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1、第 1 页 共 12 页 高考频点十五化学反应原理综合题 题目一反应热、化学反应速率及化学平衡综合题 1( 邯郸市 2012 年高三第一次模）在一定温度下，向一容积为2L 升的恒容密闭容器内加 入 0.2 mol 的 N2和 0.6 mol 的 H2，发生如下反应：N2(g)+ 3H 2(g) 2NH3(g) H 0。反应中NH3的物 质的量浓度的变化的情况如下图所示： （1）根据上图，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v(NH3)= 。 （2）反应达到平衡后，第5 分钟时，保持其它条件不变，若改变反应温度，则NH 3的 物质的量浓度不可能为（选填字母编号） 。 a0.20 molL -1
2、b0.16 molL -1 c0.10 molL -1 d 0.05 molL -1 （3）该反应的化学平衡常数表达式为_。反应达到平衡后，第5 分 钟时，若保持其它条件不变，只把容器的体积缩小一半，平衡移动（选 填 “ 正向 ” 、 “ 逆向 ” 或“ 不” ） ， 化学平衡常数K（选填 “ 增大 ” 、 “ 减小 ” 或“ 不变 ” ） 。 （4）第 5 分钟时把容器的体积缩小一半后，若在第8 分钟达到新的平衡（此时NH3 的 浓度约为0.25 molL -1） ，请在上图中画出从第 5 分钟开始变化直至到达新平衡时 NH3浓度的变化曲线 。 （ 5 ）常 温 下 ， 向0.001 mol
3、L -1 的AlCl 3溶 液 中 通 入NH3 直 至 过 量 ， 现 象， 当 PH= 时，开始生成沉淀（已知：KspAl （OH）3= 1.010 -33） 。 【答案】 （1）0.025 mol L -1 min-1（2 分） （2）a、c（2 分，全对给2 分，漏选正确给1 分，错选、多选不给分） （3） )()( )( 2 3 2 2 3 NcHc NHc K（2 分） ； 正向（ 1分） ；不变（ 1 分） （4） （2 分，画图起点终点正确即给分，不必延长） 第 2 页 共 12 页 （5）白色沉淀（2 分，溶液出现浑浊也给分），4（2 分） 【解析】 本题考查化学平衡、平衡常
4、数和溶解度积常数的计算。这类试题重在分析各个状态 下的数据整理。 （ 1）整理数据如下： N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g) 起始（ mol L -1） 0.1 0.3 0 4min 变化（ molL -1） 0.05 0.15 0.10 平衡（ mol L -1） 0.05 0.15 0.10 达到平衡，即前四分钟平均反应速率v(NH3)=0. 0.025 mol L -1 min-1。 （2）合成氨反应可逆反应，正反应为放热反应，改变温度会发生移动，但无论向那个 反应方向进行，都不可能完全进行，故不可能为a0.20 mol L -1 和 c0.10 mol L -1。 （3）体积缩
5、小一半，平衡向气体分子数减小的方向，即正向移动，但平衡常数不变。 （4）体积缩小一半，浓度在瞬间增大一倍，故作图起点在（5，0.20） ，随着反应的进 行，随着趋向于平衡，反应速率渐缓，最终到（8，0.25）平衡，之后应浓度不变。 （5）在 AlCl 3溶液中通入NH3，应产生白色沉淀 Al（OH）3。 KspAl （OH）3=c（Al 3+） c（OH-）3 代入数据，可得c（ OH -）=1.0 10-10。常温下， PH=4。 2. (山东省威海市2012 届高三一模 ) 合成氨反应 （gHgN 22 32NH3(g)）在工业 生产中的大量运用，满足了人口的急剧增长对粮食的需求，也为化工
6、生产提供了足够的 原料。按要求回答下列问题： （1）合成氨反应的能量变化如下图所示，则该反应的热化学方式为（H 用图给字母 表示）。 （2）在温度恒定为298K，体积恒定为10L 的密闭容器中测得合成氨反应达到平衡时 氢气、氮气、氨气的物质的量分别为0.1mol、0.4mol、4mol，则此温度下题给该反应的平衡 常数 K= （3）标况下，若将22.4mL 的氨气通入100mLpH 为 2 的盐酸中，则溶液中各离子浓度 的顺序由大到小为。 （4）将氨气通入盛有CaSO4悬浊液的沉淀池中，再通入足量的CO2，过滤后即可得到 （NH4）2SO4。该过程的化学方程式为，由此可知Ksp(CaSO4)
7、Ksp(CaCO3) （填“大于” 、 “小于”或“等于” ） 【答案】 （1）)(3)( 22 gHgN)(2);(2 3 baHgNH 1 m o lkJ（2 分） 第 3 页 共 12 页 （2） 216 )(100. 4LmolK（2 分） （3）)()()()( 4 OHcHcNHcClc（2 分） （4） 42432324 )(2SONHCaCOOHNHCOCaSO（2 分） ；大于（ 1 分） 3. (河北省衡水中学2012 届高三下学期二调） （）氮是地球上含量丰富的一种元素，其单质及化合物在工农业生产、生活中有着重要 作用。 （1） 一定温度下，在 1L 容积恒定的密闭容器中
8、充入2molN2和 8mol H2并发生反应。 10min 达平衡，测得氨气的浓度为0.4mol/L ，此时氮气的转化率为。 （2）下图是1mol NO 2(g)和 1mol CO(g) 反应生成1mol CO2(g)和 1mol NO(g) 过程中能量变 化示意图，请写出该反应的热化学方程式。 （3）NH 3(g)燃烧的方程式4NH3(g)+7O2(g)=4NO2(g)+6H2O(l) ， 已知： 2H2(g)+O 2(g)=2H2O(l) H= -483.6 kJ/mol N2(g)+2O2(g)=2NO2 (g) H=+67.8 kJ/mol N2(g)+3H2(g)=2NH3 (g)
9、H=-92.0 kJ/mol 请计算 NH 3 (g)的燃烧热。 （4）将一定量的氨基甲酸铵固体置于某容积恒定的真空容器中，发生反应： H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g) 在不同温度下，该反应平衡状态部分数据见右 表。下列说法正确的是 A若 T2T1，则该反应的 H0 B向容器中充入N2，H2NCOONH4质量增加 CNH3体积分数不变时，说明该反应达到平衡 DT1、T2时， H2NCOONH4转化的 n(T2)=2 n(T1) （）海水资源的利用具有广阔前景。海水中主要离子的含量如下： 成分含量 /(mg L 1) 成分含量 /(mg L 1) Cl 18980 Ca 2+
10、 400 Na + 10560 HCO3 142 SO4 2 2560 Br 64 Mg 2+ 1272 电渗析法淡化海水示意图如下图所示，其中阴（阳）离子交换膜仅允许阴（阳）离子通过。 （1）阳极主要电极反应式是。 （2）在阴极附近产生少量白色沉淀，其成分有和 CaCO3，生成 CaCO3的离子方程 式是。 第 4 页 共 12 页 （3）淡水的出口为（填 “ a”、“ b”或“ c”） 。 【答案】 、 （1） 10% （ 1分） （2） NO2(g) + CO(g) = NO(g) + CO 2(g) H = -234KJ/mol （2 分） （3） 282.8kJ/mol （2 分）（
11、4）D（2 分） 、 （1） （1 分） 2Cl -2e =Cl 2 （2） （2 分） Mg(OH) 2；Ca 2+ OH +HCO3 =CaCO3 +H2O （2 分）（ 3）b（2 分） 4. (河南省郑州市2012 届高三第二次质检）汽车尾气中的主要污染物是NO以及燃料不完 全燃烧所产生的CO 。为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气： 为了测定在某种催化剂作用下该反应的反应速率，下，在一等容的密闭容器中，某科研 机构用气体传感器测得了不同时间的NO 和 CO 的浓度如表KCO 2和 N2的起始浓度为 0)。 回答下列问题： (1)在上述条件下该反应能自发进行，则正反应必
12、然是_反应（填 “ 放热 ” 或“ 吸热 ”)。 (2) 前 3s 内的平均反应速率=；时谆反应的平衡常数K=_ (3)假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时改变下列条件，能提高NO 转化率的是 _ A.选用更有效的催化剂B.升高反应体系的温度 C.降低反应体系的温度D.缩小容器的体积 (4)研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。根据 表 2 设计的实验测得混合气体中NO 的浓度随时间t 变化的趋势如图1 所示： 第 5 页 共 12 页 则曲线 I 、n、in 对应的实验编号依次为_。 (5) 已知： 则处理汽车尾气反应中的a =_ 。 (6)用活性炭还原
13、法也可以处理氮氧化物，有关反应为： 向某密闭容器加人一定量的活性炭和NO, 在下反应，有关数据如 平衡后升高温度，再次达到平衡测得容器中N0 、 N2、 CO2的浓度之比为5:3: 3，则 H4_0( 填 “ ”、“ =”或“ ”或“ ”“” 、“Ksp(AgCl) ； 白 色 沉 淀 转 化 为 黄 色 沉 淀 AgCl(s)+I -(aq)=AgI(s)+Cl-(aq) 【解析】 （1）由图像可知随温度升高SO3百分含量降低， 说明升温平衡向逆向移动即正向为 放热反应 ?H0，则 T1 T2，有 K1 K2；恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通人与 反应无关氦气， 相当对原平衡混合物降低压强
14、，则平衡向左移动；D 点状态 SO3百分含 量 A 点，则由D 点到A 点， SO3百分含量增加需v正v逆； （2）由图可知生成 lmolNH3?H=(Q1-Q2)KJ/mol ；根据电荷守恒知(OH -)=(H+)=10-7mol L -l ， c（NH4 +） =c （Cl -）=0.5bmol/L,K=0.5b.10-7/0.5a-0.5b= b10-7/a-b（ 3）c(Ag+).c(Cl-)=10-4Ksp(AgCl) ， 所以有沉淀，KSP（AgCl ） KSP（AgI ）沉淀转化 题目二电解质溶液综合题 7. (湖南省十二校2012 届高三第一次联考）A、 B、 C、D 都是中学
15、化学常见的物质，其 第 8 页 共 12 页 中 A、B、C 均含有同一种元素。一定条件下相互转化的关系如图所示（部分反应中的 H2O 已略去）。 请回答下列问题： (1) 若 D 为用量最大、用途最广的金属单质，加热蒸干B 的溶液没有得到B 的盐，则 B 的化学式可能为_。 （写出一种即可） (2) 若通常情况下A、B、C、D 都是气体， A 常用作制冷剂，且B 和 D 为空气的主要成 分，反应（ H)的化学方程式为_ _ (3) 若 A 为氯碱工业的产品，C 为焙制糕点的发酵粉的主要成分之一，也可作为医疗上 治疗胃酸过多症的药剂。 25 C 时， pH 均为10 的 A、B 两溶液中，由水
16、电离出来的氢氧根离子浓度之比为 _。 氯碱工业中两种产物可与KI 溶液反应制得一种化工原料，若消耗0. 1 mol KI转移电 子0. 6 mol ， 则 这 三 种 物 质 间 反 应 的 离 子 方 程 式 是 _ _ 将等物质的量的B 和 C 溶于水形成混合溶液，溶液中各种离子浓度由大到小顺序为 _ _ 答案： 8.（2012长春一模） . A、B、C、D、E 为五种常见短周期元素，常温下，A、B 可形成 B2A2和 B2A 两种液态化合物，B 与 D 可组成分子X，X 水溶液呈碱性，C 元素焰色反 应呈黄色， E 与 C 同周期，且E最高价氧化物水化物呈两性。试回答： （1）D 元素在
17、周期表中位置为。 （2）A、D、E 三种元素形成盐（化学式A9D3E）水溶液呈酸性，用离子方程式解释其 原因； （3）用 A 单质和 B 单质可制取气体燃料电池，该电池用多孔惰性电极浸入浓KOH 溶 液，两极分别通入A 单质和 B 单质。写出该电池负极电极反应式：。 .将 20mLpH=2NaHSO4溶液逐滴加入到20mL 0.1 mol L 1 Na2CO3溶液中，向此反应 后溶液中滴加0.001 mol L 1BaCl 2溶液，首先析出沉淀是 。K SP（BaSO4） =1.110 -10mol2L-2 ；KSP（BaCO3）=5.110 -9mol2 L-2 .某温度下在容积固定密闭容器
18、中，下列反应达到平衡： M(g)+H 2O(g)N(g)+H2(g) 第 9 页 共 12 页 n(M):n(H2O)M 转化率H2O 转化率 1：10.50.5 1：20.670.33 1：30.750.25 该反应平衡常数为。该温度下， 向容器中充入1molM 、3mol H2O、2mol N 、 1.5molH2，则起始时该反应速率 V正V逆（填“ ” 、 “1，故不正确。 题目三原电池、电解池应用综合题 9(长春市高中毕业班2012 届第一次调研测试) 肼（ N2H4）又称联氨，是一种可燃性的液 体，可用作火箭燃料。 肼的结构式为：。 右图是一个电化学过程示意图。 铂片上发生的电极反应
19、是。 假设使用肼一空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量 变化 128g，则肼一空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气 L（假设空气中氧气体积含量为20%） 。 肼 空气燃料电池是一种碱性燃料电池，生成无污染的物质。 电解质溶液是20%30%的 KOH 溶液。肼 空气燃料电池放电时： 负极的电极反应式是。 【答案】（1） （2）N2H4 4e- +4OH = N2 + 4H2O （2 分） Cu2+ +2e-= Cu（2 分） 112L（ 2 分） 【解析】 第 10 页 共 12 页 根据电解原理的电极反应特点写出铂极上的电极反应式，并结合质量变化进行相 关计算，根据已知化学电源的书写方
20、法，运用知识迁移的方法写出肼的负极反应。 10. (浙江省 2012 届重点中学协作体高三下学期3 月调研 )电浮选凝聚法是工业上采用的一种 污水处理方法：保持污水的pH 在 5060 之间，通过电解生成Fe（OH）3沉淀。 Fe（OH）3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把 污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去（或撇掉） 浮渣层， 即起到了浮选净化的作用。 某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置如图所示： （1）电解池阳极的电极反应分别是 ； 22 442OHeH OO。 （2）熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，以CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属 材
21、料为电极。已知负极的电极反应是 2 4322 4852CHCOeCOH O。 正极的电极反应是。 为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必 须有部分 A 物质参加循环。则A 物质的化学式是。 （3）实验过程中，若在阴极产生了448 L（标准状况）气体，则熔融盐燃料电池消耗CH4 （标准状况）L。 【答案】 （1）Fe-2e - =Fe 2+ (2 分) （2） O2+2CO2+4e -=2CO 3 2- (2O2+4CO2+8e -=4CO 3 2-) (2 分) CO2(2 分) （3）11.2 (2 分) 11. (蚌埠市 2012 届高三第一次质检)
22、Li SOCl2电池可用于心脏起搏器该电池的电极材料 分别为锂和碳， 电解液是LiAlCl 4SOCl2.电池的总反应可表示为：4Li 2SOCl2 =4LiCl S SO2.请回答下列问题： (1)电池的负极材料为_，发生的电极反应为_； (2)电池正极发生的电极反应为_ ； (3)SOCl2易挥发，实验室中常用 NaOH 溶液吸收SOCl2，有 Na2SO3和 NaCl 生成如果把 少量水滴到SOCl2中，反应的化学方程式为_ (4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是_. （5)用此蓄电池电解含有0. 1 mol CuSO 4和 0. 1 mol NaCl 的混合溶液100 m
23、L ，假如电路中 转移了 0.02 mol e ， 且电解池的电极均为惰性电极， 阳极产生的气体在标准状况下的体积是 _L，将电解后的溶液加水稀释至1 L，此时溶液的pH_。 【答案】 (1)锂Li e =Li（每空 1 分，共 2 分） (2)2SOCl24e =4Cl SSO 2（2 分） 第 11 页 共 12 页 (3) SOCl2 H2O=SO2 2HCl（ 2 分） (4)锂是活泼金属，易与 H2O、O2反应； SOCl2 也可与水反应（2 分） （ 5）0.168 2（每空 1 分，共 2 分） 12.（2012潍坊质检） (1)“天宫一号”于2011 年 9 月在酒泉卫星发射中
24、心发射，标志着我 国航空航天技术迈进了一大步.火箭第一、 二级发动机中， 所用燃料为偏二甲胼和四氧化 二氮，偏二甲肼可用胼来制备。 用肼 (N2H4)为燃料，四氧化二氮做氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。 已知： N2(g)+2O2(g)=N2O4(g) H=10.7kJ mol -1 N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=543 kJ mol -1 写出气态肼和N2O4反应热化学方程式为 已知四氧化二氮在大气中或在较高温度下很难稳定存在，它很容易转化为二氧化氮. 试推断由二氧化氮制取四氧化二氮反应条件(或措施 )： (2)科学家制造出一种使用固体电解质燃料电池，其效率更
25、高，可用于航天航空.如图l 所示装置中，以稀土金属材料做惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解 质是掺杂了Y2O3ZrO2固体，它在高温下能传导阳极生成O 2-离子 (O 2+4e =2O 2-). c 电极名称为,d 电极上电极反应式为. 如图 2 所示电解l00mL 0.5 mol L -1 CuSO 4溶液， a 电极上电极反应式为 .若 a 电极产生56mL( 标准状况 )气体，则所得溶液pH= (不考虑溶液体积变化)， 若要使电解质溶液恢复到电解前状态，可加入(填 序号 ). a CuO b. Cu(OH)2cCuCO3dCu2(OH)2CO3 【答案】 【解析】（1）
26、 N2(g)+2O2(g)=N2O4(g) H=+10.7kJ mol -1 N2H4(g)+02(g)=N2(g)+2H20(g) H=-543 kJ mol -1 根据盖斯定律可知，反应方程式可以由2-： 2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) H=-1096.7kJ/mol 。四氧化二氮在高温下很难稳定存在，而 NO2生成 N2O4反应为气体体 积减小反应，故二氧化氮转化为四氧化二氮条件可以是高压、低温。 （2）电流方向从正极流向负极，故 c、d 分别为正极、 负极。 燃料电池负极为燃料极： CH4-8e -+4O2-=CO 2 +2H2O 。 a 为 电 解 池阳 极： 4OH 4e -=2H 2O+O2 ； b 为 阴 极： 第 12 页 共 12 页 2Cu 2+4e-=2Cu，当阳极产生 56mL 气体时，被电解OH -物质量为： 56mL/22400mL mol-1 4=0.01mol ，故溶液c(H +)=0.01mol/0.1L=0.1mol L-1,故溶液 pH=1。为恢复电解质溶液 原状，根据“出什么加什么”原理，只要相当于加入CuO 即可， a 可以， b Cu(OH) 2可以拆 为 CuOH2O，cCuC03拆为 CuOCO2，d 项 Cu2(OH)2C03可拆为 CuOH2OCO2，其中 c 项也可选。