化学化学反应原理综合考查的专项培优易错试卷练习题(含答案).docx

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1、【化学】化学化学反应原理综合考查的专项培优易错试卷练习题( 含答案 )一、化学反应原理综合考查1 CH4 超干重整 CO2 技术可得到富含CO的化工原料。回答下列问题：（1） CH4 超干重整CO2的催化转化如图所示：已知相关反应的能量变化如图所示：过程的热化学方程式为_。关于上述过程的说法不正确的是_（填序号）。a实现了含碳物质与含氢物质的分离b可表示为CO2 H2 H2O（ g） COc CO未参与反应d Fe3O4、 CaO为催化剂，降低了反应的H其他条件不变，在不同催化剂（、）作用下，反应CH4（ g） CO2（ g） 2CO（g） 2H2（g）进行相同时间后，CH4 的转化率随反应温

2、度的变化如图所示。a 点所代表的状态 _（填“是”或“不是”）平衡状态；b 点CH4的转化率高于c 点，原因是_。（2）在一刚性密闭容器中，CH4 和CO2的分压分别为20kPa、 25kPa，加入Ni Al 2O3 催化剂并加热至1123K 使其发生反应CH4（ g） CO2（ g） 2CO（ g） 2H2（ g）。研究表明 CO的生成速率 （ CO） 1.3 1021 1p（ CH） p（ CO）molg s ，某422_kPa，（ CO）_ 1时刻测得 p（ CO） 20kPa，则 p（ CO）molg s1。达到平衡后测得体系压强是起始时的1.8 倍，则该反应的平衡常数的计算式为Kp_

3、（ kPa） 2。（用各物质的分压代替物质的量浓度计算）（3） CH4 超干重整CO2得到的 CO经偶联反应可制得草酸（H2C2O4）。常温下，向某浓度的草酸溶液中加入一定浓度的NaOH溶液，所得溶液中c H 2C2O4 =c C2 O24- ，则此时溶液的pH _。（已知常温下H2C2O4 的 Ka1610 2， Ka2610 5， lg6 0.8 ）【答案】 CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)H=247.4kJ -1 cdmol 不是b 和 c 都未达平衡，b点温度高，反应速率快，相同时间内转化率高15 1.9536236222.77【解析】【分析】由能量反应进程曲线得

4、热化学方程式，应用盖斯定律可得过程I 的热化学方程式。过程 II中进入循环的物质是最初反应物，出循环的物质是最终生成物，可得总反应方程式。恒温恒容时组分气体的分压与其物质的量成正比，故用分压代替物质的量进行计算。草酸溶液与 NaOH 溶液混合后，其两步电离平衡仍然存在，据电离常数表达式可求特定条件下溶液的 pH。【详解】(1) 据 CH4 超干重整CO2 的催化转化图，过程I 的化学反应为CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H(g)。由能量反应进程曲线得热化学方程式：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)H+206.2kJ mol -1 （ i）CO2(g)+4H2 (g

5、)=CH4(g)+2H2O(g)H165kJ mol -1 （ ii）-1(i) 2+(ii)得过程 I 的热化学方程式：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)H=247.4kJ mol 过程 物质变化为：左上（ CO、 H2、 CO2） + 右下（惰性气体） 左下（ H2O） + 右上（CO、惰性气体），总反应为 H2+CO2=H2O+CO。 Fe3O4、 CaO 为总反应的催化剂，能降低反应的活化能，但不能改变反应的H。故 ab 正确， cd 错误。 通常，催化剂能加快反应速率，缩短反应到达平衡的时间。但催化剂不能使平衡发生移动，即不能改变平衡转化率。若图中a 点为化学平衡

6、，则保持温度不变（800），将催化剂 II 换成 I 或 III， CH4转化率应不变，故 a 点不是化学平衡。同理，图中 b 、c 两点都未达到化学平衡。据题意，b、 c 两点只有温度不同， b 点温度较高，反应速率快，相同时间内CH4转化率高。(2)据气态方程 PVnRT，恒温恒容时某组分气体的分压与其物质的量成正比。则反应中分压为1123K 恒容时， CH4（ g） CO2（ g） 2CO（ g） 2H2（ g）起始分压 /kPa： 202500改变分压 /kPa： 10102020某时分压 /kPa： 10152020即某时刻 p(CO24 2 1 142) 15kPa，p(CH )

7、10kPa。代入 (CO) 1.3 10p(CH ) p(CO )mol g s1 。1.95mol g1s 达到平衡 CH4的改 分 x kPa，1123K 恒容 ， CH4（ g） CO2（ g） 2CO（ g） 2H2（ g）起始分 /kPa： 202500改 分 /kPa： xx2x2x平衡分 /kPa： 20x25 x2x2x据 意，有 (20x)(25 x)2x2x 1.8，解得 x18。 CH4222025(g)、 CO (g)、 CO(g)、 H (g)的平衡分 依次是 2 kPa、7 kPa、36 kPa、 36 kPa，代入 Kpp2 (CO)p2 (H 2 ) p(CH

8、4 )p(CO2 )36236 2227(kPa) 。(3)常温下，草酸溶液与NaOH 溶液混合，所得混合溶液中仍存在分步 离：H2C2O4c(H + ) c(HC 2O4- )H+HC2O4Ka1c(H 2 C2O4 )2+ 2 42c(H + )c(C O2- )4a224HC OH +C OK c(HC 2 O4 )当c HCO=c CO2-2+Ka1Ka23.52424 ， a1a2c (H)。c(H )10 mol/L，pH2KK6 2.7。【点睛】一定温度下，可逆反 建立平衡 ，用平衡 度求得 度平衡常数Kc，用平衡分 求得 力平衡常数Kp，它 可通 气 方程 行 算。2 能源是最

9、具 用前景的能源之一，高 的制 是目前的研究 点。甲 水蒸气催化重整是制高 的方法之一。（1）反 器中初始反 的生成物 H2 和 CO2，其物 的量之比 4 1，甲 和水蒸气反 的方程式是 _。（2）已知反 器中 存在如下反 ：i. CH ( g)+ H O( g)= CO( g)+ 3H ( g)H1422ii. CO( g)+ H2O( g)= CO2( g)+ H2( g)H2iii. CH4( g)= C( s)+ 2H2( g)H3反 iii 炭反 ，利用H1 和H2 算H3 ， 需要利用 _（写化学方程式）反 的H。（3）反 物投料比采用n（ H24）=4 1，大于反 的 量数之比

10、，目的是_O） n（ CH（填字母）。a. 促 CH 化b. 促 CO 化 COc. 减少 炭生成42（4）用 CaO可以去除 CO2。 H2 体 分数和 CaO消耗率随 化关系如 所示。从t1 时开始， H2 体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率 _（填“升高”“降低”或“不变”）。此时 CaO 消耗率约为 35%，但已失效，因为此时 CaO主要发生了 _（写化学方程式）反应而使（ 1）中反应平衡向 _移动。（ 5）以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，KOH 溶液为电解质溶液，可制成燃料电池。以此电池作电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理过程（装置如图所示）。其中物质a 是_，电源负极电极反

11、应为_。“钝化”装置中阳极电极反应为_。【答案】 CH42222+2H O4H +COC( s)+ CO ( g)= 2CO( g) 或C( s)+ 2H O( g)2H ( g)+ CO ( g)abc降低CaO+H O=Ca( OH)2左（或逆向）氧2222气（或 O-+8OH- CO 2- +6H-=Al+2）CH3OH- 6e32O2Al+3H2O- 6e2O3+6H【解析】【分析】【详解】（1）根据 CH42O 反应生成224: 1，结合原子守恒可得反应的与 HH 、 CO的物质的量之比为化学方程式为CH4 2H2O4H2CO2+；（2）已知反应器中还存在如下反应：i. CH ( g

12、)+ H O( g)= CO( g)+ 3H ( g)H1422ii. CO( g)+ H2O( g)= CO2( g)+ H2( g)H2iii. CH4( g)= C( s)+ 2H2( g)H3根据盖斯定律，由 i- ii- iii或 i+ii -iii 可得 C( s)+ CO2( g)= 2CO( g) 或C s 2H2O g)2H2 g CO2 g，所以利用H1和H2计算H3时，还需要利用( )+( )+( )C( s)+ CO ( g)= 2CO( g) 或 C( s)+ 2H O( g)2H ( g)+ CO ( g) ；2222（3）反应物的投料比n( H242O): n(

13、CH )= 4: 1，大于初始反应的化学计量数之比，H O 的物质的量增加，有利于促进CH4 转化，促进 CO转化为 CO2，防止 CH4 分解生成 C( s) ，从而减少积炭生成；答案选abc。（4）根据题图可知，从t1 时开始， CaO 消耗率曲线的斜率逐渐减小，单位时间内CaO 消耗率逐渐降低。 CaO 与 CO2332反应生成 CaCO，CaCO 会覆盖在 CaO 表面，减少了CO 与CaO 的接触面积，从而失效；( 5)模拟铝制品表面“钝化”处理，则电极铝是阳极，与电源的正极相连，则C 为阴极，与电源的负极相连，所以a 物质是氧气，b 物质是甲醇，负极的电极反应式为：CH3OH- 8

14、OH-CO 2-+6H6e +32O。铝为阳极，会发生氧化反应，表面形成氧化膜，必须有水参加，所以电极反应式为：-+2Al+3H2O- 6e=Al2O3+6H 。3 工业上利用废镍催化剂 ( 主要成分为 Ni ，还含有一定量的 Zn、 Fe、 SiO2、 CaO等 ) 制备草酸镍晶体的流程如下：(1) 请写出一种能提高“酸浸”速率的措施：_；滤渣 I 的成分是_( 填化学式 ) 。(2) 除铁时，控制不同的条件可以得到不同的滤渣II 。已知滤渣 II 的成分与温度、 pH的关系如图所示：若控制温度40、 pH=8，则滤渣II的主要成分为_ ( 填化学式) 。若控制温度 80、 pH=2，可得到

15、黄铁矾钠Na 2Fe6(SO4) 4(OH)12( 图中阴影部分 ) ，写出生成黄铁矾钠的离子方程式： _ 。(3) 已知除铁后所得 100 mL 溶液中 c(Ca2+-1，加入42+)=0.01mol L100 mL NH F 溶液，使Ca恰好沉淀完全即溶液中2+-5-1-1c(Ca )=110molL ，则所加c(NH F)= _molL 。 已4知 Ksp (CaF2)=5.29 10 -9 (4) 加入有机萃取剂的作用是 _ 。(5) 某化学镀镍试剂的化学式为 MxNi(SO 4) y(M 为 +1 价阳离子， Ni 为 +2 价， x、 y 均为正整数) 。为测定该镀镍试剂的组成，进

16、行如下实验：I 称量 28.7g 镀镍试剂，配制100 mL 溶液 A；准确量取 10.00 mL 溶液 A，用 0.40 mol L-1 的 EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的 Ni 2+ ( 离子方程式为 Ni 2+H2Y2- =NiY2- +2H+) ，消耗 EDTA标准溶液 25.00mL；另取 10.00 mL 溶液 A，加入足量的 BaCl 2 溶液，得到白色沉淀4.66g 。配制 100 mL 镀镍试剂时，需要的仪器除药匙、托盘天平、玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管外，还需要 _ 。该镀镍试剂的化学式为_ 。【答案】把废镍催化剂粉碎、适当加热，适当增大酸的浓度或搅拌等SiO

17、、 CaSO FeOOH24+-2+2-+9H2O =Na2Fe6(SO4) 4(OH) 12+3Cl-+-2除去溶液中的2Na+3ClO+6Fe +4SO+6H6.6 102+100mL容量瓶 (NH4)2Ni(SO4) 2Zn【解析】试题分析：(1) 根据影响反应速率的因素分析提高“酸浸”速率的措施；废镍催化剂中 SiO2 与硫酸不反应， CaO与硫酸反应的产物 CaSO4微溶于水； (2) 根据滤渣 II的成分与温度、 pH的关系图，可知控制温度40、 pH=8时，滤渣 II 的主要成分； Na 2Fe6(SO4)4(OH) 12 中铁元素化合价是 +3，可知 ClO -把 Fe2+氧化

18、为 Fe3+，同时生成Na沉淀； (3)根据方程式2+-2+消耗 0.002mol2 Fe6(SO4)4(OH) 12Ca+2F = CaF2，沉淀 CaNH4 F ，根据 Ksp(CaF2)=5.29 10-9 ，沉淀 Ca2+后，溶液中c(F-)=； (4) 根据流程图，加入有机萃取剂的作用是除去溶液中的Zn2+；(5) 根据配制100mL一定物质的量浓度溶液分析需要的仪器；根据Ni 2+22-=NiY2-+2H+ 计算 Ni 2+的物质的量，根据可+H Y计算相对分子质量；根据10.00 mL 溶液 A，加入足量的 BaCl2 溶液，得到白色沉淀4.66g ，可计算 SO42-的物质的量

19、，根据n( Ni 2+)： n(SO42-) 计算 y 值，根据化合价代数和等于零计算 x 值，最后根据相对分子质量计算M的相对原子质量。解析： (1) 根据影响反应速率的因素，升高温度、把废镍催化剂粉碎、适当增大酸的浓度或搅拌等，都可以提高“酸浸”速率；废镍催化剂中SiO2 与硫酸不反应，CaO与硫酸反应的产物CaSO4 微溶于水，所以滤渣I 的成分是SiO2、 CaSO4； (2)根据滤渣II的成分与温度、 pH 的关系图，可知控制温度40、 pH=8 时，滤渣II的主要成分是FeOOH； Na 2Fe6(SO4)4(OH) 12 中铁元素化合价是 +3，可知 ClO -把 Fe2+氧化为

20、 Fe3+，同时生成2 Fe412+-2+2-Na64(OH)沉淀，反应的离子方程式是2Na +3ClO +6Fe+4SO4(SO)+9H2264 4(OH)12-+ ； (3)根据方程式 Ca2+-22+消耗O =Na Fe (SO ) +3Cl+6H+2F= CaF，沉淀 Ca0.002mol NH4Fsp(CaF10-92+-)=，设，根据 K2)=5.29，沉淀 Ca 后，溶液中c(F4F)=c mol L-1=；c=6.6 10-2加入 c(NH，则； (4) 根据流程图，加入有机萃取剂的作用是除去溶液中的Zn2+；(5) 根据配制100mL一定物质的量浓度溶液需要 100mL容量瓶

21、； 根据 Ni2+2-=NiY2-+， n(Ni2+)=0.025L-+H2Y+2H0.4 mol L1=0.01mol ，根据， M xNi(SO 4)y 的相对分子质量 =；10.00 mL 溶液 A，加入足量的BaCl2 溶液，得到硫酸钡4.66g，所以 SO42- 的物质的量0.02mol ，根据 n( Ni2+2-)=1 ： y，则 y=2，根据化合价代数和等于零,x=2，设 M 的相)： n(SO4对原子质量是a+59+96=287；a=18NH +a，则 2，所以 M是4 ，该镀镍试剂的化学式为(NH4)2Ni(SO 4)2。4 C、 N、S 和 Cl 元素的单质及化合物在工业生

22、产中的有效利用备受关注。请回答下列问题：（1）已知： I.2SO (g)+O (g)+2H2O(1) =2H2SO(aq)H ；2241.Cl 2(g)+H 2O(1)HCl(aq)+HClO(aq)H 2；.2HClO(aq) =2HCl(aq)+O (g)H32SO2(g)+Cl 2(g)+2H 2O(1)=2HCl(aq)+H2SO4 (aq)H4=_( 用含有H1、H2 和H3 的代数式表示 ) 。（ 2）25时， H2SO3 溶液中各含硫微粒的物质的量分数 ( ) 与溶液 pH 的变化关系如图所示。已知 25时， NaHSO3的水溶液pH 7，用图中的数据通过计算解释原因_ 。（3）

23、利用“ Na -CO2”电池将CO2 变废为宝。我国科研人员研制出的可充电“Na-CO2”电池，以钠箔和多壁碳纳米管（MWCNT）为电极材料，总反应为4Na+3CO22Na2CO3+C。放电时该电池“吸入” CO 2，其工作原理如图所示：放电时，正极的电极反应式为_。选用高氯酸钠四甘醇二甲醚做电解液的优点是_（至少写两点）。（ 4）氯氨是氯气遇到氨气反应生成的一类化合物，是常用的饮用水二级消毒剂，主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺 (NH2C1、 NHC12和 NC13) ，副产物少于其它水消毒剂。一氯胺 (NH2Cl) 的电子式为 _。一氯胺是重要的水消毒剂，其原因是由于一氯胺在中性、酸性环境中

24、会发生水解，生成具有强烈杀菌作用的物质，该反应的化学方程式为_。在恒温条件下， 2molCl2和 1molNH 发生反应 2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(l)+2HCl(g) ，测3得平衡时Cl 2 和 HCl 的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示：计算 C 点时该反应的压强平衡常数p_(Kp是平衡分压代替平衡浓度计算，分K (C)=压=总压物质的量分数 )【答案】（H123由图中数据可以计算出a223 7.2a123+2H+H） /2K (H SO)=10，K (H SO)=101.9的水解常数是 1012.1电离程度大于水解程度，溶液显酸性，所以 HSO3， HSO3+-导电性好

25、、与金属钠不反应、难挥发等特点3CO+4Na +4e2Na CO+C223NH2Cl+H2ONH3+HClO 0.5MPa-1【解析】【分析】（1）根据盖斯定律，反应SO2(g)+Cl 2(g)+2H 2O(l)=2HCl(aq)+H2 SO4(aq)是( +2+)/2 ，那么H 4=（H1+2H2+H3） /2 ；（2）由图中数据可以，求出H2 SO3的 Ka1 和 Ka2，c H c HSO31.9时，（c H 2SO3） c HSO3 ,K a110 1.9 ；K a1，pHc H 2 SO3同理，用pH=7.2 的数据计算，可以得到Ka2=10-7.2-既可以水解又可以电离，电离常数，

26、 HSO3为 Ka2，水解常数Kh=Kw/K a1=10-14 /10 -1.9 =10-12.1 ，水解大于电离，溶液呈酸性；（3）根据总反应方程式，正极是CO2 得电子变成C，电极反应式为3CO2+4Na+4e-2Na2CO3+C；不选择水做溶剂，而选择有机物做溶剂，可以知道Na 不和有机物发生反应，此外可以根据，电解质溶液的作用来答题，应该要有导电性好，难挥发等等；（4）可以按照氨气的电子式来写，一氯氨可以当做氯代替氨气中的一个H。电子式为；根据水解反应的特点，要和水发生作用，一部分结合氢氧根，一部分结合氢离子，产生一种具有强烈杀菌的作用，应该是次氯酸，可以写出来NH2Cl+H2ONH3

27、+HClO；C点平衡时 Cl和 HCl 的物质的量浓度相等，可以利用三段式列出式子，设转化NH物质的量23为 x2Cl 2(g)+ NH3 (g)NHCl 2(l) +2HCl(g)开始（）2100mol转换（ mol）2xx2xC点的平衡（） 2-2x1-x2xmol则 2-2x=2x ，解得 x=0.5mol ，平衡时 Cl 2、 NH、 HCl 物质的量依次为1mol、 0.5mol 、31mol， NHCl2为液体，计算压强是不计入，气体一共2.5mol ，总压为 10MPa，可以 Cl 2、NH、HCl 分压为 4MPa、2MPa、 4MPa；3K p C =p2 HCl(4MPa)

28、 2=0.5MPa-12(Cl 2 )p(NH 3 )=2(2MPa)。p(4MPa)【详解】（1）根据盖斯定律，反应 SO2(g)+Cl 2(g)+2H 2O(l)=2HCl(aq)+H 2 SO4(aq) 是 ( +2+)/2 ，那么H 4=（H1+2H2+H3） /2 ； (2) 由图中数据可以，求出 H2SO3 的 Ka1 和 Ka2，c Hc HSO31.9时，（c H 2SO3） c HSO3,K a110 1.9 ；K a1，pHc H 2 SO3同理，用 pH=7.2 的数据计算，可以得到Ka2=10-7.2 ，水解常数 Kh=Kw/K a1=10-14/10 -1.9 =10

29、-12.1 ，水解大于电离，溶液呈酸性；（3）根据总反应方程式，正极是22+-CO得电子变成 C，电极反应式为3CO+4Na+4e2Na2CO3+C；不选择水做溶剂，而选择有机物做溶剂，可以知道Na 不和有机物发生反应，此外可以根据，电解质溶液的作用来答题，应该要有导电性好，难挥发等等；（4）可以按照氨气的电子式来写，一氯氨可以当做氯代替氨气中的一个H。电子式为；根据水解反应的特点，要和水发生作用，一部分结合氢氧根，一部分结合氢离子，产生一种具有强烈杀菌的作用，应该是次氯酸，可以写出来NH2Cl+H2ONH3+HClO；C点平衡时 Cl 2 和 HCl 的物质的量浓度相等，可以利用三段式列出式子，设转化NH3 物质的量为 x2Cl 2(g)+ NH 3 (g)NHCl 2(l