高考化学易错题专题训练化学反应原理综合考查练习题含答案1.docx

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高考化学易错题专题训练化学反应原理综合考查练习题含答案1

高考化学易错题专题训练-化学反应原理综合考查练习题含答案

（1）

一、化学反应原理综合考查

1．

（1）SO2的排放主要来自于煤的燃烧，工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2。

已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下：

①SO2（g）+NH3·H2O（aq）=NH4HSO3（aq）ΔH1=akJ/mol；

②NH3·H2O（aq）+NH4HSO3（aq）=（NH4）2SO3（ag）+H2O（l）ΔH2=bkJ/mol；

③2（NH4）2SO3（aq）+O2（g）=2（NH4）2SO4（aq）ΔH3=ckJ/mol。

则反应2SO2（g）+4NH3·H2O（aq）+O2（g）=2（NH4）2SO4（aq）+2H2O（l）的ΔH=____kJ/mol。

（2）SO2是形成酸雨的主要污染物，燃煤脱硫原理为2CaO（s）+2SO2（g）+O2（g）⇌2CaSO4（s）。

向10L恒温恒容密闭容器中加入3molCaO，并通入2molSO2和lmolO2发生上述反应，2min时达平衡，此时CaSO4为1.8mol。

0〜2min内，用SO2表示的该反应的速率v（SO2）=____，其他条件保持不变，若上述反应在恒压条件下进行，达到平衡时SO2的转化率____（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（3）NO的排放主要来自于汽车尾气，净化原理为：

2NO（g）+2CO（g）⇌N2（g）+2CO2（g）ΔH=−746.8kJ/mol。

实验测得，v正=k正·c2（NO）·c2（CO），v逆=k逆·c（N2）·c2（CO2）（k正、k逆为速率常数，只与温度有关）。

①达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数____（填“>”“<”或“=”）k逆增大的倍数。

②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO，在一定温度下达到平衡时，CO的转化率为40%，则k正︰k逆=____。

（4）以连二硫酸根（S2O42-）为媒介，使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NO，装置如图所示：

①阴极区的电极反应式为____。

②NO吸收转化后的主要产物为NH4+，若通电时电路中转移了0.3mole－，则此通电过程中理论上吸收的NO在标准状况下的体积为____mL。

（5）欲用5LNa2CO3溶液将23.3gBaSO4固体全都转化为BaCO3，则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为____。

[已知：

常温下K（BaSO4）=1×10−7、K（BaCO3）=2.5×10−6]。

（忽略溶液体积的变化）

【答案】2a+2b+c0.09mol/（L·min）增大﹤

2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O13440.52mol/L

【解析】

【分析】

（1）根据盖斯定律解答；

（2）根据化学反应速率的数学表达式计算反应速率；向正反应方向进行，气体物质的量减小，维持恒压不变，SO2的转化率比恒容时增大；

（3）①正反应为放热反应，升高温度平衡向左移动，则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数，据此解答；

②当反应达到平衡时，

故

，平衡时

，

，据此解答；

（4）①阴极区发生还原反应，从图中找出阴极反应物，写它发生还原反应的电极反应式；

②NO吸收转化后的主要产物为NH4+，写出关系式，按电子数守恒，求出一氧化氮在标准状况下体积；

（5）n（BaSO4）=

=0.1mol，将0.1mol硫酸钡溶解于5L溶液中，设至少需要物质的量浓度为xmol/L的Na2CO3溶液，当BaSO4完全溶解后，所得5L溶液中c（SO42-）=0.02mol/L，此时溶液中c（CO32-）=（x-0.02）mol/L，由BaSO4+CO32-=BaCO3+SO42-可知，此反应的化学平衡常数

。

【详解】

（1）根据盖斯定律，热化学方程式①×2+②×2+③得：

，故该反应的

，故答案为：

2a+2b+c；

（2）生成CaSO4物质的量为1.8mol的同时消耗SO2的物质的量为1.8mol，根据化学反应速率的数学表达式，v（SO2）=1.8/（10×2）mol/（L·min）=0.09mol/（L·min）；向正反应方向进行，气体物质的量减小，维持恒压不变，SO2的转化率比恒容时增大，故答案为：

0.09mol/（L·min）；增大；

（3）①正反应为放热反应，升高温度平衡向左移动，则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数，浓度不变，故

增大的倍数小于

增大的倍数，故答案为：

；

②当反应达到平衡时，

故

，平衡时

，

，则

，故答案为：

；

（4）①由图可知，阴极区通入液体主要含SO32-，流出主要含S2O42-，所以阴极区电极反应式为2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O，故答案为：

2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O；

②NO吸收转化后的主要产物为NH4+，若通电一段时间后阴极区n（SO32-）减少了0.3mol，此过程转移0.3mole−；由于NO吸收转化后的主要产物为NH4+，NO～NH4+～5e−，若电路中转移转移0.3mole−，消耗NO0.06mol，标准状况下体积为V（NO）=0.06mol×22.4L/mol=1.344L=1344mL，故答案为：

1344；

（5）设至少需要物质的量浓度为x的

溶液，当

完全溶解后，所得5L溶液中

，此时溶液中

，由

可知，此反应的化学平衡常数

，解得

，故答案为：

。

2．甲醇与水蒸气重整制氢可直接用于燃料电池。

回答下列问题：

（1）已知甲醇分解反应：

CH3OH（g）

CO（g）＋2H2（g）△H1＝＋90.64kJ·mol－1；

水蒸气变换反应：

CO（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋H2（g）△H2＝－41.20kJ·mol－1。

则CH3OH（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋3H2（g）△H3＝___________kJ·mol－1。

（2）科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时，得到甲醇在Pd（III）表面发生解离时四个路径与相对能量的关系如图所示，其中附在Pd（III）表面的物种用*标注。

此历程中活化能最小的反应方程式为_____________________________________________。

（3）在0.1MPa下，将总进料量为1mol且n（CH3OH）：

n（H2O）＝1：

1.3的混合气体充入一刚性密闭容器中反应。

①实验测得水蒸气变换反应的速率随温度的升高明显下降，原因是____________________。

②平衡时，测得CH3OH的含量在给定温度范围内极小，H2、H2O（g）、CO、CO2四种组分的含量与反应温度的关系如图所示，曲线b、c对应物质的化学式分别为________、________。

（4）573.2K时，向一刚性密闭容器中充入5.00MPaCH3OH使其分解，th后达平衡时H2的物质的量分数为60%，则th内v（CH3OH）＝_____MPa·h－1，其分压平衡常数Kp＝_____MPa2。

【答案】+49.44CH2O*+2H*=CHO*+3H*（或CH2O*=CHO*+H*）随温度升高，催化活性降低CO2H2O（g）

168.75

【解析】

【分析】

【详解】

（1）甲醇分解反应：

CH3OH（g）

CO（g）＋2H2（g）△H1＝＋90.64kJ·mol－1；①

水蒸气变换反应：

CO（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋H2（g）△H2＝－41.20kJ·mol－1。

②

将①+②，即可求出CH3OH（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋3H2（g）△H3＝=+90.64kJ·mol－1+（-41.20kJ·mol－1）=+49.44kJ·mol－1，故答案为：

+49.44；

（2）活化能为反应物的总能量与过渡态能量之差，从图中可以看出，过渡态3发生的反应活化能最小。

反应物为“CH2O*+2H*”，产物为“CHO*+3H*，故反应方程式为CH2O*+2H*=CHO*+3H*．因为2H*反应前后都吸附在催化剂表面，未参与反应，故反应实质为CH2O*=CHO*+H*，故答案为：

CH2O*+2H*=CHO*+3H*（或CH2O*=CHO*+H*）；

（3）因为温度升高，反应速率应加快，而图中速率减小，显然不是温度的影响，只能为催化剂的活性降低，故答案为：

随温度升高，催化活性降低；

②对于反应CO（g）+H2O（g）

CO2（g）+H2（g）△H＜0，其他条件不变时，升高温度，平衡向左移动，即CO、H2O的含量均增大，CO2、H2的含量均减小。

依据图中信息，可初步得知，a、b曲线分别对应CO2或H2，c、d曲线则对应CO或H2O（g）。

根据反应方程式可知：

该反应起始时，n（H2）＞n（CO2）、n（H2O）＞n（CO），平衡时含量必然有H2＞CO2、H2O＞CO．故a、b、c、d曲线分别对应H2、CO2、H2O（g）、CO，曲线b、c对应物质的化学式分别为CO2、H2O（g），故答案为：

CO2、H2O（g）；

（4）假设CH3OH的压强变化量为x，列出三段式：

，x=3.75Mpa，v（CH3OH）=

=

MPa·h－1；Kp=

=168.75（MPa）2，

故答案为：

；168.75（MPa）2。

【点睛】

本题综合考查化学平衡问题，题目涉及化学平衡计算与影响因素、反应热计算等，侧重考查学生分析计算能力，注意盖斯定律在反应热计算中应用，难点（4）列出三段式，理清平衡时各物质的量，是解题关键。

3．

（1）如图的氮循环是生态系统物质循环的重要部分，人类活动加剧了氮循环中的物质转化。

①下列说法正确的是_______（填字母序号）

A．固氮过程中，N2只做氧化剂

B．硝化过程需要有氧化剂参与

C．反硝化过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响

D．同化、氨化过程中，实现了氮元素在无机物和有机物之间的转化

②反硝化过程中，CH3OH可作为反应的还原剂，1mol还原剂失去6mol电子。

请将该反应的离子方程式补充完整：

5CH3OH+□NO3—

□_______+□_______+□_______+□_______，_____________

（2）研究表明，氮氧化物（NOx）和二氧化硫都与大气中雾霾的形成有关。

①已知：

SO2生成SO3总反应方程式是2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）ΔH＝－196.6kJ/mol

此反应可通过如下两步完成：

2NO（g）＋O2（g）

2NO2（g）ΔH1＝－113kJ/mol

NO2（g）＋SO2（g）

SO3（g）＋NO（g）ΔH2＝_______。

②一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入NO2和SO2各1mol，5min达到平衡，此时容器中NO2和NO的浓度之比为1∶3，则NO2的平衡转化率是_______。

（3）砷（As）是第四周期ⅤA族元素，其化合物，有着广泛的用途。

①AsH3的稳定性比NH3的稳定性_______（填“强’’或“弱’’）。

用原子结构解释原因_______。

②常将含砷废渣（主要成分为As2S3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。

写出发生反应的化学方程式_______。

③298K时，将20mL3xmol•L-1Na3AsO3、20mL3xmol•L-1I2和20mLNaOH溶液混合，发生反应：

AsO33-（aq）+I2（aq）+2OH-

AsO43-（aq）+2I-（aq）+H2O（l）。

溶液中c（AsO43﹣）与反应时间（t）的关系如图所示。

若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为_______。

【答案】BCD5CH3OH+6NO3-

N2↑+4HCO3-+CO32-+8H2O—41.8kJ/mol75%弱N和As位于同一主族，As的电子层数比N的多，原子半径As比N的大，得电子能力As比N弱，非金属性As比N弱，氢化物AsH3的稳定性比NH3弱2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S

【解析】

【分析】

【详解】

（1）①A．氮气在大气中氧化为亚硝酸根离子、硝酸根离子，N的化合价升高，被氧化，所以N2作还原剂，故A错误；

B．NH3转化成HNO2，增加了O元素，则NH3被氧气氧化，所以在硝化细菌作用下发生的硝化过程需要有氧化剂参与，故B正确；

C．反硝化过程，生成氮气，向大气提供氮气，即反硝化过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响，故C正确；

D．氨化过程是动植物蛋白转化为氨气或铵根离子，即有机物转化为无机物，同化、氨化过程中，实现了氮元素在无机物和有机物之间的转化，故D正确；

故选BCD。

②反硝化过程中，CH3OH可作为反应的还原剂，1mol还原剂失去6mol电子。

CH3OH与硝酸根离子反应生成氮气、碳酸根离子、碳酸氢根离子和水，反应的离子方程式为：

5CH3OH+6NO3-

N2↑+4HCO3-+CO32-+8H2O，故答案为：

5CH3OH+6NO3-

N2↑+4HCO3-+CO32-+8H2O；

（2）①Ⅰ.2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）ΔH＝－196.6kJ·mol－1

Ⅱ.2NO（g）＋O2（g）

2NO2（g）ΔH1＝－113kJ·mol－1

盖斯定律计算（Ⅰ-Ⅱ）×

得到NO2（g）＋SO2（g）

SO3（g）＋NO（g）ΔH2＝-41.8kJ·mol－1，故答案为：

-41.8kJ·mol－1；

②一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入NO2和SO2各1mol，5min达到平衡，此时容器中NO2和NO的浓度之比为1：

3，结合三行计算列式得到，设消耗NO2的物质的量为x：

NO2和NO的浓度之比为1：

3，物质的量之比=1：

3，（1-x）：

x=1：

3，x=0.75mol，NO2的平衡转化率=

×100%=75%，

故答案为：

75%；

（3）①非金属性：

N>As，AsH3的稳定性比NH3的稳定性弱，用原子结构解释原因：

N和As位于同一主族，As的电子层数比N的多，原子半径As比N的大，得电子能力As比N弱，非金属性As比N弱，氢化物AsH3的稳定性比NH3弱；

②常将含砷废渣（主要成分为As2S3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫，结合电子转移配平得方程式为：

2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S；

故答案为：

2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S；

③列三段式如下：

根据平衡常数表达式K=

=

=

，故答案为：

。

4．合成氨对人类生存具有重大意义，反应为：

N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）△H

（1）科学家研究在催化剂表面合成氨的反应机理，反应步骤与能量的关系如图所示（吸附在催化剂表面的微粒用*标注，省略了反应过程中部分微粒）。

①NH3的电子式是___。

②决定反应速率的一步是___（填字母a、b、c、…）。

③由图象可知合成氨反应的△H____0（填“＞”、“＜”或“=”）。

（2）传统合成氨工艺是将N2和H2在高温、高压条件下发生反应。

若向容积为1.0L的反应容器中投入5molN2、15molH2，在不同温度下分别达平衡时，混合气中NH3的质量分数随压强变化的曲线如图所示：

①温度T1、T2、T3大小关系是___。

②M点的平衡常数K=____（可用分数表示）。

（3）目前科学家利用生物燃料电池原理（电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子），研究室温下合成氨并取得初步成果，示意图如图：

①导线中电子移动方向是____。

②固氮酶区域发生反应的离子方程式是___。

③相比传统工业合成氨，该方法的优点有___。

【答案】

b＜T3＞T2＞T17.32×10-3a→bN2+6H++6MV+=2NH3+6MV2+条件温和、生成氨的同时释放电能

【解析】

【分析】

（1）①从分子中每个原子都形成了稳定结构的角度分析；

②反应需要的能量最高的反应决定总反应速率；

③根据能量图，反应物的总能量高于产物的总能量，则反应为放热反应；

（2）①正反应为放热反应，相同压强下，温度越高，对应NH3的含量越小；

②根据反应三段式进行计算；

（3）①根据装置电极b上MV2+转化为MV+判断正负极，原电池工作时，电子从负极经过导线流向正极；

②固氮酶区域中N2转化为NH3，MV+转化为MV2+；

③该电化学装置工作时，可将化学能转化为电能，同时利用生物酶在室温下合成氨，不需要高温条件、反应条件温和。

【详解】

（1）①NH3分子中一个N原子与三个H原子形成3对共用电子对，N原子还有1对孤电子对，NH3电子式为：

；

②根据合成氨的反应机理与各步能量的关系图可知，反应b需要的能量最大，反应需要的能量越高，反应速率越慢，需要能量最高的反应决定总反应速率，所以决定反应速率的一步是b；

③根据能量图，反应物的总能量高于产物的总能量，则反应为放热反应，△H＜0；

（2）①正反应为放热反应，相同压强下，温度越高，对应NH3的含量越小，所以图中温度T1、T2、T3大小关系是T3＞T2＞T1；

②设M点N2反应的物质的量为xmol，反应三段式为：

M点平衡时NH3的质量分数为40%，即

=40%，可得x=2，则平衡时c（N2）=3mol/L，c（H2）=9mol/L，c（NH3）=4mol/L，平衡常数为K=

=7.32×10-3；

（3）①根据装置电极b上MV2+转化为MV+可知，b电极为正极、a电极为负极，原电池工作时，电子从负极a电极经过导线流向正极b电极，即a→b；

②固氮酶区域中N2转化为NH3，MV+转化为MV2+，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，所以发生的反应为：

N2+6H++6MV+=2NH3+6MV2+；

③该电化学装置工作时，可将化学能转化为电能，同时利用生物酶在室温下合成氨，不需要高温条件、反应条件温和，所以与传统化工工艺相比，该工艺的优点为：

条件温和、生成氨的同时释放电能。

【点睛】

本题注意决定化学反应速率的步骤是反应需要能量最高的一步，原电池装置中根据电极上物质转化的化合价的变化判断正负极。

5．研究NO的性质对建设美丽家乡，打造宜居环境具有重要意义。

（1）自然界在闪电时，生成NO的反应方程式为__________________。

（2）T℃时在容积为2L的恒容密闭容器中，充入NO和O2发生反应：

2NO（g）+O2（g）⇌2NO2（g），不同时刻测得容器中n（NO）、n（O2）如表：

时间/s

0

1

2

3

4

5

n（NO）/mol

1

0.6

0.4

0.2

0.2

0.2

n（O2）/mol

0.6

0.4

0.3

0.2

0.2

0.2

①在T℃下，0~2s时，该反应的平均反应速率

=________；

②该温度下反应的平衡常数K=________，在T℃下，能提高NO的平衡转化率的措施有_______、________。

（3）已知NO和O2反应的历程如图，回答下列问题：

①写出其中反应①的热化学方程式也（△H用含物理量E的等式表示）：

________。

②试分析上述基元反应中，反应①和反应②的速率较小的是_____（选填“反应①”或“反应②”）；已知反应①会快速建立平衡状态，反应②可近似认为不影响反应①的平衡。

对该反应体系升高温度，发现总反应速率变慢，其原因可能是____________。

【答案】N2＋O2

2NO0.15mol·L－1·s－1160.0L·mol－1增大O2的浓度增大体系压强2NO（g）

N2O2（g）△H=－（E3－E2）kJ·mol－1反应②因为反应①为放热反应，升高温度，反应①平衡逆向移动，导致c（N2O2）减小，反应②变慢，而反应②为慢反应是总反应速率的决速反应

【解析】

【分析】

（2）根据

计算化学反应速率；根据

求算平衡常数；

（3）根据△H=生成物的总能量－反应物的总能量求算△H；

（4）一般来说，活化能越大，化学反应速率越慢。

【详解】

（1）在闪电时，N2和O2会发生化合反应生成NO，化学方程式为N2＋O2

2NO；

（2）①在T℃下，0～2s时，n（NO）从1mol降低到0.4mol，变化了0.6mol，容器体积为2L。

根据

，带入数据，有

；

②根据方程式，从开始到平衡，消耗n（NO）=1mol－0.2mol=0.8mol，则生成n（NO2）=0.8mol。

平衡时，NO、O2、NO2的物质的量分别为0.2mol、0.2mol、0.8mol，容器体积为2L，平衡常数

，带入数据，有

；

在T℃下，提高NO的转化率，需平衡向正反应方向移动，需要注意的是，温度已经限定，不能改变温度。

则增大NO的转化率，可以增大O2的浓度；该反应是气体分子数减小的反应，可以压缩体积，增大压强；

（3）①根据图像，反应①为NO（g）反应化合生成N2O2（g），根据△H=生成物的能量－反应物的能量，则热化学方程式：

2NO（g）

N2O2（g）△H=－（E3－E2）kJ·mol－1；

②一般来说，活化能越大，化学反应速率越慢。

反应①的活化能为E4－E3，反应②的活化能为E5－E2，根据图示，反应②的活化能大，化学反应速率较小；

化学反应速率慢的基元反应是总反应的决速步，反应②的活化能大，化学反应速率较小，是总反应的决速步。

从图示看，反应①和②都是放热反应，升高温度，平衡均逆向移动，由于反应①快速达到平衡，则反应①的产物N2O2的浓度会减小，但对于反应②来说，c（N2O2）减小，会使得反应②的反应速率减小，而反应②是总反应的决速步，因此总反应速率变慢。

答案：

因为反应①为放热反应，升高温度，反应①平衡逆向移动，导致c（N2O2）减小，反应②变慢，而反应②为慢反应是总反应速率的决速反应。

6．I．据报道，我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰（甲烷的水合物）试采获得成功。

甲烷是一种重要的化工原料。

（1）甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式，除部分氧化外还有以下两种：

水蒸气重整：

CH4（g）＋H2O（g）

CO（g）＋3H2（g）　ΔH1＝＋205.9kJ·mol－1　①

CO（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋H2（g）　ΔH2＝－41.2kJ·mol－1　②

二氧化碳重整：

CH4（g）＋CO2（g）

2CO（g）＋2H2（g）　ΔH3　③

则反应①自发进行的条件是______________，ΔH3＝________kJ·mol－1。

Ⅱ.氮的固定一直是科学家研究的重要课题，合成氨则是人工固氮比较成熟的技术，其原理为N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）。

（2）在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始N2、H2分别为0.1mol、0.3mol时，平衡后混合物中氨的体积分数（φ）如下图所示。

①其中，p1、p2和p3由大到小的顺序是____________，该反应ΔH_______0（填“>”“<”或“＝”）。

②若分别用vA（N2）和vB（N2）表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率，则vA（N2）________vB（N2）（填“>”“<”或“＝”）。

③若在250℃、p1为105Pa条件下，反应达到平衡时容器的体积为1L，则该条件下B点N2