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1、备战高考化学化学反应原理综合考查的综合热点考点难点附详细答案一、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)?H
2、3 =+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)与 n(H2)的比
3、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 ，设达到平衡时，生
4、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 2O)0.5 (1
5、.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动，即平衡逆向移动，
6、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。2I. 合成气（ CO+H2 ）广泛用于合成有机物，工业上常采用天然气与水蒸气反应等方法来制取合
7、成气。（1）已知： 5.6L(标况下 )CH4 与水蒸气完全反应，吸收51.5KJ 的热量，请写出该反应的热化学方程式 _ 。（2）在 150 时 2L 的密闭容器中，将2 mol CH4 和 2 mol H 2O(g)混合，经过15min 达到平衡 ,此时 CH4 的转化率为 60%。回答下列问题：从反应开始至平衡，用氢气的变化量来表示该反应速率v(H2)=_。在该温度下，计算该反应的平衡常数K_( 保留两位小数 )。下列选项中能表示该反应已达到平衡状态的是_A v(H2)逆 3v (CO)正B 密闭容器中混合气体的密度不变C 密闭容器中总压强不变D C (CH) = C (CO)4（3）合
8、成气中的氢气也用于合成氨气：N222NH3在甲、+ 3H。保持温度和体积不变，乙、丙三个容器中建立平衡的相关信息如下表。则下列说法正确的是_。容平衡时 NH3 的平衡时 N2反应开始平衡时容体积起始物质的器物质的量时的速率器内压强体积分数甲1L1molN 2+3molH 21.6mol甲甲P 甲乙1L2molN 2+6molH 2n1 mol乙乙P 乙丙2L2molN 2+6molH 2n2 mol丙丙P 丙A n1=n2=3.2 B 甲 =丙 乙C 乙 丙甲D P 乙 P 甲=P 丙II.（ 1）常温下，在1 硫酸得混合溶液M 恰好显中x mol L1 氨水中加入等体积的y mol L性。M
9、 溶液中所有离子浓度由大到小的顺序为_。常温下， NH3H2O 的电离常数K=_(用含 x 和 y 的代数式表示，忽略溶液混合前后的体积变化 )。（2）利用电解法处理高温空气中稀薄的NO(O2 浓度约为 NO 浓度的 10 倍 )，装置示意图如下，固体电解质可传导 O2阴极的电极反应式为_ 。消除一定量的NO 所消耗的电量远远大于理论计算量，可能的原因是(不考虑物理因素 )_。【答案】 CH4（ g） +H2O（g）=CO（ g） +3H2（ g）H=+206 kJ/mol0.12mol gL-1gmin -121.87AC发生副反应【解析】【分析】【详解】BD c(NH 4 )c(SO 42
10、 )c(H )=c(OH )2y 10-72NO+4e-=N2+2O2-阴极x-2yO2+4e-=2O2-45.6L=0. 25mol ，吸收 51. 5kJ 的热量，则 1molI.( 1) 标况下， 5. 6LCH 物质的量为：22.4L/mol1mol=206kJ，该反应的热化学方程式为：甲烷反应吸收热量 =51. 5kJ0.25molCH ( g)+ H O( g)= CO( g)+ 3H ( g) H=+206kJ/ mol ；422( 2) 在 150时 2L 的密闭容器中，将2mol CH4 和 2molH2O( g) 混合，经过 15min 达到平衡，此时 CH4 的转化率为6
11、0%，则CH 4+ H 2O?CO + 3H 2起始量 (mol / L)1100转化量 (mol / L)0.60.60.61.8平衡量 ( mol / L )0.40.40.61.8从反应开始至平衡，用氢气的变化量来表示该反应速率v( H2)=1.8mol/L15min= 0. 12mol ?L-1?min - 1 ；结合计算得到的平衡浓度，计算得到该反应的平衡常数K=( 1 . 830 . 6)/(0. 4 0. 4)= 21. 87；Av 逆H2) 3v正COA正确；() ，说明正逆反应速率相同，反应达到平衡状态，故B密闭容器中混合气体的质量和体积不变，密度始终不变，不能说明反应达到平
12、衡状态，故 B 错误；C反应前后气体物质的量增加，气体压强之比等于气体物质的量之比，密闭容器中总压强不变，说明反应达到平衡状态，故C 正确；D浓度关系和消耗量、起始量有关，c( CH4)= c( CO) 不能说明反应达到平衡状态，故D 错误；故答案为： AC；( 3) A甲和丙为等效平衡，则n2=1. 6mol ，但乙与甲相比，相当于增大压强，平衡向着正向移动，则n 1 3. 2，故 A 错误；B甲和丙达到平衡状态为相同平衡状态，氮气体积分数相同，乙相当于甲平衡状态再加入1mol 氮气和 3mol 氢气，增大压强平衡正向进行，氮气体积分数减小，甲 = 丙乙，故 B 正确；C乙容器中反应物浓度大
13、于甲和丙，反应速率大，甲和丙起始浓度相同反应速率相同，故C 错误；D乙中物质浓度是甲的2 倍，且压强大于甲，甲和丙为等效平衡，压强相同，得到P 乙 P 甲 =P 丙 ，故 D 正确；故答案为： BD；II.( 1) 根据电荷守恒，+-2 -) ，混合后溶液显中性，则c( NH4)+ c( H )= c( OH )+ 2c( SO4c( NH4+ )= 2c( SO42- ) ，则 c(NH 4 )c(SO 42)c(H)=c(OH) ；x mol?L- 1 氨水中加入等体积的y mol ?L- 1 硫酸得混合溶液M 恰好显中性，则c( NH+-y-4)= 2c( SO42)= 2mol?L1=
14、ymol ?L 1，混合后，根据物料守恒02L-c NH3- 1 K c NH4+c OH-324+.5x mol?12c NH?H O c NH)=，则(H O 0 5xy mol L，= ()? ()+ (?)=( .- )?)/ c( NH3?H2O)= y 1 10- 7- 7/( 0. 5x- y)= 2y 10/( x- 2y) ；( 2) 阴极： NO 得到电子生成N2，结合守恒原则，则电极方程式为2NO+4e- =N2+2O2- ；消除一定量的NO 所消耗的电量远远大于理论计算量，可能存在副反应，O2 浓度约为 NO浓度的10 倍，氧气易得到电子生成O2-，电极方程式为：-O2
15、+4e=2O2 。3 煤燃烧排放的烟气含有 SO2 和 NOx，大量排放烟气形成酸雨、污染大气，因此对烟气进行脱硫、脱硝，对环境保护有重要意义。回答下列问题：.利用 CO 脱硫(1)工业生产可利用CO 气体从燃煤烟气中脱硫，则25时 CO 从燃煤烟气中脱硫的热化学方程式 2CO(g)SO2(g) 2CO2(g)S(s)H_。25，100kPa时，由元?的焓变素最稳定的单质生成1mol 纯化合物时的反应热称为标准摩尔生成焓，已知一些物质的“标准摩尔生成焓 ”如下表所示：物质CO(g)CO2(g)SO2(g)标准摩尔生成焓-110.5-393.5-296.8? fHm(25)/kJ mol -1?
16、(2)在模拟脱硫的实验中，向多个相同的体积恒为2L 的密闭容器中分别通入2.2mol CO 和1mol SO2 气体，在不同条件下进行反应，体系总压强随时间的变化如图所示。在实验 b 中， 40 min 达到平衡，则0 40 min 用 SO2表示的平均反应速率2v(SO )_。与实验a 相比，实验b 可能改变的条件为_ ，实验 c 可能改变的条件为_。.利用 NH3 脱硝(3)在一定条件下，用NH3 消除 NO 污染的反应原理为：4NH3(g) 6NO(g)? 5N2(g)1。在刚性容器中， NH与 NO 的物质的量之比分别为X、 Y、6H2O(l) H 1807.98kJ mol3Z(其中
17、 XYZ)，在不同温度条件下，得到NO 脱除率 (即 NO 转化率 )曲线如图所示。NH3 与 NO 的物质的量之比为 X 时对应的曲线为_( 填 “ a”“或“b”c。”)各曲线中 NO 脱除率均先升高后降低的原因为_。 900条件下，设 Z 2 ，初始压强 p0，则 4NH3(g) 6NO(g)?5N2(g)6H2O(l)的平衡常数3Kp _( 列出计算式即可)。 .利用 NaCIO2 脱硫脱硝(4)利用NaClO 的碱性溶液可吸收 SO 和 NO (物质的量之比为1:1)的混合气体，自身转化为222NaCl，则反应的离子方程式为 _。【答案】 -269.2kJ mol -10.01mol
18、 L-1min -1加入催化剂升高温度c温度低于 900时，反应速率较慢，随着温度升高反应速率加快，NO 脱出率逐渐升高，温度高于900 ，反应达到平衡状态，反应的H0，继续升高温度，平衡向左移动，NO 脱出率又下降50.375p 0或0.3752-22-2-3-0.1p040.15p060.14 0.156 p053ClO +4SO +4NO +12OH =3Cl+4SO +4NO+6H2O【解析】【分析】【详解】(1)根据 “标准摩尔生成焓”的定义可得：1垐?g-1C s +O 2g 噲? COgt H m1 =-110.5kJ mol21垐?g-1C s +O 2g 噲? CO2gt H
19、 m 2 =-393.5kJ mol21垐?g-1S s +O 2g 噲? SO2gt H m3 =-296.8kJ mol2再根据盖斯定律 2(反应 -反应 )-反应可得到 2CO(g) SO2(g)?2CO(g) S(s)，则， CO脱硫反应 2CO(g)SO2(g)?2CO2(g) S(s)的焓变H=2t H m 2-t H m1-t H m3=2-393.5kJ mol-1 -110.5kJ mol -1 - -296.8kJ mol -1=-269.2kJ mol -1gggg，故答案为： -269.2kJ mol -1 ；(2)结合题干信息，列三段式有：2CO gSO2g垐 ?2C
20、O2 gS s噲 ?初始2.2100转化2xx2xx末态2.2-2x1-x2xx则 2.2-2x+1-x+2x1200.8mol，解得 x=0.8，则v SO2=2Lg-1 g-1 ，故答2.2+126040min=0.01mol Lmin-1min-1；案为 0.010.01mol L与实验 a 相比，实验 b 达到的平衡状态不变且所需时间缩短，改变的条件应为加入了催化剂，与实验a 相比，实验 c 达到平衡状态改变且所需时间缩短，可能是增大压强或升高温度，联系反应特点，若是增大压强，平衡向右移动，向右反应的程度应增大，与图像不符，若是升高温度，平衡向左移动，与图像相符，故答案为：加入催化剂；
21、升高温度；(3) NH3 和 NO 的物质的量之比越大，NO 的脱出率月啊，则相同温度下，不同NH3、 NO物质的量之比对应NO 的脱出率： XYZ，则 X 对应曲线 c， Y 对应曲线 b， Z 对应曲线 a，故答案为： c；NO 的脱出率会受到速率、平衡移动等因素的影响，温度低于900 时，反应速率较慢，随着温度升高反应速率加快， NO 脱出率逐渐升高，温度高于 900 ，反应达到平衡状态，反应的 H0，继续升高温度，平衡向左移动， NO 脱出率又下降，故答案为：温度低于900时，反应速率较慢，随着温度升高反应速率加快，NO 脱出率逐渐升高，温度高于900，反应达到平衡状态，反应的H0，继
22、续升高温度，平衡向左移动，NO 脱出率又下降；压强为p0，根据曲线a 上 NH3 与 NO 的物质的量之比为Z= 2 ，则 NH3 的分压为 0.4p 0，3NO 的分压为0.6p 0，列三段式有：4NH 3 g6NO g垐 ?5N 2g6H 2 O l噲 ?起始0.4p00.6p00转化0.3p00.45p00.375p0平衡0.1p00.15p00.375p0p5N 250.375则反应的平衡常数K p0.375p06 或5 ，4g 6NO40.15p06p NH 3p0.1p 00.14 0.15p050.3750.375p 0或故答案为：40.15p066 5；0.1p00.140.1
23、5 p0(4)在碱性环境下， ClO2-氧化等物质的量的SO2 和 NO2 ，ClO2-变为 Cl-， SO2变为 SO42-， NO2变为 NO3-，利用氧化还原反应规律进行配平，可得离子反应方程式3ClO2-2-+6H2O，故答案为：-+4SO2+4NO2+12OH =3Cl+4SO4+4NO33ClO2+4SO2+4NO2+12OH =3Cl2-+4SO4+4NO3 +6H2O。4CO2 是地球上取之不尽用之不竭的碳源，将CO2 应用于生产中实现其综合利用是目前的研究热点。（1）由 CO2 转化为羧酸是CO2 资源化利用的重要方法。I.在催化作用下由CO2 和 CH4 转化为 CH3CO
24、OH的反应历程示意图如图。在合成CH3COOH的反应历程中，下列有关说法正确的是_。（填字母）a.该催化剂使反应的平衡常数增大b.CH4 CH3COOH过程中，有CH 键发生断裂c.由 XY过程中放出能量并形成了CC 键该条件下由CO2 和 CH4 合成 CH3COOH的化学方程式为_。II.电解法转化CO2 制 HCOOH的原理如图。写出阴极 CO2 还原为 HCOO-的电极反应式： _。电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是 _。（2）由 CO2 合成甲醇是 CO2 资源化利用的重要方法。研究表明在催化剂作用下CO2 和 H2可发生反应： CO2232(g)+3H (g)
25、CH OH(g)+H O(g)H有利于提高合成CH3OH 反应中 CO2 的平衡转化率的措施有_。（填字母）n(CO 2 )a.使用催化剂b.加压c增.大初始投料比n(H 2 )研究温度对于甲醇产率的影响。在210290保持原料气中 CO2 和 H2 的投料比不变，得到甲醇的实际产率、平衡产率与温度的关系如图所示。H_0（填 “ ”或 “ ”），其依据是 _。【答案】bc CH-2-阳极产生 O2， c4+CO2CH3COOH 2CO+HCO3+2e =HCOO+CO3（H+）增大， c（ HCO3-）降低； K+部分进入阴极b 温度升高，甲醇的平衡产率降低【解析】【分析】(1) 根据合成示意
26、图进行判断；由图示写出由CO2 和 CH4 合成 CH3COOH的化学方程式；根据图示分析，阴极CO2 得电子，写出CO2 还原为 HCOO-的电极反应式；根据电解池反应原理分析；(2)根据平衡转化率影响因素方面分析；根据图像得甲醇的平衡产率随着温度的升高的变化趋势。【详解】(1) a催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应的平衡常数，故a 错误；b由图中变化可知甲烷在催化剂作用下选择性活化，甲烷分子中碳原子会与催化剂形成新的共价键，必有 C-H 键发生断裂，故 b 正确；c XY的焓值降低，说明为放热过程，由CH CHCOOH 有 C-C键形成，故 c 正确；43故答案选 bc；由图示可知，
27、由CO2 和 CH4 合成 CH3COOH的化学方程式为 CH4+CO2CH3COOH；阴极得电子，-2-；CO2 还原为 HCOO的电极反应式为： 2CO2+HCO3 +2e =HCOO+CO3阳极 H22+3-)降低，O 失电子产生 O ， c(H )增大，碳酸氢根离子与氢离子反应，所以c(HCOK+部分进入阴极，导致阳极区的KHCO3溶液浓度降低；(2) a使用催化剂只能改变化学反应速率，不影响化学平衡，也就不影响CO 的平衡转化2率；b该反应的正反应为气体体积减小的反应，加压能使化学平衡正向移动，能够提高CO 的2平衡转化率；c增大 CO2 和 H2 的初始投料比， CO2 的平衡转化率降低；故答案选 b；根据图像可知，甲醇的平衡产率随着温度的升高而降低，所以正反应为放热反应，即H0。5 完成下列填空。(1)在25、 101kPa 时， C(s)、 H2(g) 、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5kJ/mol 、285.8kJ/mol 、 870.3kJ/mol ，则2C(s)+2H2(g)+O2(g)= CH3COOH(l)的