届高考二轮化学查漏补缺之化学反应原理题型专练三 Word版含答案.docx
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届高考二轮化学查漏补缺之化学反应原理题型专练三Word版含答案
2020届高考查漏补缺之化学反应原理题型专练(三)
1、NO、NO2是大气污染物,但只要合理利用也是重要的资源。
(1)亚硝酰氯(ClNO)是合成有机物的中间体。
将一定量的NO与Cl2充入-密闭容器中,发生反应:
2NO(g)+Cl2(g)
2ClNO(g)ΔH<0。
平衡后,改变外界条件X,实验测得NO的转化率a(NO)随X的变化如图1所示,则条件X可能是_________(填字母)。
a.温度b.压强c.
d.与催化剂的接触面积
(2)在密闭容器中充入4molCO和5molNO,发生反应2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)ΔH1=-746.5kJ·mol-1,图2为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系曲线图。
①温度:
T1_______(填“<”或“>”)T2。
②若反应在D点达到平衡,此时对反应进行升温且同时扩大容器体积使平衡压强减小,重新达到平衡,则D点应向图中A~G点中的______点移动。
③某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。
将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中NO含量,从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率),结果如图3所示。
温度低于200℃时,图3中曲线I脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为________;a点______(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率,说明其理由:
__________________。
(3)以连二硫酸根(
)为媒介,使用间接电化学法处理燃煤烟气中的NO,装置如图4所示:
①阴极区的电极反应式为。
②NO被吸收转化后的主要产物为
,若通电时电路中转移了0.3mole-,则此通电过程中理论上被吸收的NO在标准状况下的体积为______mL。
2、以煤为原料可合成一系列燃料。
(1)已知:
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ/mol
②CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)ΔH=+49.0kJ/mol
请写出甲醇燃烧生成H2O(g)的热化学方程式_________;
(2)向1L密闭容器中加入2molCO、4molH2,在适当的催化剂作用下,发生反应:
2CO(g)+4H2(g)
CH3OCH3(l)+H2O(l)ΔH=+71kJ/mol
①该反应能否_________自发进行(填“能”、“不能”或“无法判断”)
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是_________.
a.混合气体的平均相对分子质量保持不变
b.CO和H2的转化率相等
c.CO和H2的体积分数保持不变
d.混合气体的密度保持不变
e.1molCO生成的同时有1molO-H键断裂
(3)CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0在一定条件下,某反应过程中部分数据如下表:
反应条件
反应时间
CO2(mol)
H2(mol)
CH3OH(mol)
H2O(mol)
恒温恒容
(T1℃、2L)
0min
2
6
0
0
10min
4.5
20min
1
30min
1
①0~10min内,用H2O(g)表示的化学反应速率v(H2O)=_________mol/(L·min)
②达到平衡时,该反应的平衡常数K=_________(用分数表示),平衡时H2的 转化率是_________。
③在其它条件不变的情况下,若30min时改变温度为T2℃,此时H2的物质的量为3.2mol,则T1_________T2(填“>”、“<”或“=”),理由是_________。
在其他条件不变的情况下,若30min时向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g),则平衡_________移动(填“正向”、“逆向”或“不”).
(4)用甲醚(CH3OCH3)作为燃料电池的原料,请写出在碱性介质中电池负极反应式__________________.
3、氮的化合物应用广泛,但氮氧化物是重要的空气污染物,应降低其排放。
(1)用CO2和NH3可合成氮肥尿素[CO(NH2)2]
已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)ΔH=-151.5kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH=+120.5kJ·mol-1
③H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44kJ·mol-1
用CO2和NH3合成尿素(副产物是液态水)的热化学方程式为__________________
(2)工业上常用如下反应消除氮氧化物的污染:
CH4(g)+2NO2(g)
N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH,在温度为T1和T2时,分别将0.40molCH4和0.9molNO2充入体积为1L的密闭容器中,n(CH4)随反应时间的变化如图所示:
①根据图判断该反应的ΔH______0(填“>”、“<”或“=”)。
②温度为T1时,0~10min内NO2的平均反应速率v(NO2)=__________,反应的平衡常数K=__________。
③该反应达到平衡后,为在提高反应速率同时提高NO2的转化率,可采取的措施有______(填标号)。
A.改用高效催化剂B.增加CH4的浓度C.缩小容器的体积D.升高温度
(3)利用原电池反应可实现NO2的无害化,总反应为6NO2+8NH3=7N2+12H2O,电解质溶液为HCl溶液,工作一段时间后,负极的电极反应式为________________。
(4)氮的一种氢化物HN3,其水溶液酸性与醋酸相似,则NaN3溶液中各离子浓度由大到小的顺序为________________;常温下,将amol/L的Ba(OH)2与bmol/L的HN3溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(
),则该溶液中c(HN3)=_________mol/L。
4、砸及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用,掺杂硒的纳米氧化亚铜常用作光敏材料、电解锰行业催化剂等。
(1)酸性溶液中Na2SO3将H2SeO3和H2SeO4还原为硒质的反应如下:
H2SeO3(aq)+2SO2(g)+H2O(l)=Se(s)+2H2SO4(aq)
2H2SeO4(aq)+Se(s)+H2O
(1)=3H2SeO3
2H2SeO4(aq)+2SO2(g)+2H2O(l)=Se(s)+3H2SO4(aq)
实验中控制其他条件不变(盐酸浓度等),
与砸还原率关系如图1。
在A点之前,随着
的增加,Se的还原率不断升高的原因是
(2)向Na2SeO3溶液中加入适量的AgNO3溶液.再加入水合肼(N2H4•H2O),在120°C反应,得到Ag2Se纳米晶体,同时产生N2。
该反应的离子方程式为。
(3)制PbSe纳米管时还产生了副产物PbSeO3。
己知:
Ksp(PbSeO3)=3×1012,Ksp(PbSe)=3×10-38。
为了除去PbSe中混有的PbSeO3,可以采取的措施是
(4)实验室测得碱性条件下PbSe纳米管在电极表面的氧化还原行为,结果如图2所示。
其中一条曲线上的峰表示氧化过程,另一条曲线上的峰表示还原过程。
整个过程共发生如下变化:
Pb(OH)2—PbO2;Pb(OH)2—Pb;PbSe—Se;PbO2—Pb(OH)2,各物质均难溶于水。
峰1对应的电极反应式为:
PbSe-2e-+2OH-=Pb(OH)2+Se;则峰2对应的电极反应式为。
(5)掺杂硒的纳米Cu2O催化剂可用于工业七合成甲醇:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
=akJ/mol。
按n(H2):
n(CO)=l:
1的投料比将H2与CO充入VL的恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测得CO的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。
①压强P1、P2、P3由小到大的顺序是。
②T1
时若向该容器中充入2.0mol比和2.0molCO发生上述反应,5min后反应达到平衡(M点),则M点对应条件下反应的平衡常数为。
(6)将CuCl水解再热分解可得到纳米Cu2O。
CuCl水解的反应为CuC1(S)+H2O
(1)
CuOH(S)+Cl-(aq)+H+(aq),该反应的平衡常数K与此温度下Kw、Ksp(CuOH)、Ksp(CuCl)的关系为K=。
5、
和CO可作为工业合成甲醇(CH3OH)的直接碳源,还可利用
据电化学原理制备塑料,既减少工业生产对乙烯的依赖,又达到减少
排放的目的。
(1)利用
和
反应合成甲醇的原理为:
CO2(g)+3H2(g)—=CH3OH(g)+H2O(g)。
上述反应常用CuO和ZnO的混合物作催化剂。
相同的温度和时间段内,催化剂中CuO的质量分数对
的转化率和CH3OH的产率影响的实验数据如下表所示:
ω(CuO)/%
10
20
30
40
50
60
70
80
90
CH3OH的产率
25%
30%
35%
45%
50%
65%
55%
53%
50%
的转化率
10%
13%
15%
20%
35%
45%
40%
35%
30%
由表可知,CuO的质量分数为催化效果最佳。
(2)利用CO和
在一定条件下可合成甲醇,发生如下反应:
,其两种反应过程中能量的变化曲线如图a、b所示,下列说法正确的是()
A.上述反应的
B.a反应正反应的活化能为
C.过程中第I阶段为吸热反应,第Ⅱ阶段为放热反应
D.b过程使用催化剂后降低了反应的活化能和
E.b过程的反应速率:
第Ⅱ阶段>第I阶段
(3)①在1L的恒容密闭容器中按物质的量之比1:
2充入CO和
,测得平衡混合物中
的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图1所示,则压强P2P1(填“>”“<”或“=”);平衡由A点移至C点、D点移至B点,分别可采取的具体措施为_、;在c点时,CO的转化率为。
②甲和乙两个恒容密闭容器的体积相同,向甲中加入1molCO和2mol
,向乙中加入2molCO和4mol
,测得不同温度下CO的平衡转化率如图2所示,则L、M两点容器内压强:
P(M)2P(L);平衡常数:
K(M)K(L)。
(填“>”“<”或“=”)
(4)以纳米二氧化钛膜为工作电极,稀硫酸为电解质溶定条件下通入
进行电解,在阴极可制得低密度聚乙烯
(简称LDPE)。
①电解时,阴极的电极反应式是。
②工业上生产
kg的LDPE,理论上需要标准状况下L的
。
答案以及解析
1答案及解析:
答案:
(1)ac
(2)>;A;温度较低时,催化剂的活性偏低;不是;
催化剂不会改变转化率且该反应为放热反应,因此根据曲线Ⅱ可知,a点对应温度的平均脱氮率更高
(3)
;1344
2答案及解析:
答案:
(1)CH3OH(g)+
O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=﹣676.4kJ/mol或2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH=﹣1352.8kJ/mol
(2)不能;d
(3)0.025;4/27;50%;<;该反应正反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动;不
(4)CH3OCH3-12e−+16OH−=2
+11H2O
解析:
(1)①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ/mol,②CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)ΔH=+49.0kJ/mol,根据盖斯定律,将①×3+②×2得:
2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH=(-483.6kJ/mol)×3+(+49.0kJ/mol)×2=﹣1352.8kJ/mol,
故答案为:
2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH=﹣1352.8kJ/mol;
(2)①2CO(g)+4H2(g)
CH3OCH3(l)+H2O(l)ΔH=+71kJ/mol,该反应的ΔH>0,△S<0,根据ΔG=ΔH-TΔS>0,反应不能自发进行,故答案为:
不能;②a.混合气体中CO和H2的组成一直不变,混合气体的平均相对分子质量始终保持不变,不能说明此反应达到平衡状态,错误;b.CO和H2的物质的量之比大于化学计量数之比,转化率始终相等,不能说明此反应达到平衡状态,错误;c.混合气体中CO和H2的组成一直不变,CO和H2的体积分数始终保持不变 ,不能说明此反应达到平衡状态,错误;d.容器的体积不变,混合气体的质量变化,当混合气体的密度保持不变时,能够说明此反应达到平衡状态,正确;e.1molCO生成的同时一定有1molO-H键断裂,不能说明此反应达到平衡状态,错误;故选d;
(3)①v(H2)=
=0.075mol/(L·min),速率之比等于化学计量数之比,v(H2O)=
v(H2)=0.025mol/(L·min),故答案为:
0.025;②20min时,转化的CO2为2mol-1mol=1mol,则生成的CH3OH为1mol,而30min时CH3OH为1mol,故20min时到达平衡,
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
开始(mol/L):
2600
转化(mol/L):
1311
平衡(mol/L):
1311
故平衡常数
,平衡时氢气的转化率=
×100%=50%,故答案为:
;50%;③在其它条件不变的情况下,若30min时改变温度为T2℃,此时H2的物质的量为3.2mol,说明平衡逆向一定,说明改变的条件是升高温度,则T1<T2,若30min时只向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g),此时浓度商
,则平衡不移动,故答案为:
<;该反应正反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动;不;
(4)用甲醚(CH3OCH3)作为燃料电池的原料,在碱性介质中电池负极上甲醚发生氧化反应生成碳酸根离子,反应式为CH3OCH3-12e−+16OH−
=2
+11H2O,故答案为CH3OCH3-12e−+16OH−=2
+11H2O。
3答案及解析:
答案:
(1)2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=-75kJ/mol
(2)①<
②0.02mol·L-1·min-1;3.6
③B
(3)2NH3-6e-=N2+6H+
(4)c(Na+)>c(
)>c(OH-)>c(H+);(0.5b-a)
解析:
4答案及解析:
答案:
(1)溶液中SO2的浓度增大(或产生的SO2对溶液有搅拌作用),加快了化学反应速率,从而使得Se的还原率不断升高
(2)4Ag++2
+3N2H4•H2O=2Ag2Se↓+3N2↑+9H2O
(3)将PbSe纳米管浸泡在Na2Se溶液中,然后用蒸馏水洗涤多次并干燥
(4)Pb(OH)2-2e-+2OH-=PbO2+2H2O
(5)P3 (6) 解析: (1)在A点之前,由于是酸性溶液,加入的Na2SO3和酸反应生成SO2将H2SeO和H2SeO4还原,故随着 的增加,即溶液中SO2的浓度增大,能增大反应速率,并对反应溶液起到搅拌作用,从而使得Se的还原率不断升高; (2)向Na2SeO3溶液中加入适量的AgNO3溶液,再加入水合肼(N2H4▪H2O),120 反应,得到Ag2Se纳米晶体,同时产生N2,反应是发生在 和N2H4•H2O之间的氧化还原反应, 被还原为Ag2Se固体,N2H4•H2O被氧化为N2,Ag+反应前后化合价不变,根据得失电子数守恒、质量守恒和电荷守恒可知离子方程式为4Ag++2 +N2H4•H2O=2Ag2Se↓+3N2↑+9H2O; (3)根据KSP可知,PhSe的溶解度小于PbSeO3,故可以通过PbSeO3和Na2Se的反应将PbSeO3转化为PbSe,从而达到除去PbSeO3,的目的,方法为将PbSe纳米管浸泡在Na2Se溶液中,然后用蒸馏水洗涤多次并干燥; (4)由于其中一条曲线上的峰表示氧化过程,另一条曲线上的峰表示还原过程,而峰1对应的电极反应式PhSe-2e-+2OH-=Pb(OH)2+Se为氧化反应,故曲线A上的反应均为氧化反应,即峰2所对应反应为Pb(OH)2→pbO2或PbSe→Se,而由于峰1的电极反应为PbSe-2e-+2OH-=Pb(OH)2+Se,生成了Pb(OH)2,故峰2的反应为Pb(OH)2→PbO2.由于环境为碱性的,故电极反应为Pb(OH)2-2e-+2OH-=PbO2+2H2O; (5)①由图可知,溫度一定时,CO的转化率 ,正反应是气体体积减小的反应,增大压强化学平衡向正反应进行,CO的转化率并高,故压强则压强P1、P2、P3由小到大的顺序是P3 ②若向该容器中充入2.0molH2和2.0molCO发生上述反应,5min后反应达到平衡(M点),CO转化率40%,消耗CO物质的量2mol×40%=0.8mol,结合化学三段式计算, CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) =akJ/mol 起始量(mol)220 变化量(mol)0.81.60.8 平衡量(mol)1.20.40.8 (6)CuCl水解的反应为CuCl(s)+H2O(l) CuOH(s)+Cl-(aq)+H+(aq),该反应的平衡常数 解析: 5答案及解析: 答案: (1)60% (2)ACE(3)①<保持压强为p2,将温度由250℃升高到300℃保持温度为300℃,将压强由p3增大到p175%②><⑷①2nCO2+12nH++12we-== +4nH2O② 第Ⅱ阶段为放热反应 解析: (1)由表可知,CuO的质量分数为60%催化效果最佳 (2)A.由图所示: ,故A正确B.由图所示: a反应正反应的活化能为 ,故B错误,C,由图所示: 第I阶段反应之后的产物能量高于起始产物的能量,所以第I阶为吸热反应,同时第I阶段反应之后的产物能量高于最终产物的能量,所以第II阶段为放热反应,故C正确;D.b过程使用催化剂后降低了反应的活化能,但 不变,故D错误;E.由图所示,b过程第Ⅱ阶段的活化能小于第I阶段,所以反应速率: 第Ⅱ阶段>第I阶段,故E正确; (3)①根据勒夏特列原理,增大压强平衡正方向移动,由图所示,300度时,C点的转化率小于B点故P2 ;②M点和L点CO的转化率相同,因为体积相同,且乙中气体是甲中气体的2倍,则相同温度时,P(M)=2P(L),M点的温度高,所以P(M)>2P(L);平衡常数只和温度有关,该反应为放热反应,温度越高反应进行的限度越小,平衡常数越小,所以K(M) (4)①电解时,阴极得电子,发生还原反应,电极反应式是①2nCO2+12nH++12we-== +4nH2O,②n(CO2)=l104mol,V(CO2)=22.4moll04mol=2.24105.
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