《高考化学复习化学反应原理综合考查专项综合练.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学复习化学反应原理综合考查专项综合练.docx（42页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、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 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)+4CO
2、(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 等条
3、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10Al(
4、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+b+3
5、c=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，可能是由
6、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 研究煤的合理利用及CO2 的综合应
7、用有着重要的意义。请回答以下问题：I.煤的气化已知煤的气化过程涉及的基本化学反应有：C(s)+H2 O(g)CO(g)+H2(g) H=+131kJ mol -1CO(g)+3H2(g)CH4(g) +H2O(g) H=akJ mol -1查阅资料反应中相关化学键能数据如下表：化学键C OH HH CHOE(kJ mol-1)1072436414465(1)则反应中 a =_。(2)煤直接甲烷化反应 C(s) + 2 H2 (g)CH4(g) 的 H=为 _kJ ? mol -1， 该反应在_ （填“高温”或“低温”）下自发进行。II.合成低碳烯烃在体积为 1 L 的 密闭容器中，充入1mol
8、 CO2 和 2 .5 mol H2, 发生 反应： 2CO2 ( g) + 6H2(g)C2H4(g)+4 H2O(g) H=-128kJ mol-1 ，测得温度对催化剂催化效率和CO2 平衡转化率的影响如右图所 示 ：(3) 图中低温时，随着温度升高催化剂的催化效率提高，但 CO 的平衡转化率却反而降2低 ，其原因是 _(4) 250时，该反应的平衡常数 K 值为 _。III.合成甲醇在恒温2 L 容积不变的密闭容器中，充入1molCO2 和 3 molH2, 发生反应： . CO2(g)+3H2 (g)CH3OH(g)+ H2 O(g),测得不同时刻反应前后容器内压强变化（p 后 /p
9、前 ）如下表：时间 /h123456p 后 /p 前0.900.850.820.810.800.80(5) 反应前 1 小时内的平均反应速率 v(H2）为 _mol ?L-1h-1 , 该温度下 CO2 的平衡转化率为 _。【答案】 -206 -75 低温 该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，所以二氧化碳的转化率降低 1 0.3 40%【解析】【分析】【详解】（ 1）焓变 H=反应物的总键能 -生成物的总键能 =a=1072 kJ/mol +3 436 kJ/mol（- 4414kJ/mol+2 465 kJ/mol）=-206kJ/mol ，故答案为： -206；（2）由盖斯定律，方程
10、式 +得到C(s) + 2H2(g)4CH (g)，则 H=- 75 kJ/mol ，反应H0，S0H TS0）。在不同催化剂作用下，相同时间内 CO2 的转化率随温度的变化如图 2 所示：催化效果最佳的是催化剂_（选填 “I、”“ ”或 “”）； b 点 v(正 )_v(逆 )（选填“”、“ c(HCO3 )c(OH )c(H )43223)3B c(NH c(NH H O)=c(HCO) c(H CO )23323 2 71C c(H CO ) c(CO) c(NH H O)=9.9 10molLc(H 2CO 3 )=_（结果保留三位有效数字）。c(CO 32- )【答案】 +1NH2C
11、l H2O=NH3HClO（或 NH2Cl 2H2O=NH3H2O HClO） 9.6+270.0kJ/molI 该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动B 6.25【解析】【分析】【详解】（1）发生水解反应时，元素的化合价一般不发生变化，一氯胺（NH2Cl）水解时能生成有强烈杀菌消毒作用的物质（HClO），可知Cl 元素的化合价为+1 价；水解的方程式为：NH2Cl+H2O=NH3 +HClO（或 NH2Cl 2H2O=NH3H2O HClO），故答案为：+1；NH2Cl+H2O=NH3 +HClO（或 NH2Cl 2H2O=NH3H2O HClO）；（2） 11.2gCO 的物质的量为0.
12、4mol ，完全燃烧生成CO2 放出的热量为283.0kJ 0.4=113.2kJ；11.2gS 的物质的量为 0.35mol ，完全燃烧生成SO2 放出的热量为296.0kJ 0.35=103.6kJ，前者比后者放出的热量多9.6kJ；SO2（ g）+2CO（ g） =S（ s） +2CO2（ g） H=296.0kJ/mol 283.0kJ/mol 2=+270.0kJ/mol；故答案为： 9.6；+270.0kJ/mol ；（ 3）根据图 2，相同温度时，在催化剂 的作用下，反应相同时间 CO2 的转化率最大，因此催化剂 的效果最好； b 点时反应还未达到平衡状态， CO2 的转化率还会
13、继续增加，反应正向进行，因此 v(正 ) v(逆 )；该反应为放热反应， a 点时达到平衡，从 a 点到 c 点，温度升高，平衡逆向移动，CO2 的转化率下降，故答案为： ；该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动；（4） 0.1mol/LNH 43溶液中， NH4+水解： NH4+23 2+， HCO3 -水解： HCO3-HCO+H ONH H O+H+H2OH2CO3+OH-，溶液pH=8，说明HCO3-水解的程度更大；A. 由于NH4HCO3 溶液中HCO3-水解的程度更大，离子浓度大小顺序为c(NH4)c(HCO3)c(OH )c(H )， A 项正确；B.NH4+达到水解平衡后，在
14、溶液中的存在形式为NH4+ 、NH3H2O， HCO3-达到电离、水解平衡后，在溶液中的存在形式为HCO3-、 CO32- 、 H2CO3 ，因此物料守恒式为：c(NH4 )+c(NH3H2O)=c(HCO3 )+c(H2CO3)+c(CO32-)， B 项错误；C.列出电荷守恒式：+2-c(NH4)+c(H )=c(HCO3)+2c(CO3)+c(OH)，与上述物料守恒式联立，得到： c(NH3H2O) +c(CO32- )+c(OH-)= c(H+)+ c(H2CO3)，则 c(H2CO3) c(CO32 ) c(NH3H2O)=c(OH-)+-6 1-81 71， C 项正确；故答案为：
15、B；c(H )=10mol L 10mol L =9.9 10molLc(H 2CO 3 )=c(H2CO3 )c(HCO3- )2+c2(H + )=6.25，故答c(CO 32- )c(HCO3- ) c(H + )c(CO32- ) c(H + )c(H) = Ka1Ka 2案为： 6.25。【点睛】在水溶液中，若要计算两种离子的浓度之比，往往可从平衡常数的角度思考，将公式进行变换，得到有关平衡常数及c(H+)、 c(OH-)的式子，再代入数据计算：c(H 2 CO3 )2-要计算2-， Ka1 的表达式分母是 c(H2 CO3)， Ka2 的表达式分子中有)这一项，c(CO3c(CO3
16、)因此把 Ka1、 Ka2 的表达式取倒数相乘，再乘c(H+)的平方，可推导出公式c(H 2CO 3 )=c(H 2CO3 )c(HCO3- )2+c2 (H + )2-)c(HCO 3-) c(H + )c(H + )c(H) =Ka2c(CO 3c(CO32- )Ka 14 煤炭燃烧时产生大量SO2、 NO 对环境影响极大。(1)使用清洁能源可有效减少SO2 等的排放。煤的液化是现代能源工业中重点推广的能源综合利用方案，最常见的液化方法为用煤生产 CH3OH。已知制备甲醇的有关化学反应及平衡常数如下：i： CO2(g)垐 ?H1 a kJ/mol3H2(g) 噲 ? CH3OH(g) H2
17、O(g)22垐 ?CO(g) H22 b kJ/molii： CO (g)H(g) 噲 ?O(g)Hiii：噲 ?CH3OH(g)H3CO(g)2H2(g) 垐 ?H3 _。(2)在密闭容器中进行反应i，改变温度时，该反应中的所有物质都为气态，起始温度、体积相同 (T1 、 2 L 密闭容器 )。反应过程中部分数据见下表：反应时间CO /molH /molCH OH/molH O/mol2232反应恒0 min2600温恒容10 min4.520 min130 min1反应绝0 min0022热恒容达到平衡后，反应、对比：平衡常数K( )_K( )(填“ ”“ ”“ ”或“” )。若 30 m
18、in 时只向容器中再充入1 mol H2(g)和 1 mol H2O(g)，则平衡 _移动 (填“正向”“逆向”或“不” )。(3)研究人员发现，将煤炭在 O2/CO2 的气氛下燃烧，能够降低燃煤时NO 的排放，主要反应为： 2NO(g)2CO(g)=N220.1 mol(g)2CO (g)。在一定温度下，于 2 L 的恒容密闭容器中充入NO 和 0.3 mol CO 发生该反应，如图为容器内的压强(p)与起始压强 (p 0)的比值 (p/p0)随时间的变化曲线。0 5 min 内，该反应的平均反应速率v(NO) _；平衡时 N2 的产率为 _。若 13 min 时，向该容器中再充入0.06
19、mol CO2， 15 min 时再次达到平衡，此时容器内p / p0 的比值应在图中 A 点的 _(填“上方”或“下方” )。 3【答案】 (a+b)kJ/mol正向610mol/(L min80%上方【解析】【分析】【详解】( 1) 已知： i： CO2g3H2g垐 ?CH3OH g21a kJ molH O gH( ) ( ) 噲 ?( ) ( )/垐 ?ii： CO2 ( g) H2 ( g)噲 ?CO( g) H2O( g)H2 b kJ/ mol垐 ?iii： CO( g) 2H2( g)噲 ?CH3OH( g)H3根据盖斯定律可知i ii 即得到CO( g) 2H2垐 ?33(
20、g) 噲 ? CH OH( g)H ( a+b) kJ/ mol 。( 2) 正反应放热，反应I 是恒温恒容容器，反应绝热恒容，图表中反应若恒温恒容达到相同平衡状态，为逆向恒容绝热，温度降低，平衡正向进行，平衡常数增大，所以达到平衡后，反应、对比：平衡常数K( ) K( ) ，平衡时 CO2的浓度 c( ) c( ) 。对反应，根据表中数据可知平衡时氢气的物质的量是3mol ，在其他条件不变下，若30 min 时只改变温度为T ，再次平衡时H的物质的量为 2. 5 mol ，说明平衡正向进行22温度降低，则 T12 T 。根据表中数据可知反应中平衡时二氧化碳、氢气、甲醇、水蒸气浓度分别是（mo
21、lL/）0. 5、 1. 5、 0. 5、0. 5，则该温度下平衡常数为K0.50.50.5。若 30 min 时只向容0.51.531.53器中再充入 1 molH2( g) 和 1molH2O( g) ，浓度熵为 Q1 0.5 K ，则平衡正向移0.523动。( 3) 根据图像可知5min 时混合气体的物质的量是0. 4mol 0.925 0. 37mol ，物质的量减0 03mol，根据方程式2NOg2CO g)=N2g2CO2gNO006mol少 .( ) (是.，浓( ) ) 可知消耗度是 0.03mol / L，所以0 5 min 内，该反应的平均反应速率v( NO) 0. 03m
22、ol / L 5min 3 mol/(Lmin)；同理可计算平衡时气体的物质的量是0.4mol09 0.36mol，减610.少 0. 04mol ，所以生成氮气是0 . 04mol ，理论上生成氮气是0 . 05mol ，则平衡时N2 的产率为 0.04 100%=80% 。0.05若 13 min 时，向该容器中再充入0. 06 mol CO2，若平衡不移动，则p0.42p00.41.05 。增大生成物浓度平衡逆向进行，混合气体的物质的量增大，则再次达到平衡，此时容器内p / p0 的比值应在图中A 点的上方。【点睛】（ 2）是解答的易错点和难点，明确等效平衡的含义和反应中从生成物开始建立
23、平衡是解答的关键。5 甲醛 ( HCHO) 俗称蚁醛，在化工、医药、农药等方面有广泛的应用。I甲醛的制备工业上利用甲醇脱氢法制备甲醛，己知：CH3OH( g)HCHO( g)+ H2( g)H（1）该反应的能量变化如图甲所示，H=_kJ?mol - 1。（ 2）为提高 CH3OH 转化率，采取的措施有 _、 _；在温恒容条件下，该反应达到平衡状态的标志有 _（填标号）。a. 混合气体的密度保持不变b. 混合气体的总压强保持不变c. v( CH3OH) 消耗 =v( H2) 生成d. 甲醛的浓度保持不变（ 3）选用 Ag/ SiO2 ZnO 作催化剂，在 400 750区间进行活性评价，图乙给出
24、了甲醇转化率与甲醛选择性（选择性越大，表示生成该物质越多）随反应温度的变化曲线。制备甲醛的最佳反应温度为 _（填标号），理由是 _。a. 400b. 650c. 700d. 750（4） T时，在2L 恒容密闭容器中充入1mo1 甲醇，发生反应：CH3OH gHCHO gH2g)( )( )+(CH3OH( g)CO( g)+ 2H2( g)平衡时甲醇为0.2mol，甲醛为0.7mo1。则反应i的平衡常数K _。=II. 甲醛的用途（5）将甲醛水溶液与硫酸镍( NiSO4) 溶液混合，可用于化学镀镍。反应过程中有CO2 产生，则该反应的离子方程式为_：若收集到112mLCO2 （标准状况），理
25、论上转移电子_mo1 。84升高温度降低压强bdc此温度下甲醛的选择性和甲醇的转化率均较高【答案】 +1. 575 HCHO+2Ni2+H22+0. 02O=2Ni+CO+4H【解析】【分析】【详解】（ 1）生成物和反应物之间的能量差为463kJ/mol-379kJ/mol=84kJ/mol ；（ 2）该反应是气体分子数增加的、吸热的可逆反应，因此根据勒夏特列原理，我们可以采用升高温度、降低压强的方法来促进平衡正向移动，提高转化率；再来看平衡的标志：aa项错误；. 反应物和生成物都是气体，因此气体的密度是恒定不变的，b. 该反应前后气体分子数不等，因此当压强保持不变时，说明反应已达到平衡状态，b 项正确；c. 甲醇和氢气的化学计量数相同，因此无论何时都有v( CH3OH) 消耗 =v( H2) 生成 ， c 项错误；d. 当甲醛的浓度保持不变，说明其消耗速率和生成速率相同，即此时达到了平衡状态，d项正确；答案选 bd；（3）在 700时，甲醛选择性和甲醇转化率均较高，因此700是最合适的温度，答案选c；4）平衡时甲醇为0.2mol0 8mol甲醇被消耗，其中甲醛有0.7mol，说明有（，因此有 .0. 7mol 甲醇发生了反应，有 0. 1mol 甲醇发生了反