2017年化学高考题分项版汇编题14化学反应原理综合.pdf

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1、1 2017 年化学高考题分项版汇编题 1【 2017 新课标 1 卷】（ 14 分） 近期发现， H2S是继 NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张 血管减轻高血压的功能。回答下列问题： （1）下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是_（填标号）。 A氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以 B氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸 C0.10 molL - 1 的氢硫酸和亚硫酸的pH 分别为 4.5 和 2.1 D氢硫酸的还原性强于亚硫酸 （2）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。 通过计算，可知系统（）和系

2、统（）制氢的热化学方程式分别为_、 _， 制得等量H2所需能量较少的是_。 （3）H2S与 CO2在高温下发生反应：H2S(g)+CO 2(g)COS(g) +H2O(g)。在 610 K时，将 0.10 mol CO2与 0.40 mol H2S充入 2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。 H2S的平衡转化率 错误！未找到引用源。 =_%，反应平衡常数K=_。 在 620 K 重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S 的转化率 错误！未找到引用源。 _ 错误！未找到引用源。，该反应的 错误！未找到引用源。H_0。 （填 “”“ B 与 其 电 离产生氢离子的浓

3、度大小无关，因此不能证明二者的酸性强弱，D 正确。答案选D。 （2） H2SO4(aq)=SO 2(g)+H2O(l)+错误！未找到引用源。O2(g) H1= 327 kJ/mol SO2(g)+I2(s)+ 2H2O(l)=2HI(aq)+ H2SO 4(aq) H 2=151 kJ/mol 2HI(aq)= H2 (g)+ I2(s) H 3=110 kJ/mol H 2S(g)+ H2SO4(aq)=S(s)+SO2(g)+ 2H2O(l) H 4=61 kJ/mol +，整理可得系统 （I）的热化学方程式 H2O(l)=H2(g)+错误！ 未找到引用源。 O2(g) H=+286 kJ

4、/mol； +，整理可得系统（II）的热化学方程式H2S (g)=H2(g)+S(s) H=+20 kJ/mol。 根据系统I、系统 II 的热化学方程式可知：每反应产生1mol 氢气， 后者吸收的热量比前者少，所以制取等 量的 H2所需能量较少的是系统II。 （3）H2S(g) + CO2(g)COS(g)+ H2O(g) 开始0.40mol 0.10mol 0 0 反应xxxx 平衡(0.40 x)mol (0.10 x)mol xx 错误！未找到引用源。 解得 x=0.01mol，所以H2S的转化率是 错误！未找到引用源。 由于该反应是反应前后气体体积相等的反应，所以在该条件下反应达到平

5、衡时化学平衡常数错误！ 未找到 引用源。； 根据题目提供的数据可知温度由610K 升高到 620K 时，化学反应达到平衡，水的物质的量分数由0.02 变为 0.03，所以 H2S 的转化率增大。 21；根据题意可知：升高温度，化学平衡向正反应方向移动，根 据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，故H0； A增大 H2S的浓度，平衡正向移动，但加入量远远大于平衡移动转化消耗量，所以 H2S转化率降低， A 3 错误； B增大 CO2的浓度，平衡正向移动，使更多的H2S反应，所以 H2S转化率增大， B 正确； CCOS 是生成物，增大生成物的浓度，平衡

6、逆向移动，H2S 转化率降低， C 错误； DN2是与反应体系无关的气 体，充入N2，不能使化学平衡发生移动，所以对H2S转化率无影响， D 错误。答案选B。 【名师点睛】 本题是化学反应原理的综合考查，易错点是压强对平衡状态的影响，尤其是惰性气体的影响，“ 惰 性气体 ” 对化学平衡的影响：恒温、恒容条件：原平衡体系错误！未找到引用源。体系总压强增大体 系中各组分的浓度不变平衡不移动。恒温、恒压条件：原平衡体系错误！未找到引用源。容器容积增 大，各反应气体的分压减小体系中各组分的浓度同倍数减小（等效于减压），平衡向气体体积增大的方 向移动。 2【 2017 新课标 2 卷】（ 14 分） 丁

7、烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题： （1）正丁烷（ C4H10）脱氢制1-丁烯（ C4H8）的热化学方程式如下： C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) H1 已知： C4H10(g)+错误！未找到引用源。 O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) H2=-119 kJ mol - 1 H2(g)+ 错误！未找到引用源。 O2(g)= H2O(g) H3=-242 kJ mol -1 反应的 H1为_kJ mol - 1。 图 （ a） 是反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图， x_0.1 （填 “ 大于 ” 或“ 小于 ” ） ；欲使丁烯的平衡产率提高，

8、应采取的措施是_（填标号）。 A升高温度B降低温度C增大压强D降低压强 （2）丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口 气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b）为丁烯产率与进料气中n（氢气） / n（丁烷）的关系。图中 曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是_。 （3）图（ c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯 产率在 590之前随温度升高而增大的原因可能是_、_；590之后，丁烯产 率快速降低的主要原因可能是_。 4 【答案】（1）+123 小于AD （2）氢气是产物之一，随着n(氢气 )/n(

9、丁烷 )增大，逆反应速率增大 （3）升高温度有利于反应向吸热方向进行温度升高反应速率加快 丁烯高温裂解生成短链烃类 丁 烯 转 化率增大，故A 正确； B、降低温度，平衡向逆反应方向移动，丁烯的转化率降低，故B 错误； C、反应 前气体系数之和小于反应后气体系数之和，增大压强，平衡向逆反应方向移动，丁烯的转化率降低，故 C错误； D、根据 C选项分析，降低压强，平衡向正反应方向移动，丁烯转化率提高，故D 正确。 （2）因为通入丁烷和氢气，发生，氢气是生成物，随着n(H2)/n(C4H10)增大，相当于增大氢气的量，反 应向逆反应方向进行，逆反应速率增加。 （3）根据图 (c)， 590之前，温

10、度升高时反应速率加快，生成的丁烯会更多，同时由于反应是吸热反 应，升高温度平衡正向移动，平衡体系中会含有更多的丁烯。而温度超过590时，由于丁烷高温会裂 解生成短链烃类，所以参加反应的丁烷也就相应减少。 【名师点睛】 本题考查了化学反应原理的综合运用，此类题目往往涉及热化学反应方程式的计算、化学反应速 率的计算、化学平衡的计算、化学反应条件的控制等等，综合性较强，本题难点是化学反应条件的控 制，这部分知识往往以图像的形式给出，运用影响化学反应速率和化学平衡移动的因素进行考虑，需要 平时复习时，多注意分析，强化训练，就可以解决，本题难度较大。 3【 2017 新课标 3 卷】（ 14 分） 砷（

11、 As）是第四周期A 族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、 H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。 回答下列问题： （1）画出砷的原子结构示意图_。 （2）工业上常将含砷废渣（主要成分为As2S 3）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_。该反应需要在加压下进行，原因是_。 （3）已知： As(s)+错误！未找到引用源。H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) H1 H2(g)+错误！未找到引用源。O2(g)=H2O(l) H2 2As(s)+错误！未找到引用源。O2(g) =As2O5(s) H3 则反应 As2O5(s) +3

12、H2O(l)= 2H3AsO4(s)的 H =_。 （4）298 K 时，将 20 mL 3x mol L - 1 Na3AsO3、20 mL 3x mol L - 1 I 2和 20 mL NaOH 溶液混合，发生反应： 错 5 误！未找到引用源。(aq)+I2(aq)+2OH-(aq) 错误！未找到引用源。(aq)+2I - (aq)+ H2O(l)。溶液中 c(错 误！未找到引用源。)与反应时间（ t）的关系如图所示。 下列可判断反应达到平衡的是_（填标号）。 a溶液的 pH 不再变化 bv(I - )=2v(错误！未找到引用源。) cc(错误！未找到引用源。)/c(错误！未找到引用源。

13、)不再变化 dc(I - )=y mol L - 1 tm时， v正_ v逆（填 “ 大于 ”“小于 ” 或 “ 等于 ” ） 。 tm时 v逆_ tn时 v逆（填 “ 大于 ”“小于 ” 或“ 等于 ” ） ，理由是 _。 若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为_。 【答案】（1）（2）2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S 增加反应物O2的浓度，提高As2S 3的转化速率 （3）2 H1-3 H2-H3 （4） ac 大于小于tm时生成物浓度较低错误！未找到引用源。 【 解 析 】 （ 1） 砷 是33 号 元 素 ， 原 子 核 外K、 L、 M电 子 层 均 已

14、 经 排 满 ， 故 其 原 子 结 构 示 意 图 为 。 6 （3） 根据盖斯定律，热化学反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)可以由反应 2 反应 3 反应转化得 到，则 2H1-3 H2- H3。 （ 4） a溶液pH 不变时，则c(OH-)也保持不变，反应处于平衡状态； b根据速率关系，v（ I -） /2=v(AsO3 3-)，则 v(I- )=2v(错误！未找到引用源。)始终成立， v(I - )=2v(错误！未找到引用源。)时反应不一定 处于平衡状态；c 由于提供的Na3AsO3总量一定，所以c(AsO4 3-)/c(AsO 3 3-)不再变化时， c(

15、AsO 4 3-)与 c(AsO 3 3-) 也保持不变，反应处于平衡状态；d平衡时 c(I-)=2c(错误！未找到引用源。 )=2y 错误！未找到引用源。 =2y 错误！未找到引用源。时，即c(I -)=y 错误！未找到引用源。 时反应不是平衡状态。反应从正反应 开始进行， tm时反应继续正向进行，v正v逆。 tm时比 tn时 AsO43-浓度小，所以逆反应速率：tm 7.1 时带负 电荷， pH 越高，表面所带负电荷越多；pH”）。 某温度下，若反应进行到10 分钟达到平衡状态D 点时，容器的体积为2L，则此时的平衡常数 K=_（结 果精确到两位小数） ；用 CO的浓度变化表示的平均反应速

16、率V( CO )=_ 。 若在 D 虑对反应容器升温的同时扩大体积至体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中AG 点中的 _点。 【答案】2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g） H=- 746. 5kJ/ mol 2NO2+ 8e - =N2+ 4O2 - 0.0220. 1 mol/ （L?min）A 【解析】试题分析：若某反应的平衡常数表达式为：错误！未找到引用源。 ，则方程式为2NO（g）+2CO（g） 随温度升高，二氧化碳的平衡转化率减小，M 点时平衡常数比N 点时平衡常数大，故正确；温度 低于 250时，随温度升高乙烯的产率减小，故错误； 实际反应应尽可能在250下

17、进行，提高单位时间的产量，故错误。 （ 2）在密闭容器中充入5mol CO和 4mol NO，发生上述（ 1）中某反应，如图为平衡时NO的体积分数 与温度、压强的关系。 回答下列问题： 14 2NO（g）+2CO（g）=N2（ g）+2CO2（g） H=- 746. 5kJ/ mol, 升高温度平衡逆向移动, NO 体积分数增大， 所以 T1T2。 错误！未找到引用源。 , x=0. 5 错误！未找到引用源。 0. 022 ； 根据 错误！未找到引用源。 , 用 CO的浓度变化表示的平均反应速率V( CO)= 错误！未找到引用源。0. 1 mol/ （L?min） 。 若在D 处对反应容器升温

18、的同时扩大体积至体系压强减小，平衡逆向移动，NO 体积分数增大 , 故选 A 点。 点睛：原电池中负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，所以题中原电池负极反应为 CH4-8e -+4O2-=CO 2+2H2O，正极反应为2NO2+ 8e - =N2+ 4O 2-。 8 【济南市 2017 届二模】钒的化合物常用于制作催化剂和新型电池。回答下列问题： （1）金属钒可由铝热反应制得。已知25、 101 kPa 时， 4A1( s)+3O2( g)= 2Al2O3 ( s) H1=a kJmol -1 4V( s) + 5O2( g)= 2V2O5( s) H2=b kJmol -1 则用

19、铝热反应冶炼金属V( s) 的热化学方程式为_。 （2）V2O5为橙黄至砖红色固体，无味、有毒，微溶于水，是许多有机和无机反应的催化剂。下图表示的 是 25时， 部分含钒微粒的存在形式、浓度和存在的pH 范围 (其余可溶性微粒均未标出），图中“” 表示含钒微粒的浓度，虚线表示或pH 的范围尚未准确确定。 15 V2O5溶于足量2mol ? L -1NaOH 溶液中，发生反应的离子方程式为 _，向反应后的溶液 中，滴加硫酸溶液至过量( pH “或“ ”或“ 1. 12510 -2mol/( Lmin) 1. 04 2COg( g) 4H2( g)= C2H4( g)+ 2H2O( g) H=-

20、210. 5kJmol -1 根据盖斯定律， 2+可得： 2CO2( g)+6H2( g)C2H4( g)+ 4H2O( g) H=-127. 9kJ/ mol； A正反应为气体体积减小的反应，低压有利于逆向减小，CO2的转化率减小，A 错误；增大 H2浓度， 平衡正向移动， CO2的转化率增大， B正确； C加入适当催化剂，可以加快反应速率，但不影响平衡移动， CO2的转化率不变， C错误； D分离出水，生成物浓度减小，平衡正向移动，CO2的转化率增大，D 正确， 答案选BD； （3）由图可知，压强一定时，温度越高，CH3OH 的物质的量越小，说明升高温度平衡向逆 反应方向移动，则正反应为放

21、热反应；正反应为气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡向 正反应方向移动，甲醇的物质的量增大，故压强P1P2；根据反应 CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（ g） 起始（ mol/ L） 0. 10. 27500 转化（ mol/ L）x3xxx 平衡（ mol/ L）0. 1- x0. 275- 3xxx 根据压强为反应前的9/ 10 可以列出表达式(0. 1- x+0. 275- 3x+x+x)/( 0. 1+0. 275)= 9/ 10，可以计算出 x=0. 01875，V（H2）= c( H2)/ t=30. 01875mol / L/ 5min=1. 125

22、10 -2mol/（L?min） ；温度不变平衡常 数不变，图中M 点时，容器体积为10L，结合 M 点的坐标可知，M 点的 CH3OH 的物质的量为 0. 25mol ， 根据反应 CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g） 起始（ mol/ L） 0. 10. 27500 转化（ mol/ L）0. 0250. 0750. 0250. 025 18 平衡（ mol/ L）0. 0750. 20. 0250. 025 K=c( H2O)? c( CH3OH)/ c 3( H 2)? c( CO2)=0. 0250. 025/ 0. 2 30. 075=1.04。 点睛：该题的

23、难点是图像分析，注意从以下几个角度分析：（1）紧扣特征，弄清可逆反应的正反应是吸热还 是放热， 体积增大、 减小还是不变， 有无固体、 纯液体物质参与反应等。 （2）先拐先平， 在含量 ( 转化率 ) 时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大 等。 （3）定一议二，当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作 辅助线。（4）三步分析法，一看反应速率是增大还是减小；二看v 正、 v 逆的相对大小；三看化学平衡移 动的方向。 % 10 【邵阳市2017 届第三次联考】N2H4（肼）可作用制药的原料，也可作火箭的燃料。

24、 （1）肼能与酸反应。N2H6C12溶液呈弱酸性，在水中存在如下反应： N2H6 2+ H 2ON2H5+H3O平衡常数 K1 N2H5 +H 2ON2H4H3O 平衡常数K2 相同温度下，K1K2，其主要原因有两个： 电荷因素，N2H5 +水解程度小于 N2H62 +； _ ； （2）工业上，可用次氯酸钠与氨反应制备肼，副产物对环境友好，该反应化学方程式是_。 （3）气态肼在催化剂作用下分解只产生两种气体，其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。在 密 闭容器中发生上述反应，平衡体系中肼的体积分数与温度关系如图所示。 P2 _ P1（填：、或，下同）。 反应 I：N2H4( g)N2( g

25、) 4NH3( g) H1； 反应 II：N2( g) 3H2( g)2NH 3( g) H2。 H1_H2 7N2H4( g) 8NH3( g) 3N2( g) 2H2( g) H 19 H _（用 H1、H2表示）。 向 1L恒容密闭容器中充入0. 1 mol N2H4， 在 30、 NiPt催化剂作用下发生反应N2H4( g)N2( g) 2H2( g) ，测得混合物体系中（只含N2、H2、N2H4） ，n( N2) n( H2)/ n( N2H4)( 用 y 表示 )与时间的关 系如图所示。 4 分钟时反应到达平衡，04. 0 min 时间内 H2的平均生成速率 v( H2)=_ _

26、。 （4）肼还可以制备肼碱性燃料电池，氧化产物为稳定的对环境友好的物质。该电池负极的电极反应式 为_；若以肼氧气碱性燃料电池为电源，以 NiSO4溶液为电镀液， 在金属器具上镀镍， 开始两极质量相等，当两极质量之差为1. 174g 时，燃料电池中内电路至少有_mol OH -迁移 通过阴离子交换膜。 【答案】第一步水解生成H3O +对第二步水解有抑制作用 2 NH3+NaClO=N2H4+NaCl+ H2O 7H1 +4H20.025m olL -1 min -1 N2H4- 4e - +4OH -=N 2+ 4H2O0. 02 （ 3）肼 在催化剂作用下分解只产生两种气体，其中一种气体能使红

27、色石蕊试纸变蓝色，则方程式为： 3N2H44NH3+N2，增大压强，平衡向左移动， N2H4体积分数增大，故P1大于 P2； （4）反应 I 是吸热反应，H10，反应 II 是放热反应，H20，则 H1 H2； 反应 I：N2H4( g) ?N2( g)+ 2H2( g) H1 反应 II：N2( g)+ 3H2( g) ?2NH3( g) H2 反应 III：7N2H4( g) ?8NH3( g)+ 3N2(g)+ 2H2( g) H 根据盖斯定律知，反应I7+反应 II4=反应 III， H=7H1+4H2； 20 设平衡时n( N2)= a，n( H2)=2a， n( N2H4)= 0.

28、1 mol- a，则： 3a=3. 0(0. 1 mol- a) ，a=0. 05 mol ( H2)= 错误！未找到引用源。 =0. 025mol/( L?min) ； （5）N2H4/ 空气在碱溶液中构成电池，N2H4在负极上发生氧化反应，O2在正极上发生还原反应，负极的 电极反应式为N2H4- 4e -+4OH-=N 2+ 4H2O；镀镍时阴极的反应式为Ni 2+2e- =Ni，镍的相对原子质量为59， 阳极为纯镍，阳极的电极反应式为Ni- 2e -=Ni2+，设至少消耗 N2H4的物质的量为n，由电子守恒知，阴极质 量与阳极质量之差为59g/ m/ ol=1. 174g，n=0. 005mol，则转移电子数为0. 005mol4=0. 02mol，燃料电 池中内电路至少有0. 02mol OH - 迁移通过阴离子交换膜。