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1、备战高考化学化学反应原理综合考查培优易错试卷练习 ( 含答案 ) 含答案 (1)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(
2、g)+2H(g)?H3 =+90.73kJ/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
3、)与 n(H2)的比值不变（4）一定温度下，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
4、 ，设达到平衡时，生成CH3 OCH3 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
5、 2O)0.5 (1.5)30.253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
6、动，即平衡逆向移动，CH3OH 的体积分数增大，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。2 秋冬季是雾霾高发的季节，其中汽车尾气和燃煤尾气是造成雾霾的主要原因之一。
7、（1）工业上利用甲烷催化还原NO，可减少氮氧化物的排放。已知： CH4222H=-574kJ mol-1(g)+4NO (g)=4NO(g)+CO (g)+2H O(g)CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-1160kJ mol -1甲烷直接将NO2 还原为 N2 的热化学方程式为_ 。（2）汽车尾气催化净化是控制汽车尾气排放、减少汽车尾气污染的最有效的手段，主要原理为 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)H0T时，将等物质的量的 NO 和 CO 充入容积为 2L 的密闭容器中，保持温度和体积不变，反应过程 (015min) 中 NO 的物
8、质的量随时间变化如上图所示。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，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。15min 时，若改变外界反应条件，导致n(NO)发生如图所示的变化，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（3）工业上常采用 “碱溶液吸收 ”的方法来同时吸收SO2，和氮的氧化物气体x(NO )，如用氢氧化钠溶液吸收可得到Na23323等溶液。已知：常温
9、下，2的SO 、 NaHSO、 NaNO、NaNOHNO电离常数为 Ka-4，H23a1-2、 Ka2-8 。=7 10SO 的电离常数为K =1.2 10=5.8 10常温下，相同浓度的Na232SO 、 NaNO 溶液中 pH 较大的是 _溶液。常温下， NaHSO3 显 _性 (填“酸 ”“碱”或 “中”，判断的理由是(通过计算说明 )_ 。（4）铈元素 (Ce)是镧系金属中自然丰度最高的一种，常见有+3、 +4 两种价态。雾霾中含有大量的污染物NO，可以被含Ce4+的溶液吸收，生成NO2-、 NO3-（二者物质的量之比为11)。可采用电解法将上述吸收液中的NO2-转化为无毒物质，同时再
10、生Ce4+，其原理如图所示。 Ce4+从电解槽的 _(填字母代号 )口流出。写出阴极的电极反应式： _ 。【答案】 CH-1-1 或 7(MPa)-14(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=-867kJ mol0.0875(MPa)80不 AC Na-的电离常数 K-8，水解常数 KK w-13，电2SO3 酸因为 HSO3a2=5.8 10h= K a2 8.3 10离常数大于水解常数，所以溶液显酸性a 2NO-+8H+6e- =N2 +4H2O【解析】【分析】(4)电解过程中 Ce3+在阳极失电子，变为Ce4+，则 b 进 Ce3+， a 出 Ce4+， N
11、O2-在阴极得电子变为 N2，则 d 进 NO2-， c 出 N2。【详解】42221-1(1) CH (g)+4NO (g)=4NO(g)+CO (g)+2H O(g)H =-574kJ molCH42222-1(g)+4NO(g)=2N (g)+CO(g)+2H O(g)H =-1160kJ mol + 得： CH42222(-574kJmol -1 )+(-1160kJmol -1 ) =-2(g)+2NO (g)=N (g)+CO (g)+2H O(g) H=2867kJ mol-1 ，故答案为： CH42222H=-867kJ mol-1 ；(g)+2NO (g)=N (g)+CO
12、(g)+2H O(g)(2)由图可知， NO 起始物质的量为 0.4mol ， 0到 15min 共减少了 0.2mol ，则催化剂2NO(g)+2CO(g)垐 垐 ?噲 垐? N 2 (g)+2CO 2 (g)起始值 /mol0.40.400，平衡时 p(NO)=变化值 /mol0.20.20.10.2平衡值 /mol0.20.20.10.220MPa0.2=404020MPa，p(CO2)7MPa，同理可得： p(CO)=MPa， p(N2 )=0.2+0.2+0.1+0.277（40220）MPa2MPa=40ppCO2p N 277=0.0875(MPa)-17MPa，所以 K p2N
13、Op2 CO = 402402或（MPa）（7MPa）77-1 。再向容器中充入NO 和 CO各 0.3mol ，加入的 NO 和 CO2 物质的量相等，那么(MPa)280二者引起压强增大量相等，假设二者引起的压强增量分别为p ，则（40220MPa）7MPa+p77-1Qc=Kp，Qc=402402=(MPa)，平衡不移动，故答案为：80（） （）7MPa+p7MPa0.0875(MPa)-1 或7(MPa)-1 ；不；80由图可知 NO 物质的量减小，说明平衡正向移动。A增大 CO浓度，平衡正向移动，NO 物质的量减小， A 正确；B升温，平衡逆向移动，NO 物质的量增大， B 错误；C
14、减小容器体积，等同于增大压强，平衡正向移动，NO 物质的量减小， C 正确；D加入催化剂，反应速率增大，但平衡不移动，NO 物质的量不变， D 错误；故答案为： AC；2的电离常数为a-4， H23a1-2、 Ka2-8 可知，(3) HNOK =710SO 的电离常数为K =1.2 10=5.8 102的酸性强于3-的酸性，则 NO2-的水解程度小于SO32-，所以相同浓度的Na23HNOHSOSO、NaNO 溶液， Na SO 的碱性更强， pH 更大，故答案为：Na SO ；22323HSO3-223a2hw-Kh=10-148.310-13，又因为3 的水解常数+H O ?HSO ，
15、KK =K，故 HSO10-21.23-的电离常数Ka2-8，所以， HSO3-的电离常数大于水解常数，常温下，NaHSO3显HSO=5.8 10酸性，故答案为：酸；因为HSO3-的电离常数 Ka2-8，水解常数 KhK w-13，= K a2=5.8 108.3 10电离常数大于水解常数，所以溶液显酸性；(4) 生成Ce4+Ce3+-4+，Ce4+a口流出，故答案为：a，则-e = Ce在阳极生成，从；NO2- 转化为无毒物质，则NO2-在阴极得电子，转化为N2，结合电子得失守恒、电荷守恒可得阴极电极反应为：2NO2-+-222-+-22+8H+6e =N +4H O，故答案为： 2NO+8
16、H +6e =N +4H O。【点睛】KaKh=Kw ，越弱越水解。3 碳和氮的氢化物是广泛的化工原料，回答下列问题：（1）工业上合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92.2kJ/mol ，反应过程中能量变化如图I 所示。氨分解： 2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的活化能为 _kJ/mol合成氨时加入铁粉可以加快生成NH3 的速率，在图I 中画出加入铁粉后的能量变化曲线。 _（ 2）联氨作火箭燃料的反应为： 2N2 H4 (l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) H1已知： 2O2(g)+N2(g)=N2O4(1)H2 N2H4(1)+O2(g)=N2
17、(g)+2H2O(g) H3上述热效应之间的关系式为H1=_。某新型火箭用液氧 / 煤油代替联氨 /N 2O4，这种替换可能的好处是 _（一条即可）。（3）天然气制氢气是工业上制氢气的主要方法之一，其主要反应如下：i CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)-+206H=.4kJ/mol ，ii CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+H2(g)-41H=.0kJ/mol在一定温度下， 2L 的密闭容器中加入a molCH4 和 2amolH 2O 发生反应， t min 时反应达平衡，测得容器内CObmol、 CO2cmol 。回答下列问题：下列可判断体系达到平衡状态的是_。A C
18、O的体积分数不变B容器内气体密度不变n(CO)不再变化42C 3v(CH )=v(H ) D n(H 2 )0tmin 反应速率 v(CO24K=_。)=_， CH 的的转化率为 _，反应的平衡常数图中 T之后 c(CO2)随温度升高而减小的原因是_。【答案】 427.22H3 -H2环境污染小（或cb+cc(3b+4c)成本低） ADmol/(L min)a 100%b(2a-b-2c)T之后，反应为放热反2t应，升高温度反应向逆反应方向移动是影响c（ CO22）的主要因素，故c（ CO ）减小【解析】【分析】( 1) 放热反应的反应热H=（ Ea2 Ea1）；催化剂可以降低反应的活化能，增
19、大反应速率，即Ea、 Ea1 均减小，但反应热不变；（2）依据盖斯定律计算可得；液氧/ 煤油所用原料成本低，无毒；（ 3）反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质浓度或百分含量保持不变；依据题给数据，建立三段式，结合速率、转化率和化学平衡常数表达式计算可得；反应i 为吸热反应，反应ii 为放热反应，由图可知T时反应达到平衡，升高温度，反应 i 向正反应方向移动，一氧化碳浓度增大，反应ii 向逆反应方向移动，温度对c（ CO2）的影响大于浓度的影响。【详解】( 1) 放热反应的反应热H=（ Ea2Ea1Ea1 335.0 kJ mol，则合成氨反应），由图可知=/ H=（ Ea2335.
20、 0 kJ/ mol ）= 92. 2kJ/ mol ， Ea2=427. 2 kJ/ mol ，即2NH3gN2g3H2 g427 2 kJ mol，故答案为427 2( )( )+( ) 的活化能为./. ；催化剂可以降低反应的活化能，增大反应速率，即Ea、 Ea1 均减小，但反应热不变，则加入铁粉后的能量变化曲线为，故答案为；（2）将题给反应依次编号为，由盖斯定律可知2 =，则 H1=2 H3-H2；用液氧 / 煤油代替联氨 / N2O4 的主要原因是液氧/ 煤油所用原料成本低，无毒，对环境污染小，故答案为 2 H3- H2；环境污染小；（ 3） A、 CO的体积分数不变，说明正反应速率
21、等于逆反应速率，该反应已达平衡状态，故正确；B、根据质量守恒定律，平衡前后气体质量是不变的，在恒温恒容密闭体系中，整个反应过程混合气体的密度始终是不变的，不可作为判断体系达到平衡状态的判据，故错误；C、 3v( CH4)= v( H2) 不能说明正反应速率等于逆反应速率，不可作为判断体系达到平衡状态的判据，故错误；n(CO)D、不再变化，说明在恒温恒容密闭体系中CO和 H2 的浓度不在变化，该反应已达n(H 2 )平衡状态，故正确；AD 正确，故答案为AD；设反应 i 生成一氧化碳的物质的量为x，由题给条件建立如下三段式：CH ( g)+ H O( g)CO( g)+ 3H ( g)422起（
22、 mol ）a2a00变（ mol ）xxx3x平（ mol ） a x2axx3xCO( g)+ HO( g)CO ( g)+ H ( g)222起（ mol ）x2a x03x变（ mol ）cccc平（ mol ） x c2a x cc3x+cc0tmin 内，生成CO2 的物质的量为cmol ，浓度的变化量为2cv( CO2)=mol/( L min) ；由题意可知一氧化碳的物质的量为mol / L，则反应速率bmol ，则有 x c=b，2tx c bCH4b+c100%；平衡时，cCOb molL c H2a-b-2c，的转化率为（）为/， （2O= +2）为a22）为c23b+4
23、cmol/ L，c（ COmol / L， c（ H O）为2mol/ L，反应的平衡常数2c（CO 2） c（ H 2）c3b+4cc(3b+4c)c22K= c（ CO） c（ H 2O）=b2a-b-2c= b(2a-b-2c)，故答案为2tmol /( L min) ；22b+c 100%； c(3b+4c)；ab(2a-b-2c)反应 i 为吸热反应，反应ii 为放热反应，由图可知T时反应达到平衡，升高温度，反应 i 向正反应方向移动，一氧化碳浓度增大，使二氧化碳浓度有增大的趋势，反应ii 向逆反应方向移动，使二氧化碳浓度有减小的趋势，由于温度对c（ CO2 ）的影响大于浓度的影响，
24、所以c( CO2) 随温度升高而减小，故答案为T之后，反应为放热反应，升高温度反应向逆反应方向移动是影响c（ CO2）的主要因素，故c（ CO2）减小。【点睛】本题考查化学反应原理综合应用，侧重分析与应用能力的考查，注意把握反应热与活化能的关系、盖斯定律的计算、化学平衡状态的判断、化学平衡计算为解答的关键。4 氯气是现代工业的重要原料，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热车点，回答下列问题：（1） Deacon 发明的直接氧化法为：4HCl( g)+ O2g 2Cl2 g2H2O g) 。可按下列催化过程( )=( )+(进行：.CuCl2 s CuCl s1 Cl2gH183kJmol
25、- 1( )=( )+2( )=+.CuCl( s)+ 1O2( g)= CuO( s)+1Cl2 ( g)H2=- 20kJ mol - 122.4HCl( g)+ O2223( g)= 2Cl ( g)+ 2H O( g)H反应能自发进行的条件是_。利用H1 和H2 计算H3 时，还需要利用反应_的 H。（ 2）如图为刚性容器中，进料浓度比 c( HCl) ： c( O2) 分别等于 1：1 、4： 1、 7： 1 时 HCl 平衡转化率随温度变化的关系：可知反应平衡常数K（400） _K（ 500）（填“大于”或“小于”）。设容器内初始压强为 p0 ，根据进料浓度比c( HCl) ： c( O2)= 4：1 的数据，计算400时容器内的平衡压强_（列出计算式）。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的=能耗。进料浓度比c( HCl) ： c( O2) 过低、过高的不利影响分别是 _。（3）已知：氯气与NaOH 溶液反应可生成 NaClO3。有研究表明，生成NaClO3 的反应分两步进行：.2ClO- =ClO2- +Cl-.ClO2- +ClO- =ClO3- +Cl-常温下，反应能快速进行，但氯气与NaOH 溶液反应很难得到NaClO3，试用碰撞理论解