通用版高考化学二轮复习题型特训15第10题化学反应原理综合题A.docx

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通用版高考化学二轮复习题型特训15第10题化学反应原理综合题A

题型特训15　第10题　化学反应原理综合题A

1.（2019河南六市高三第一次联考）工业上利用N2和H2可以实现合成氨气,而氨又可以进一步制备硝酸,在工业上一般可进行连续生产。

请回答下列有关问题:

（1）已知N2（g）+O2（g）2NO（g）

ΔH=+180.5kJ·mol-1

N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

ΔH=-92.4kJ.mol-1

2H2（g）+O2（g）2H2O（g）

ΔH=-483.6kJ·mol-1

写出氨气经催化氧化完全生成一氧化氮和水蒸气的热化学方程式为 　。

（2）在一定体积的密闭容器中,进行化学反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g）,该反应的化学平衡常数K与温度t的关系如下表:

t/K

298

398

498

K

4.1×106

K1

K2

①比较K1、K2的大小:

K1　　　　K2（填“>”“=”或“<”）; 

②在恒温恒压下判断该反应达到化学平衡状态的依据是　　　　（填序号）; 

A.2v正（H2）=3v逆（NH3）

B.2v正（N2）=v逆（H2）

C.容器内压强保持不变

D.混合气体的密度保持不变

（3）硝酸工业的尾气NO可用于制备NH4NO3,其工作原理如图。

①其阴极的电极反应式为　　　　　　　　。

②常温下,1LpH=6的NH4NO3溶液中c（NH3·H2O）+c（OH-）=　　　　mol·L-1。

（4）工业上生产尿素的化学方程式为2NH3（g）+CO2（g）CO（NH2）2（s）+H2O（l）。

在T℃时,向体积为4L的密闭容器中通入6molNH3和3molCO2,反应达到平衡时,c（NH3）=0.5mol·L-1,c（CO2）=0.25mol·L-1。

若此时保持T℃和平衡时容器的压强不变,再向体积可变的容器中充入3molNH3,则此时反应的v正　　　　　（填“>”“<”或“=”）v逆。

再次平衡后,平衡常数为　　　　　。

（5）已知Ksp（AgCl）=1.8×10-10,若向50mL0.09mol·L-1的AgNO3溶液中加入50mL0.10mol·L-1的盐酸,混合后溶液中的Ag+的浓度为　　　　mol·L-1。

2.（2019山东青岛二中高三期末）C、S和Cl元素的单质及化合物在工业生产中的有效利用备受关注。

请回答下列问题:

（1）已知:

Ⅰ.2SO2（g）+O2（g）+2H2O（l）2H2SO4（aq）　ΔH1

Ⅱ.Cl2（g）+H2O（l）HCl（aq）+HClO（aq）　ΔH2

Ⅲ.2HClO（aq）2HCl（aq）+O2（g）　ΔH3

SO2（g）+Cl2（g）+2H2O（l）2HCl（aq）+H2SO4（aq）

ΔH4=　　　　　（用含有ΔH1、ΔH2和ΔH3的代数式表示）。

（2）25℃时,H2SO3溶液中各含硫微粒的物质的量分数（δ）与溶液pH的变化关系如图甲所示。

甲

乙

已知25℃时,NaHSO3的水溶液pH<7,用图中的数据通过计算解释原因 　。

（3）NaClO2是一种绿色消毒剂和漂白剂,工业上采用电解法制备NaClO2的原理如图乙所示。

①交换膜应选用　　　　　　　　　　（填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”）。

②阳极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）一定温度下,向2L恒容密闭容器中通入2molCO和1molSO2,发生反应2CO（g）+SO2（g）S（l）+2CO2（g）　ΔH=-270kJ·mol-1,若反应进行到20min时达平衡,测得CO2的体积分数为0.5,则前20min的反应速率v（CO）=　　　　　　,该温度下反应化学平衡常数K=　　　　　　　　。

（5）在不同条件下,向2L恒容密闭容器中通入2molCO和1molSO2,反应体系总压强随时间的变化如图所示:

①图中三组实验从反应开始至达到平衡时,v（CO）最大的为　　　　　　　　（填序号）。

②与实验a相比,c组改变的实验条件可能是　　　　　　　　　　　　　。

3.（2019湖南湖北八市十二校高三调研联考）二甲醚又称甲醚,简称DME,熔点-141.5℃,沸点-24.9℃,与石油液化气（LPG）相似,被誉为“21世纪的清洁燃料”。

由合成气（CO、H2）制备二甲醚的反应原理如下:

①CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）

ΔH1=-90.0kJ·mol-1

②2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）

ΔH2=-20.0kJ·mol-1

回答下列问题。

（1）已知H2O（l）H2O（g）　ΔH=+44.0kJ·mol-1,若由合成气（CO、H2）制备1molCH3OCH3（g）,且生成H2O（l）,其热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。

（2）有人模拟该制备原理。

500K时,在2L的密闭容器中充入2molCO和6molH2,5min后达到平衡,平衡时测得c（H2）=1.8mol·L-1、c（CH3OCH3）=0.2mol·L-1,此时CO的转化率为　　　　　　　。

用CH3OH表示反应①的速率是　　　　　　　　　mol·（L·min）-1,可逆反应②的平衡常数K2=　　　　　　。

（3）在体积一定的密闭容器中发生反应②,如果该反应的平衡常数K2值变小,下列说法正确的是　　　　。

A.平衡向正反应方向移动

B.平衡移动的原因是升高了温度

C.达到新平衡后体系的压强不变

D.容器中CH3OCH3的体积分数减小

（4）一定条件下在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入CO（g）和H2（g）进行反应①,平衡时CO（g）和H2（g）的转化率如图所示,则a=　　　　（填数值）。

（5）绿色电源“二甲醚燃料电池”的结构如图所示,电解质为熔融态的碳酸盐（如熔融K2CO3）,其中CO2会参与电极反应。

工作时正极的电极反应式为　　　　　　　　　　。

4.（2019成都外国语学校高三“一诊”模拟）丙烯是重要的有机化工原料,丙烷脱氢制丙烯具有显著的经济价值和社会意义。

反应原理如下为C3H8（g）C3H6（g）+H2（g）　ΔH1。

（1）一定温度下,向10L恒容密闭容器中充入2molC3H8发生反应,经过10min达到平衡状态,测得平衡时气体压强是开始的1.75倍。

①0~10min内丙烯的生成速率v（C3H6）=　　　　　　,C3H8的平衡转化率为　　　　　　　。

②下列情况能说明该反应达到平衡状态的是　。

A.气体密度保持不变

B.[c（C3H6）·c（H2）]/c（C3H8）保持不变

C.ΔH1保持不变

D.C3H8分解速率与C3H6消耗速率相等

（2）总压强分别为p1和p2时,上述反应在不同温度下达到平衡,测得丙烷及丙烯的物质的量分数如下图所示:

①压强:

p1　　　　　（填“>”或“<”）p2。

②为了提高反应速率和反应物的转化率,可采取的措施是　。

③若p1=0.1MPa,起始时充入一定量的丙烷发生反应,计算Q点对应温度下该反应的平衡常数Kp=　　　　　（用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数）。

④在0.1MPa、527℃条件下,向恒容密闭容器中通入丙烷和稀有气体,发生丙烷脱氢反应,随着

的增加,丙烷脱氢转化率逐渐增大。

试解释原因 　。

（3）在实际生产中,还可能存在如下副反应:

C3H8（g）C2H4（g）+CH4（g）

ΔH2=+81.7kJ·mol-1

C2H4（g）+H2（g）C2H6（g）　ΔH3

C3H8（g）+H2（g）CH4（g）+C2H6（g）

ΔH4=-54.8kJ·mol-1

则ΔH3=　　　　　。

参考答案

题型特训15　第10题　化学反应原理综合题A

1.答案

（1）4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g）　ΔH=-905.0kJ·mol-1

（2）①>　②AD

（3）①NO+5e-+6H+N

+H2O　②10-6

（4）<　16

（5）3.6×10-8

解析

（1）①N2（g）+O2（g）2NO（g）　ΔH=+180.5kJ·mol-1,②N2（g）+3H2（g）2NH3（g）　ΔH=-92.4kJ·mol-1,③2H2（g）+O2（g）2H2O（g）　ΔH=-483.6kJ·mol-1。

根据盖斯定律①×2-②×2+③×3得4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g）　ΔH=-905.0kJ·mol-1。

（2）①N2（g）+3H2（g）2NH3（g）　ΔH=-92.4kJ·mol-1,正反应放热,升高温度平衡逆向移动,K减小,所以K1>K2。

②2v正（H2）=3v逆（NH3）,正、逆反应速率比等于计量数比,一定达到平衡状态,A正确;2v正（N2）=v逆（H2）,正、逆反应速率比不等于计量数比,没有达到平衡状态,B错误;N2（g）+3H2（g）2NH3（g）在恒温恒压下反应,压强是恒量,容器内压强保持不变,不一定达到平衡状态,C错误;根据ρ=

在恒温恒压下反应,气体总质量不变、容器体积变小,所以密度是变量,混合气体的密度保持不变说明反应达到平衡,D正确。

（3）①阴极发生还原反应,根据示意图,NO在阴极得电子发生还原反应生成N

所以阴极电极反应式为NO+5e-+6H+N

+H2O。

②pH=6的NH4NO3溶液中,c（H+）=10-6mol·L-1,根据质子守恒可知,NH4NO3溶液中c（NH3·H2O）+c（OH-）=c（H+）=10-6mol·L-1。

（4）平衡常数K=

=16。

同温同压下,体积比等于物质的量比,设T℃和平衡时容器的压强不变,再向体积可变的容器中充入3molNH3,容器体积为V,

=

V=8L,此时Q=

>16,即Q>K,反应逆向进行,即v正

（5）向50mL0.09mol·L-1的AgNO3溶液中加入50mL0.10mol·L-1的盐酸生成氯化银沉淀,盐酸有剩余,剩余c（Cl-）=（0.05L×0.10mol·L-1-0.05L×0.09mol·L-1）÷0.1L=0.005mol·L-1。

Ksp（AgCl）=c（Cl-）·c（Ag+）=1.8×10-10,c（Ag+）=[（1.8×10-10）÷0.005]mol·L-1=3.6×10-8mol·L-1。

2.答案

（1）（ΔH1+2ΔH2+ΔH3）/2

（2）由图中数据可以计算出Ka2（H2SO3）=10-7.2,Ka1（H2SO3）=10-1.9,所以HS

的水解常数是10-12.1,HS

电离程度大于水解程度,溶液显酸性

（3）①阳离子交换膜　②2Cl--2e-Cl2↑

（4）0.03mol·（L·min）-1　11.25

（5）①b　②升高温度

解析

（1）利用盖斯定律可得ΔH4=（ΔH1+2ΔH2+ΔH3）/2。

（2）根据图像pH=1.9的交点计算电离常数Ka1（H2SO3）=

=10-1.9,HS

的水解常数Kh=

=10-12.1,根据pH=7.2的交点计算Ka2=

=10-7.2,由于HS

的水解常数Kh小于其电离常数Ka2,所以亚硫酸氢根离子电离程度大于水解程度,则NaHSO3的水溶液pH<7。

（3）仔细分析图像中的反应物和产物,可以看出左侧由ClO2制备NaClO2,需要Na+从右侧移到左侧,所以判定为阳离子交换膜,根据Na+的移动方向可知左侧为阴极,右侧为阳极,阳极电极反应式2Cl--2e-Cl2↑。

（4）　　2CO（g）+SO2（g）S（l）+2CO2（g）　ΔH=-270kJ·mol-1

c（初）10.50

Δcx

x

c（平）1-x0.5（1-x）x

根据题意可知0.5=

计算得出x=0.6

v（CO）=

=0.03mol·（L·min）-1,K=

=11.25。

（5）①根据斜率可以看出b曲线单位时间内变化最快,所以图中三组实验从反应开始至达到平衡时,v（CO）最大的为b。

②由于反应物的量和容器容积都相同,c组比a组的压强大,则应是升高了温度。

所以与实验a相比,c组改变的实验条件可能是升高温度。

3.答案

（1）2CO（g）+4H2（g）CH3OCH3（g）+H2O（l）　ΔH2=-244.0kJ·mol-1

（2）60%　0.12　1

（3）BD　（4）2

（5）2CO2+O2+4e-2C

解析

（1）给H2O（l）H2O（g）　ΔH=+44.0kJ·mol-1编号为③,根据盖斯定律,①×2+②-③得2CO（g）+4H2（g）CH3OCH3（g）+H2O（l）　ΔH2=-244.0kJ·mol-1。

（2）由已知,CO和H2按照物质的量之比1∶2反应,H2反应了6mol-1.8mol·L-1×2L=2.4mol,所以CO反应了1.2mol,此时CO的转化率为

×100%=60%。

根据反应①,生成1.2molCH3OH,用CH3OH表示反应①的速率是1.2mol÷2L÷5min=0.12mol·（L·min）-1。

由c（CH3OCH3）=0.2mol·L-1,可得反应②H2O（g）的平衡浓度为0.2mol·L-1,反应②CH3OH（g）的平衡浓度为1.2mol÷2L-2×0.2mol·L-1=0.2mol·L-1,所以可逆反应②的平衡常数K2=

=1。

（3）化学平衡常数只受温度影响,反应②正向为放热反应,升高温度K2值变小,平衡逆向移动,CH3OCH3（g）生成率降低,容器中CH3OCH3的体积分数减小,容器中气体总物质的量不变,容器容积固定,T增大,则p增大,故BD正确。

（4）反应物按化学计量数之比投料,则平衡转化率相同,图中交点纵坐标表示H2和CO转化率相等,横坐标a表示H2（g）和CO（g）的投料比,所以a=2。

（5）正极上是氧气得电子发生还原反应,由已知熔融K2CO3作电解质,CO2参与反应,故正电极反应式为2CO2+O2+4e-2C

。

4.答案

（1）①0.015mol·（L·min）-1　75%　②BD

（2）①>　②升高温度　③0.0125MPa　④该反应是气体分子数增加的反应,随着稀有气体比例的增加,总压强一定,降低了反应体系各气体的分压,相当于减压,从而促进反应向正反应方向进行,提高了丙烷脱氢的转化率

（3）-136.5kJ·mol-1

解析

（1）根据方程式可知:

　　　　　C3H8（g）C3H6（g）+H2（g）

起始量/mol200

变化量/molxxx

平衡量/mol2-xxx

根据阿伏加德罗定律,等温等容条件下,气体压强之比等于物质的量之比,则

=1.75,解得x=1.5。

①0~10min内丙烯的生成速率v（C3H6）=

=0.015mol·（L·min）-1,C3H8的平衡转化率为

×100%=75%。

②气体总质量和容器容积不变,所以气体密度始终保持不变,故其密度保持不变不能说明达到平衡状态,A错误;[c（C3H6）·c（H2）]/c（C3H8）是化学平衡常数表达式,若保持不变,则说明达到平衡状态,B正确;该反应的焓变是常量,焓变保持不变不能说明达到平衡状态,C错误;C3H8分解速率与C3H6消耗速率相等表示正逆反应速率相等,则说明达到平衡状态,D正确。

（2）①由图可知,温度一定时,p1时丙烷的物质的量分数大于p2时,由方程式可知,压强越大,平衡逆向移动,丙烷的物质的量分数越大,所以压强p1>p2。

②由图可知,随着温度升高,丙烷的物质的量分数降低,说明升高温度平衡向正反应方向进行,反应速率和反应物的转化率都增大。

③假设起始时丙烷的物质的量为1mol,根据方程式可知:

　　　　　C3H8（g）C3H6（g）+H2（g）

起始量/mol100

变化量/molyyy

平衡量/mol1-yyy

Q点时丙烷的物质的量分数为50%,则1-y=0.5（1+y）,解得y=

则C3H8（g）、C3H6（g）、H2（g）平衡时的物质的量分数分别为:

则Q点对应温度下该反应的平衡常数Kp=

=0.0125MPa。

④由反应方程式C3H8（g）C3H6（g）+H2（g）可知,该反应是气体分子数增加的反应,随着稀有气体比例的增加,总压强一定,降低了反应体系各气体的分压,相当于减压,从而促进反应向正反应方向进行,提高了丙烷脱氢的转化率。

（3）将已知反应编号:

②C3H8（g）C2H4（g）+CH4（g）　ΔH2=+81.7kJ·mol-1

③C2H4（g）+H2（g）C2H6（g）　ΔH3

④C3H8（g）+H2（g）CH4（g）+C2H6（g）　ΔH4=-54.8kJ·mol-1

根据盖斯定律,由④-②可得反应③,则ΔH3=ΔH4-ΔH2=-54.8kJ·mol-1-81.7kJ·mol-1=-136.5kJ·mol-1。