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1、温州高考化学复习化学反应原理综合考查专项综合练一、化学反应原理综合考查1 近年全球气候变暖，造成北极冰川大面积融化，其罪魁之一就是CO2，如何吸收大气中的 CO2，变废为宝，是当今化学研究的主题之一。I.二甲醚可用作溶剂、冷冻剂喷雾剂等，科学家提出利用CO2 和 H2 合成二甲醚，反应原理为 2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2 O(g) ?H（1）已知： H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g) H1=+42kJ/molCH3OCH3 (g)+H2 O(g)2CH3OH(g) ?H2=+24.52kJ/molCH3OH(g)CO(g)+2H(g)?H3 =+90.
2、73kJ/mol则?H=_kJ/mol 。（2）一定温度下，在一个2L 的密闭容器中充入 2molCO2 和 6molH 2 发生上述反应，经过5min 反应达到平衡，此时容器中压强与起始压强之比为3： 4，则用 CH OCH 表示的平均33反应速率为 _， H2 的转化率为 _；此时若向体系中再加入2molCO2 和 1.5molH 2O(g)，平衡_移动 (填正向、逆向、不 )。（3）对于恒温恒容条件下进行的反应，下列说法能说明反应已达平衡的是_。A 混合气体密度不发生改变B 混合气体的平均相对分子质量不再发生改变C v(CO)正=v(H2)逆D n(CO)与 n(H2)的比值不变（4）一
3、定温度下，密闭容器中进行的反应，测得平衡时混合物中某物质的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示，则纵坐标表示的物质是_，压强 P1_P2(填 、 3 10min【解析】【分析】【详解】垐 ?(1)根据盖斯定律，方程式2CO2 (g)+6H2(g) 噲 ? CH3OCH3(g)+3H2O(g)，可用2 2 得到，则 H= H1 2 H2 H3 2= ( 42) 2( 24.52) (90.73) 2kJ mol 1= 289.98kJ mol 1；(2)根据物质的量比等于压强比，平衡时容器中压强与起始压强之比为3:4，可得平衡时混合气体的物质的量为 6mol ，设达到平衡时，生成CH3 OC
4、H3 的物质的量为 xmol，有：开始的物质的量转化的物质的量平衡的物质的量2CO (g)6H2(g) 垐 ?CHOCH(g)3H2O(g)2噲?3326002x6xx3x2 2x66xx3x可得 2 2x+6 6x x3x=6mol ，求解 x=0.5mol ，可得平衡时 CO22332、 H 、 CH OCH 、 H O 的物质的量分别为1mol、 3mol 、0.5mol 、 1.5mol ；用 CH3v0.5molg-1g-13；OCH 表示的平均反应速率0.05mol Lmin2L 5minH2 的转化率为3mol 100% 50% ；6min3(H 2O)0.5 (1.5)30.2
5、53平衡常数 Kc(CH3 OCH3 )gc220.750.037，若向体系c2 (CO2 )c6 (H 2 )( 1) 2 ( 3)60.521.5622中再加入 2molCO2 和 1.5.molH 2O(g)，此时 CO2、 H2、CH3OCH3、H2 O 的物质的量分别为3mol 、 3mol、 0.5mol 、 3mol ，则浓度商c(CH3 OCH 3) gc3 (H 2O)0.5332( 2 )0.251.53，可知 Qc0，升高温度，平衡正向移动， CH3OH 的体积分数减小；则纵坐标表示的物质为CH3OH；增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，即平衡逆向移动，CH3OH 的
6、体积分数增大，所以 P1P2；2-垐 ?2-(aq)，平衡常数(5)根据 CaSO(s)+CO(aq) 噲 ? CaCO(s)+SO4334c(SO42- )c(Ca2+ )c(SO42- )K sp (CaSO4 )910-63KK sp (CaCO3 )=10 93 10 。c(CO32- ) c(Ca2+ )c(CO32- )3【点睛】问题 (2)中，同时加入2molCO2 和1.5.molH2O(g)，不能根据勒夏特列原理判断，因此利用浓度商和平衡常数的关系，判断平衡移动方向。2Cr、 S 等元素的化合物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。
7、（1）还原沉淀法是处理含铬（Cr2O72- 和 CrO42- ）工业废水的常用方法，过程如下： 已知：常温下，初始浓度为-1 的 Na溶液中 c(Cr2O72-+1.0 mol L2CrO4)随 c(H )的变化如图所示。则上述流程中CrO42- 转化为 Cr2O72-的离子方程式为 _ 。 还原过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。 Cr 3+与 Al3+的化学性质相似，对CrCl3溶液蒸干并灼烧，最终得到的固体的化学式为_。310-32，欲使处理后废水中的 c(Cr3+)降至 1.0 10-5-1 （即 常温下， KspCr(OH) =1.0mol L沉淀完全），应调节至溶液的pH=_。
8、（2） “亚硫酸盐法 ”吸收烟中的 SO2 将烟气通入 1.0mol/L 的 Na SO 溶液，当 Na SO 恰好完全反应时，溶液pH 约为 3，此2323时，溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为_（用离子浓度符号和“ ”号表示）。 室温下，将烟道气通入 (NH4)2SO3 溶液中，测得溶液 pH 与含硫组分物质的量分数的变化关系如图所示。已知部分弱电解质的电离常数（25）如下：电解质电离常数a1-2H2SO3K =1.54 10a2-7K =1.02 10NH3H2Ob-5K =1.74 10（i ） (NH4 2 3溶液呈 _（填 “酸 ”、 “碱 ”或“中”）性，其原因是 _ 。) SO
9、（ ii ）图中 b 点时溶液 pH=7，则 n(NH4+):n(HSO3- )=_。【答案】 CrO42- 2H+2 72-H21:62 3+3-+32-)Cr OOCr O5 c(Na )c(HSO) c(H ) c(SO-23的第二电离常数a2 10-7小于 NH3 2O 的电离常数b32-的c(OH )碱 H SOK =1.02HK，故 SO水解程度比 NH4+的水解程度大，溶液呈碱性3:1【解析】【详解】(1) 从图中可以看出，2-+-7mol/L时，c(Cr2O7) 随 c(H )的增大而不断增大，当c(H )=6.010272-)=0.4mol/L，此时反应达平衡状态，所以此反应
10、为可逆反应。由此可得4 2-转化c(Cr OCrO为 Cr2O72- 的离子方程式为CrO42- 2H+Cr2O72- H2O 答案为 CrO42- 2H+Cr2O72- H2O 依据电子守恒，氧化剂2-与还原剂2+2-2+Cr2O7Fe 的关系为： Cr2O76Fe从而得出还原过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1: 6。答案为 1: 6； Cr 3+与 Al3+的化学性质相似，说明Cr3+在水溶液中易发生水解反应，最终生成Al(OH)3，灼烧时再分解为铬的氧化物。所以对CrCl3 溶液蒸干并灼烧，最终得到的固体的化学式为Cr O 。答案为 Cr O2323 KspCr(OH)3 = c(C
11、r 3) c3 (OH)1.010 5c3 (OH ) 1.0 10-32c(OH) 10 9 mol / L ， pH=5。答案为 5；(2) 将烟气通入 1.0mol/L 的 Na2SO3 溶液，当 Na2SO3 恰好完全反应时，全部生成3pH 约为 3，则表明3-以电离为主。NaHSO ，此时溶液HSO发生的电离、水解反应方程式为：HSO3-+32-、3-223-、H +SOHSO +H OH SO +OH2+-从而得出溶液中各种离子浓度由大H OH +OH 且前面反应进行的程度大于后面反应，到小的顺序为+-+2-c(Na33) c(OH )。) c(HSO ) c(H ) c(SO答案
12、为 c(Na+) c(HSO3-)c(H+)c(SO32-) c(OH- ) （i）在 (NH4)2SO3 溶液中， NH4 +、 SO32-都将发生水解，从表中数据Ka2=1.02 10-7 、Kb=1.74 10-5 可以看出， HSO3-的电离常数小，SO32-的水解常数大，所以溶液呈碱性。答案为碱；溶液呈碱性的原因是：溶液H2SO3 的第二电离常数Ka2=1.02 10-7 小于 NH3H2 O 的电离常数Kb，故 SO32-的水解程度比NH4+的水解程度大，溶液呈碱性。答案为： H2SO3 的第二电离常数Ka2=1.02 10-7 小于 NH2-的水解3 H2O 的电离常数Kb，故
13、SO3程度比 NH4+的水解程度大，溶液呈碱性。（ ii ）图中 b 点时溶液 pH=7，此时 c(HSO3-)=c(SO3 2-)，则 c(NH4HSO3)=c(NH4)2SO3 ，从而得出 n(NH4+) ： n(HSO3- )= 3：1 答案为 3： 1。3 CO2 和 CH 4 是两种主要的温室气体，以CH 4 和 CO2 为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向，回答下列问题：( 1) 工业上 CH 4H 2 O 催化重整是目前大规模制取合成气（CO 和 H2 混合气称为合成气）的重要方法，其原理为：反应：CH 4 (g)垐 ?3H 2 (g)；H 1206.4kJm
14、ol1H 2 O(g) 噲? CO(g)反应：CO(g)H 2O(g) ?CO 2 (g)H 2 (g) ；H 241kJ mol 1CH 4 (g)和 H 2O(g) 反应生成 CO 2 (g) 和 H 2 (g) 的热化学方程式是 _ 。( 2) 将 1mol CH 4 (g) 和 1 molH 2O(g) 加入恒温恒压的密闭容器中（温度298K、压强100kPa），发生反应，不考虑反应的发生，该反应中，正反应速率v正k正p CH 4p H 2 O ， p 为分压（分压 =总压物质的量分数），若该条件下k正4.5 104kPa1s1-1。，当 CH 4 分解 20%时， v正 _kPa?s
15、( 3) 将 CO2 和 CH 4 在一定条件下反应可制得合成气，在1 L 密闭容器中通入 CH 4 与CO2 ，使其物质的量浓度均为 1.0 mol L1 ，在一定条件下发生反应：CH 4 (g)垐 ?，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系CO2 (g) 噲? 2CO(g) 2H 2 (g)如下图所示：压强 P1 、 P2 、 P3 、 P4 由小到大的关系为_。对于气相反应，用某组分（B）的平衡压强p( B) 代替物质的量浓度c( B) 也可表示平衡常数（记作 K p ），如果 P42 MPa ，求 x 点的平衡常数K p_（用平衡分压代替平衡浓度计算）。下列措施中能使平衡正向移动的是
16、_（填字母）。a升高温度b增大压强c保持温度、压强不变，充入Hed恒温、恒容，再充入1 molCO2 和 1 mol CH 4( 4) 科学家还研究了其他转化温室气体的方法，利用图所示装置可以将CO2 转化为气体燃料 CO（电解质溶液为稀硫酸），该装置工作时，M 为 _极（填“正”或“负”），导线中通过2 mol 电子后，假定体积不变M 极电解质溶液的pH_（填“增大”、“减小”或“不变”），N 极电解质溶液变化的质量m_g。【答案】 CH(g)2H2O(g) =CO(g)4H2(g)H165.4kJ mol10 542.P1 P2 P3P416 (MPa) 2 或 1.78(MPa) 2ac
17、d负不变189【解析】【分析】【详解】( 1) 反应： CH 4 (g)垐 ?3H 2(g)H 1206.4kJmol1H 2O(g) 噲? CO(g)反应： CO(g)H 2O(g) ?CO 2 (g)H 2 (g) ；H 241kJ mol 1利用盖斯定律，将反应+反应，即可得出热化学方程式为CH 4 (g)2H 2 O(g) =CO 2 (g)4H 2 (g)H165.4kJmolCH 4 (g)2H 2 O(g) =CO 2 (g)4H 2 (g)H165.4kJmol1 。答案为：1 ；( 2) 当 CH4 分解 20%时，建立如下三段式：CH 4 (g)H 2 O(g) ?CO(g
18、)3H 2 (g)起始量 (mol)1100变化量 (mol)0.20.20.20.6平衡量 (mol)0.80.80.20.6v正k正 p CH 4p H 2 O=4. 5 10-0.8 100kPa) (0.8100kPa)= 0. 54 kPa1?s 1(2.42.4- 1kPa?s 。答案为： 0. 5；( 3) 从方程式看，加压平衡逆向移动，CH4 的转化率减小，由此得出压强P1 、 P2 、 P3 、P4 由小到大的关系为P1P2P3 P4 。答案为： P1P2 P3 P4 ；在 x 点， CH4 的转化率为50%，建立三段式：CH 4 (g)CO 2 (g) ?2CO(g)2H
19、2 (g)起始量 (mol)1100变化量 (mol)0.50.511平衡量 (mol)0.50.511( 12MPa)2( 12MPa)216点的平衡常数33(MPa)2或1.78(MPa)2xKp= 0.50.5=。答案为：2MPa932MPa316 (MPa) 2 或 1.78(MPa) 2 ；9 a从图象看，升高温度， CH4 的转化率增大，则正反应为吸热反应，升高温度平衡右移， a 符合题意；b反应物气体分子数小于生成物气体分子数，增大压强，平衡逆向移动，b 不合题意；c保持温度、压强不变，充入He，则容器体积增大，平衡正向移动，c 符合题意；d恒温、恒容，再充入1 molCO2 和
20、 1 mol CH 4 ，则增大反应物浓度，平衡正向移动， d 符合题意；故选 acd。答案为： acd；( 4) 该装置工作时， M 极由 H2O 失电子转化为O2，则其为负极；-+M 极： 2H2O- 4e=O2+4H ，2-+4H+ 2CO 2H2+N极：2CO+4e=+O2 mol电子，M极生成2molH，同时有，导线中通过2molH+转移入正极，所以M 极 c( H+) 不变，电解质溶液的pH 不变；导线中通过 2mol 电子， N 极生成 1molH 2O，电解质溶液变化的质量m =1mol 18g/ mol=18g。答案为：负；不变； 18。【点睛】电极发生反应后，溶液仍呈电中性
21、，所以离子会发生迁移，如反应-+2H2 O- 4e=O2+4H ，当电路中通过 4mole - 时，溶液中多出了4molH +，为保持溶液电性的平衡，应转移出4molH +，或转移入带 4mol 负电荷的阴离子。4 十八大以来，各地重视“蓝天保卫战”战略。作为煤炭使用大国，我国每年煤炭燃烧释放出的大量 SO2 严重破坏生态环境。现阶段主流煤炭脱硫技术通常采用石灰石- 石膏法将硫元素以 CaSO的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO 又会与4 的形式固定，从而降低SO2CaSO4 发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：反应： CaSO4( s)+ CO( g)CaO( s) +2
22、211-SO ( g) +CO ( g) 活化能 Ea ， H=218. 4kJ mol1反应： CaSO4s4CO gCaS s4CO2g活化能Ea2H21756kJ mol 1( )+( )( ) +( )，= -.请回答下列问题：（ 1）反应 CaO( s)+ 3CO( g)+ SO2( g) ? CaS( s)+ 3CO2( g) ； H=_kJ?mol - 1；该反应在_（填“高温”“低温”“任意温度”）可自发进行。2）恒温密闭容器中，加入足量CaSOCO气体，此时压强为 p0。 tmin（4 和一定物质的量的中时反应达到平衡，此时CO 和 CO2 体积分数相等， CO2 是 SO2
23、 体积分数的2 倍，则反应 I的平衡常数Kp _( 对于气相反应，用某组分B 的平衡压强 p( B) 代替物质的量浓度c B) 也可表示平衡常数，记作Kp，如p B px Bpx B( ) ( )，为平衡总压强， ( ) 为平衡系统中 B 的物质的量分数 ) 。（3）图 1为 1000K 时，在恒容密闭容器中同时发生反应I 和 II， c( SO2) 随时间的变化图像。请分析图1 曲线中 c( SO2 ) 在 0 t 2 区间变化的原因_。（4）图 2 为实验在恒容密闭容器中，测得不同温度下，反应体系中初始浓度比c(CO 2 ) 与c(CO)SO 体积分数的关系曲线。下列有关叙述正确的是_ 。
24、2A当气体的平均密度不再变化，反应I 和反应同时达到平衡状态B提高 CaSO 的用量，可使反应 I 正向进行， SO 体积分数增大42C其他条件不变，升高温度，有利于反应I 正向进行， SO 体积分数增大，不利于脱硫2D向混合气体中通入氧气（不考虑与SO反应），可有效降低SO 体积分数，提高脱硫效22率（5）图 1中， t 2 时刻将容器体积减小至原来的一半，t3 时达到新的平衡，请在图1 中画出t - t3区间 c( SO ) 的变化曲线 _ 。22【答案】 - 394 . 0kJ mol - 1低温0. 25p01较小，反应速率I 比 II 大，反应 I 的活化能 Ea0t 1 阶段 c(
25、 SO2) 增大， t 1 后反应 II 为主， c( CO) 减小，使反应I 逆向进行，故c( SO2) 减小， t2 时反应达到平衡状态。ACD；【解析】【分析】【详解】( 1) 反应： CaSOCaO( s) + SO2( g) +CO2( g)- 14( s)+ CO( g) ?H1=218. 4kJ mol反应： CaSO4CO2 ( g) 14 ( s)+ 4CO( g) ? CaS( s) +H2= - 175. 6kJ mol根据盖斯定律反应- 反应得： CaO( s)+ 3CO( g)+ SO2( g) ?CaS( s)+ 3CO2( g) ，所以，21 12184kJmol
26、 - 1394.0kJ mol- 1。该反应为气体分子数减小HH-H=-1756kJ mol-.=-=.的反应， S0， H 0，当 H- TS0 时，反应能自发进行，则T 较小的时候反应能自发进行，即该反应在低温时能自发进行，故答案为：-394.0kJ mol - 1；低温；( 2) 设参加反应的CO起始的物质的量为 a，平衡时， CO和 CO2 体积分数相等， CO2 的体积分数是 SO2 体积分数的 2 倍，故设平衡时，SO2的物质的量为xmol ， CO和 CO2 的物质的量为 2x，则对于反应有：CaSO4s+ CO g ?CaO s+SO2g + CO 2 g起始 /mola00变
27、化 /molxxx平衡 /mola-xxx则反应生成的 CO2的物质的量为 ( 2x- x) mol =xmol，生成 CO 的物质的量 = 2x-( a-xmol=(3x-a mol，则对于反应有：)起始 /mol变化 /mol平衡 /molCaSO4 s + 4CO g ? CaS s+ 4CO 2 g4x-a0xx3x-ax结合反应、可知：CO的充入量为 ( 4x- a)+ a=4x，而平衡时，气体的总物质的量=2x+x+2x=5x，设平衡时体系总压为4xp0，解得： p=5p，则=p0 ，所以反应的平衡常5xp4( 5p02 )( 5p01 )数 Kp= 4545 =0. 25p00. 25p0；5p02，故答案为：()45( 3) 因反应的活化能小于反应的活化能，0 到 t1，反应速率大于反应，