苏州化学一模试题分类汇编——化学反应原理综合考查综合.docx

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1、苏州化学一模试题分类汇编化学反应原理综合考查综合一、化学反应原理综合考查1 铝及其合金可用作材料、铝热剂等，在环境修复等方面也有着巨大的应用潜力。(1)铝的冶炼、提纯的方法很多。高温碳热歧化氯化法冶铝包含的反应之一为：Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)3CO(g)+3AlCl(g)，其平衡常数表达式为K=_。碳热还原Al2O3 冶铝的部分反应如下： .2Al2O3(s)+9C(s)=Al4 C3(s)+6CO(g) H1=akJ/mol . 4Al 2O3(s)+Al4C3(s)=3Al4 O4C(s) H2=bkJ/mol . Al4O4C(s)+Al4C3(s)=8Al(g)+

2、4CO(g) H3=ckJ/mol反应 Al2O3(s)+3C(s)=2Al(g)+3CO(g)的 H=_kJ/mol用离子液体 AICb-BMIC(阳离子为 EMIM+ 、阴离子为 AlCl4 、Al2 7Cl)作电解质，可实现电解精炼铝。粗铝与外电源的_ 极(填 “正”或 “负 ) 相连；工作时，阴极的电极反应式为 _。(2)真空条件及 1173K 时，可用铝热还原 Li AlO制备金属锂 (气态 )，写出该反应的化学方程54式： _。(3)用 Al、Fe 或 Al-Fe 合金还原脱除水体中的硝态氮(NO3-N)，在 45，起始 c(KNO3-N)为50mgL-1、维持溶液呈中性并通入Ar

3、 等条件下进行脱除实验。结果如图所示(c0 为起始浓度、 c 为剩余浓度 )：纯 Al 在 03h 时， NO3-几乎没有被脱除，其原因是_；写出 3h后 NO3-被还原为 N2 的离子方程式： _ 。Al-Fe 合金 12h 比纯 A134h 的脱除速率快得多的可能原因是_ 。c3(CO)c3 (AlCl)4a+b+3c+Al 3Li5AlO4 + 5Al【答案】c(AlCl 3 )正 4Al2 Cl7+3e= 7AlCl4121173K真空 15Li(g) + 4Al2O3铝表面的氧化膜仍未被溶解10Al + 6NO3 +12H2O +6H+4532Al-Fe 形成原电池能加速电子转移10

4、Al(OH)+ 3N 【解析】【分析】(1)平衡常数表达式为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值；利用盖斯定律去反应热；电解精炼时，粗铝作阳极，而阴极上生成Al；(3) Al、Fe 的活泼性不同，在溶液中可以构成原电池，加快反应速率。【详解】(1)平衡常数表达式为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，固体的浓度为定c3 (CO) c3 (AlCl)值，不出现在表达式中，则平衡常数K =c(AlCl 3 )；根据盖斯定律，反应111可得目标反应 +反应 +反应 3124111Al2 O3(s)+3C(s)=2Al(g)+3CO(g)，则 H=H1 +H2+H3 kJ/mol31244a+

5、b+3c=kJ/mol ；12电解精炼中，含有杂质的金属作阳极，失去电子，形成离子进入电解质中，在阴极得到电子得到单质，从而完成冶炼过程，因此粗铝与外电源的正极相连；电解质溶液中Al 以、 Al2 Cl7的形式存在，在阴极得到电子，生成Al，电极方程式为AlCl44Al2Cl7+3e=7AlCl4+Al；(2)真空条件及1173K 时，可用铝热还原Li AlO制备金属锂， Al 则转化为 Al O ，化学方程5423式为 3Li541173K23AlO +5Al 真空 15Li(g)+4Al O；(3)纯 Al 在3几乎没有被脱除，说明几乎没有反应，而在3h 后，反应才开0 3h， NO始，可

6、能是由于 Al 的表面有一层氧化膜，阻止了反应的进行，因此纯Al 在 03h 时， NO3-几乎没有被脱除，其原因是铝表面的氧化膜仍未被溶解；Al 和 NO3反应，溶液是中性的，产物中 Al 以 Al(OH)3 的形式存在， Al 的化合价从0 升高到 3 价， NO3 中 N 的化合价从 5价降低到0 价，根据化合价升降守恒，5： 3，再根据电荷守恒和原Al 和 NO3 的系数比为子守恒，可得离子方程式为10Al+6NO32+ 4532+12H O+6H10Al(OH)+3N ；Al、 Fe 的活泼性不同，在溶液中可以构成原电池，加快电子转移，加快了反应速率。2 CO2 和 CH 4 是两种

7、主要的温室气体，以CH4 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 1206.4kJ mol1H 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 1 mol CH 4 (g

8、) 和 1 mol H 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vkp CH 4p H 2 O， p为分压（分压 =总压物质的量分数），若该条件下正正k正4.5104kPa1s1，当 CH 4 分解 20%时， v正-_kPa?s 1。( 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 L 1 ，在一定条件下发生反应：CH 4 (g)CO2垐 ?2H 2 (g) ，测得 CH4 的平衡转化率与温度及压强的关系(g) 噲

9、? 2CO(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_（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”

10、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)2acd 负不变 189【解析】【分析】【详解】( 1) 反应： CH 4 (g)垐 ?(g)H 1206.4kJ mol1H 2O(g) 噲 ? CO(g) 3H 2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+

11、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)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 10-1(0.8 100kPa) (0.8100kPa)= 0. 54 kPa 1?s2.4

12、2.4kPas- 1。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P1P2P3P4 。答案为： P1P2P3 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 2 (g)起始量 (mol)1100变化量 (mol)0.50.511平衡量 (mol)0.50.511(12MPa)2(12MPa)2x 点的平衡常数Kp33162或2=0.50.5=(MPa)1.78(MPa)。答案为：2MPa2MPa93316 (MPa) 2 或 1.

13、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 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

14、mol电子，M极生成2molH，同时有，导线中通过+转移入正极，所以+pH 不变；导线中通过2 mol 电2molHM 极 c( H ) 不变，电解质溶液的子， 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，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。3 研究发现， NOx 和 SO2 是雾霾的主要成分。.NOx 主要

15、来源于汽车尾气，可以利用化学方法将二者转化为无毒无害的物质。已知： N2(g) O2g2NO g)H180 kJ mol 1( )(2CO( g) O2( g)2CO2( g) H 564kJ mol 11）2NOg2CO g2CO22（( ) ( )(gNgH _。) ( )（ 2） T时，将等物质的量的 NO 和 CO充入容积为 2 L 的密闭容器中，保持温度和体积不变，反应过程 ( 0 15 min ) 中 NO 的物质的量随时间变化如图所示。已知：平衡时气体的分压气体的体积分数体系的总压强，T时达到平衡，此时体系的总压强为 p=20MPa，则 T时该反应的压力平衡常数Kp _；平衡后，

16、若保持温度不变，再向容器中充入NO 和 CO2 各 0. 3mol ，平衡将 _ ( 填“向左”、“向右”或“不” ) 移动。 15 min 时，若改变外界反应条件，导致 n( NO) 发生如上图所示的变化，则改变的条件可能是 _( 填序号 )A. 增大 CO 浓度B. 升温C. 减小容器体积D. 加入催化剂 . SO2 主要来源于煤的燃烧。燃烧烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。已知：亚硫酸：Ka1 =2 . 0 10- 2Ka2=6. 0 10- 7（ 3）请通过计算证明， NaHSO3 溶液显酸性的原因： _。（ 4）如图示的电解装置，可将雾霾中的NO、 SO2 转化为硫酸铵

17、，从而实现废气的回收再利用。通入 NO 的电极反应式为 _ ；若通入的 NO 体积为 4. 48L( 标况下) ，则另外一个电极通入的SO2质量至少为_g。【答案】 -744 kJmol10 08757 80-的水解常数( 或)不AC HSO3./- 13 Ka2=6. 0 10- 7-的电离常数 ) ，所以显酸性 NO 5eK=Kw/ Ka1=5. 0 10( HSO36H32NH4 H2O【解析】【详解】1）已知：N222NOg) ，2CO gO22（gOg() (g)2COg( ) ()( ) ，由盖斯定律催化剂可知：得2NO( g) 2CO( g)垐 垐 垐 ?噲 垐 垐 ? 2CO2

18、( g) N2( g) 的 H=( 564 180) kJmol1744kJ mol 1=；2NO垐 ?2CO2+N 2+2CO 噲 ?（2）起始量(mol)0.40.400转化量 (mol)0.20.20.20.1平衡量 (mol)0.20.20.20.120.2= 40 ，p( NO)= p( CO)= p( CO )= 20MPa70.2+0.2+0.2+0.12)= 20MPa0.1=20 ， Kpp2 (CO 2 )gp(N 2 )= 7 =0. 0875；同样可计算p( N7=p2g2(CO)800.2+0.2+0.2+0.1(NO) p化学平衡常数K=5，再向容器中充入NO 和

19、CO2 各 0. 3mol ，此时的浓度商为仍为5，因此平衡不移动；15min 时，改变某一因素，NO 的物质的量减少，说明平衡向正反应方向移动。增大CO的浓度，平衡向正反应方向移动，NO 的物质的量减小，A 项正确；正反应是放热反应，升温，平衡向逆反应方向移动， NO 的物质的量增大， B 项错误；减小容器的体积，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动， NO 物质的量减小， C 项正确；加入催化剂，化学平衡不移动， D 项错误；答案选 AC；（ 3） HSO3- 的水解常数 K=Kw/ Ka1=5. 0 10- 13 Ka2=6. 0 10- 7，电离平衡常数大于水解平衡常数，说明溶液显酸性

20、；（4）根据电解装置，NO 和 SO2 转化为硫酸铵，说明，即 NO 在阴极上发NO 转化成 NH4生 NO 6H5e =NH4 H2O；阳极反应式为 SO2 2H2O 2e =4H SO42 ，根据得失电子数目守恒，因此有 2NO 10e 5SO2，求出 SO2 的质量为4. 48 5 64/( 2 22. 4) g=32g。【点睛】正确书写电极反应式做到“三看”一看电极材料，若是金属AuPt除外 ) 作阳极，金属( 、一定被 解 ( 注： Fe 生成 Fe2 ) 。二看介 ，介 是否参与 极反 。三看 解 状 。4 研究大气 染物SO2、 CH3OH 与 H2O 之 的反 ，有利于揭示 霾

21、的形成机理。反 i： SO3 (g)+H 2O(g)=H 2SO4 (1)H 1227.8kJ mol 1反 ii： CH 3OH(g)+SO 3 (g)=CH 3 OSO3 H(g)( 硫酸氢甲酯)H 2-63.4kJ mol -1（ 1） CH3 OSO3H 生水解：CH 3OSO3H(g)H 2 O(g)CH 3OH(g)H 2SO4 (1) H=_kJ/mol 。（ 2） T ，反 ii 的 CH3OH(g)、 SO3(g)的初始 度分 1 10-8 mol L-1、2 10-9 mol L-1 ，平衡 SO3 化率 0.04%， K=_。（3）我国科学家利用 算机模 算，分 研究反

22、ii 在无水和有水条件下的反 程，如 所示，其中分子 的静 作用力用“”表示。分子 的静 作用力最 的是_ （填“ a”、“ b ”或“ c”）。水将反 ii 的最高能 由 _eV 降 _eV。d 到 f 化的 子 移， 程断裂的化学 _（填 号）。A CH3OH 中的 氧 BCH3OH 中的碳氧 C H2O 中的 氧 D SO3 中的硫氧 （ 4）分 研究大气中 H2O、 CH3OH 的 度 反 i、反 ii 物 度的影响， 果如 所示。当 c(CH10-11-1 ， c(CH3OH)大于mol.L3OH)越大， c(H2SO4)越小的原因是 _ 。当 c(CH10-11-1 ， c(H3O

23、H)小于mol.L2O)越大， c(CH3OSO3H)越小的原因是 _ 。【答案】 -164.4 44-110a 20.93 6.62 ACD 反 i 和反 ii 争反 ，甲醇 Lmol度增大，促 了甲醇和三氧化硫反 ，抑制了三氧化硫和水的反 ，硫酸的 度减小水的 度越大，甲醇和三氧化硫碰撞几率越小，生成CH3 OSO3H 越小， c(CH3OSO3H)越小【解析】【分析】(3)图形很陌生，但仔细观察发现其实是反应历程与能量变化图，问题就变简单了。(4)反应 i 和反应 ii 为竞争反应，两个反应都消耗三氧化硫，三氧化硫浓度不变的情况下，一个反应程度增大另一个反应程度一定减小。【详解】(1)反

24、应 i： SO3 (g)+H 2O(g)=H 2SO4 (1)H 1227.8kJmol 1反应 ii： CH 3OH(g)+SO 3(g)=CH 3OSO3H(g)H 2 -63.4kJmol -1反应 i-反应 ii 有： CH 3OSO3 H(g) H 2O(g)CH 3OH(g)H 2SO4 (1) ，所以H = H 1 -H 2 =(227.8kJ mol 1 )-( -63.4kJ mol-1 )=-164.4 kJmol-1 ，故答案为： -164.4；-9-1-13-1(2)SO3 转化率为0.04%，则 SO3 转化值 = 2 10 molL 0.04%=8 10molL ，

25、列三段式如CH 3OH(g)+SO3 (g)=CH 3OSO3H(g)起始浓度 /molL-1110-8210-90下：L-1810-13810-13810-13，变化浓度 /mol平衡浓度 /molL-1 (100000-8)10-13(20000-8) 10-13810-13K=8 10-13mol L-1L-1 (100000-8)10-13molL-1(20000-8)10 -13mol8 10-13-13 L mol-14-1，故答案为：4-1；10000010-132000010=4 10Lmol410Lmol(3) a 处的两个分子能量更低，更稳定，分子间静电作用更强，故答案为：

26、a；无水时，反应ii 的最高能垒为19.59eV-(-1.34eV)=20.93eV，有水时，反应ii 的最高能垒为3.66eV-(-2.96eV)=6.62eV，即水将反应 ii 的最高能垒由20.93eV 降为 6.62eV，故答案为：20.93；6.62；由图可知，水分子中的氢氧键断了一根，又形成一根；CH3OH 中的氢氧键断了， O 和 S原子重新形成一根键；SO3 中硫氧双键断了一根，变成硫氧单键，S 和甲醇中的 O 重新形成一根单键，综上所述，水中的氢氧键、甲醇中的氢氧键、三氧化硫中的硫氧键都发生了断裂， ACD符合，故答案为：ACD；(4)反应 i 和反应 ii 都消耗三氧化硫，

27、为竞争反应，甲醇浓度增大，促进了甲醇和三氧化硫反应，抑制了三氧化硫和水的反应，硫酸的浓度减小，故答案为：反应i 和反应 ii 为竞争反应，甲醇浓度增大，促进了甲醇和三氧化硫反应，抑制了三氧化硫和水的反应，硫酸的浓度减小；水的浓度越大，甲醇和三氧化硫碰撞几率越小，生成CH3333OSO H 减小，c(CH OSO H)减小，故答案为：水的浓度越大，甲醇和三氧化硫碰撞几率越小，生成CH33OSO H 越少，33c(CH OSO H)越小。【点睛】-13-1-13-1-(2)计算时作如下近似处理： (100000-8) 10molLL =10 100000 10mol8 mol L-1(20000-

28、8) 10-13mol L-1 2000010-13molL-1210-9 molL-1 。5 工业上将石灰石和硫煤混合使用，称之为“固硫”，其反应原理为：322( g)421- 1。2CaCO ( s)+ 2SO ( g)+ O2CaSO ( s)+ 2CO ( g)H =akJ mol已知：CaO sCOgCaCO3sH2bkJ- 1( )+2mol ；( )( )=2SO2( g)+ O2( g)2SO3( g)H3=ckJ mol- 1。请回答下列问题：（1） CaSOCaO( s)+ SO3( g) H=_kJ mol- 1 ( 用 a、 b、 c 表示 ) 。4( s)（2） T1

29、时，向某恒容密闭容器中通入一定量的CO2 和足量 CaO发生反应：CaO( s)+ CO2( g)CaCO3( s) ， CO2 的浓度随时间变化如图所示： 0 8min ，v( CO2)= _。t 1min 时，若保持其他条件不变，压缩容器体积至原来的12， t2min 重新达到平衡，请在图中画出CO2 的浓度自条件改变至新平衡的变化曲线_。（3） T2时，向某密闭容器中通入2molSO2 和 1molO 2 发生反应：2SO ( g)+ O ( g)2SO ( g)H=ckJ mol- 1。2233若该容器为恒压密闭容器，下列选项可判断反应已达平衡状态的是_。A. 混合气体的密度不再改变B 混合气体的压强不再改变C0.1molO=O键，同时生成0.2molS