的2倍

B．CH3OH的体积分数不再改变

C．混合气体的密度不再改变

D．CO和CH3OH的物质的量之和保持不变

④计算图中a点的平衡常数Kp＝__________________（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）。

（3）利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）合成甲醇，发生的主要反应如下：

Ⅰ.CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　ΔH1

Ⅱ.CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）　ΔH2

Ⅲ.CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH3

上述反应对应的平衡常数分别为K1、K2、K3，它们随温度变化的曲线如图所示。

则ΔH1________（填“>”“<”或“＝”）ΔH3，理由是_____________________________

________________________________________________________________________。

解析：

（1）根据反应CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　ΔH＝－99kJ·mol－1及表中数据可知，反应断键吸收的能量为（x＋2×436）kJ，成键放出的能量为（3×413＋465＋343）kJ＝2047kJ，反应放出99kJ的热量，则2047－（x＋2×436）＝99，x＝1076。

（2）①a、b两点处在同一条等温线上，a点的压强小于b点的压强，由于增大压强，化学反应速率增大，则反应速率v（a）

③H2的消耗速率在任何时候都是CH3OH的生成速率的2倍，不能说明反应达到平衡状态，A项错误；CH3OH的体积分数不再改变，说明正、逆反应速率相等，能说明反应达到平衡状态，B项正确；该装置的容积可变，混合气体的总质量不变，则混合气体的密度是一变量，当混合气体的密度不再改变时，能说明反应达到平衡状态，C项正确；CO和CH3OH的物质的量之和保持不变，不能说明反应达到平衡状态，D项错误。

④根据图中a点时CO的转化率是0.5，则有

　　　CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）

起始/mol　　1　　　　2　　　　0

变化/mol　　0.5　　　1　　　　0.5

平衡/mol　　0.5　　　1　　　　0.5

CO、H2、CH3OH的物质的量分数分别为0.25、0.5、0.25，平衡分压分别为0.25×0.5×104kPa、0.5×0.5×104kPa、0.25×0.5×104kPa，所以a点的平衡常数Kp＝

＝1.6×10－7。

答案：

（1）1076　

（2）①<　②<　CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO的平衡转化率减小，故T10，根据盖斯定律可得ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，所以ΔH1<ΔH3