高考化學二輪復習考點專項突破練習：專題九 化學反應原理綜合練習 4含解析

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1、 2020屆高考化學二輪復習考點專項突破練習 專題九 化學反應原理綜合練習（4） 1、運用化學反應原理研究碳、氮、硫的單質及其化合物的反應對緩解環(huán)境污染、能源危機具有重要意義。? 1.CO還原NO的反應為2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746 kJ·mol-1。部分化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表: 化學鍵 C≡O N≡N C=O E/(kJ·mol-1) 1076 945 745 ①由以上數(shù)據(jù)可求得NO的鍵能為_______kJ·mol-1。 ②寫出兩條有利于提高NO平衡轉化率的措施_____________________。?? 2.用

2、焦炭還原NO的反應為:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g) ΔH。恒容恒溫條件下,向體積相同的甲、乙、丙三個容器中分別加入足量的焦炭和一定量的NO,測得各容器中NO的物質的量[n(NO)]隨反應時間(t)的變化情況如下表所示: ? ? ? ? ? ? ? ? 0 40 80 120 160 甲/400℃ 2.00 1.5 1.10 0.80 0.80 乙/400℃ 1.00 0.80 0.65 0.53 0.45 丙/T℃ 2.00 1.45 1.00 1.00 1.00 ①ΔH___0(填“>”或“<”)。 ②乙容器在160 mi

3、n時v正___v逆(填“>”、“<”或“=”)。 3.某溫度下,向體積為2L的恒容真空容器中通入2.00mol NO2,發(fā)生反應:2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-57.0kJ·mol-1 已知:v正(NO2)=k1·c2(NO2),v逆(N2O4)=k2·c(N2O4),其中k1、k2為速率常數(shù)。測得NO2的體積分數(shù)[φ(NO2)]與反應時間(t)的關系如下表: t/min 0 20 40 60 80 φ(NO2) 1.0 0.75 0.52 0.50 0.50 ①的數(shù)值為___________。 ②已知速率常數(shù)k隨溫度升高而增大,則升高溫度后k1增大的倍

4、數(shù)______k2增大的倍數(shù)(填“>”、“<”或“=”)。 4.用間接電化學法去除煙氣中NO的原理如下圖所示。 已知陰極室溶液呈酸性,則陰極的電極反應式為_________________。反應過程中通過質子交換膜(ab)的H+為2mol時,吸收柱中生成的氣體在標準狀況下的體積為_________L。 2、近年來,研究人員提出利用含硫物質熱化學循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉化與存儲。過程如下: 1.反應Ⅰ:2H2SO4(l) 2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)? ΔH1=+551 kJ·mol-1 反應Ⅲ:S(s)+O2(g) SO2(g)? ΔH3=-297 kJ·mol-

5、1 反應Ⅱ的熱化學方程式:__________。 2.對反應Ⅱ,在某一投料比時,兩種壓強下,H2SO4在平衡體系中物質的量分數(shù)隨溫度的變化關系如圖所示。 ? ? p2__________p1(填“>”或“<”),得出該結論的理由是__________。 3.I-可以作為水溶液中SO2歧化反應的催化劑,可能的催化過程如下。將ii補充完整。 i.SO2+4I-+4H+ S↓+2I2+2H2O ii.I2+2H2O+__________ __________+__________+2I- 4.探究i、ii反應速率與SO2歧化反應速率的關系,實驗如下:分別將18 mL SO2飽和溶液加

6、入到2 mL下列試劑中,密閉放置觀察現(xiàn)象。(已知:I2易溶解在KI溶液中) 序號 A B C D 試劑組成 0.4 mol·L-1 KI a mol·L-1 KI 0.2 mol·L-1 H2SO4 0.2 mol·L-1 H2SO4 0.2 mol·L-1 KI 0.0002mol I2 實驗現(xiàn)象 溶液變黃,一段時間后出現(xiàn)渾濁 溶液變黃,出現(xiàn)渾濁較A快 無明顯現(xiàn)象 溶液由棕褐色很快褪色, 變成黃色,出現(xiàn)渾濁較A快 ①B是A的對比實驗,則a=__________。 ②比較A、B、C,可得出的結論是__________。 ③實驗表明,SO2的歧化反應速率

7、D>A,結合i、ii反應速率解釋原因:__________。 3、處理、回收CO是環(huán)境科學家研究的熱點課題。 1.CO用于處理大氣污染物N2O所發(fā)生的反應為N2O（g）+CO（g）CO2（g）+N2（g） △H。 幾種物質的相對能量如下： 物質 N2O(g) CO(g) CO2(g) N2(g) 相對能量/kJ mol-1 475.5 283 0 393.5 ①△H=___________ kJ·mol－1。改變下列“量”，一定會引起△H發(fā)生變化的是___________（填代號） A.溫度 B.反應物濃度 C.催化劑 D.化學計量數(shù) ②有人提出上述反應可以

8、用“Fe+”作催化劑。其總反應分兩步進行： 第一步：Fe++N2O=FeO++N2；第二步：____________（寫化學方程式）。 第二步反應不影響總反應達到平衡所用時間，由此推知，第二步反應速率_____第一步反應速率（填“大于”“小于”或“等于”）。 2.在實驗室，采用I2O5測定空氣中CO的含量。在密閉容器中充入足量的I2O5粉末和一定量的CO，發(fā)生反應：I2O5 （s）+5CO（g）5CO2（g）+I2（s）。測得CO的轉化率如圖1所示。 ①相對曲線a，曲線b僅改變一個條件，改變的條件可能是________。 ②在此溫度下，該可逆反應的平衡常數(shù)K=__________

9、_（用含x的代數(shù)式表示）。 3.工業(yè)上，利用CO和H2合成CH3OH。在1 L恒容密閉容器中充入1 mol CO（g）和 n mol H2，在250 ℃發(fā)生反應：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），測得混合氣體中CH3OH的體積分數(shù)與H2的物質的量的關系如圖2所示。在a、b、c、d點中，CO的平衡轉化率最大的點是___________。 4.有人提出，利用2CO（g）=2C（s）+O2（g）消除CO對環(huán)境的污染，你的評價是___________（填“可行”或“不可行”） 5.CO－空氣堿性燃料電池（用KOH作電解質），當恰好完全生成KHCO3時停止放電。寫出此時負極的電極反應式

10、：_________。 4、CoCO3主要用作選礦劑、偽裝涂料的顏料等。用鈷礦石(含Co2O3·CoO及少量Fe2O3、Al2O3、MnO2等)生產(chǎn)CoCO3的流程如下： 下表列出了幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH(“沉淀完全”是指溶液中離子濃度低于1.0×10-5mol·L-1) Al3＋ Fe3＋ Fe2＋ Mn2＋ Co2＋ 開始沉淀的pH 4.0 2.7 7.6 7.7 7.6 沉淀完全的pH 5.2 3.7 9.6 9.8 9.2 1.寫出“浸取”步驟Co2O3·CoO發(fā)生反應的離子方程式_________________________

11、。 2.“浸取”步驟除Co2O3·CoO外，鈷礦石中還能被Na2SO3還原的物質有__________(填化學式)。 3.加NaClO3的目的是氧化Fe2＋，NaClO3的用量過多會造成的不良后果是____________________。 4.“沉鈷”步驟向CoCl2溶液加入NH4HCO3溶液需要55～57℃條件下進行，溫度控制在55～57℃的原因為_____________________________________________。 5.已知金屬萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關系如圖所示。請補充完整由“氧化”后的溶液制備CoCO3的實驗方案：向“氧化”后的溶液中加入____

12、_______________________，得較純CoCl2溶液，加入NH4HCO3溶液沉鈷得CoCO3。(實驗中須使用試劑：Na2CO3溶液、金屬萃取劑、鹽酸)。 5、H2S在金屬離子的鑒定分析、煤化工等領域都有重要應用。請回答： Ⅰ．工業(yè)上一種制備H2S的方法是在催化劑、高溫條件下，用天然氣與SO2反應，同時生成兩種能參與大氣循環(huán)的氧化物。 (1)該反應的化學方程式為__________________________。 Ⅱ．H2S可用于檢測和沉淀金屬陽離子。 (2)H2S的第一步電離方程式為___________________________。 (3)已知：25℃時

13、，Ksp(SnS)＝1.0×10?25，Ksp(CdS)＝8.0×10?27。該溫度下，向濃度均為0.1 mol·L?1的CdCl2和SnCl2的混合溶液中通入H2S，當Sn2+開始沉淀時，溶液中c(Cd2+)＝________(溶液體積變化忽略不計)。 Ⅲ．H2S是煤化工原料氣脫硫過程的重要中間體。反應原理為 ?。瓹OS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)　ΔH＝+7kJ·mol?1； ⅱ．CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH＝－42kJ·mol?1。 (4)已知：斷裂1mol分子中的化學鍵所需吸收的能量如表所示。 分子 COS(g) H2(g) CO

14、(g) H2S(g) H2O(g) CO2(g) 能量/(kJ·mol?1) 1319 442 x 678 930 1606 表中x＝________。 (5)向10 L容積不變的密閉容器中充入1mol COS(g)、1mol H2(g)和1mol H2O(g)，進行上述兩個反應。其他條件不變時，體系內CO的平衡體積分數(shù)與溫度(T)的關系如圖所示。 ①隨著溫度升高，CO的平衡體積分數(shù)________(填“增大”或“減小”)。原因為____________________________________________________________________

15、____。 ②T1℃時，測得平衡時體系中COS的物質的量為0.80mol。則該溫度下，COS的平衡轉化率為________；反應ⅰ的平衡常數(shù)為________(保留兩位有效數(shù)字)。 6、合成氨是人類科學技術上的一項重大突破,其反應原理為: 一種工業(yè)合成氨的簡易流程圖如下: 1.天然氣中的雜質常用氨水吸收,產(chǎn)物為。一定條件下將溶液中通入空氣,得到單質硫并使吸收液再生,寫出再生反應的化學方程式:__________。 2.步驟Ⅱ中制氫氣原理如下: ① ② 對于反應①,一定可以提高平衡體系中百分含量,又能加快反應速率的措施是__________。 a.升高溫度 b.增大水

16、蒸氣濃度 c.加入催化劑 d.降低壓強 利用反應②,將進一步轉化,可提高產(chǎn)量。若1和的混合氣體(的體積分數(shù)為20%)與反應,得到1.18、、和的混合氣體,則轉化率為__________。 3.圖1表示500℃、60.0條件下,原料氣投料比與平衡時體積分數(shù)的關系。根據(jù)圖中點數(shù)據(jù)計算的平衡體積分數(shù):__________。 4.依據(jù)溫度對合成氨反應的影響,在圖2坐標系中,畫出一定條件下的密閉容器內,從通入原料氣開始,隨溫度不斷升高, 物質的量變化的曲線示意圖。 5.上訴流程圖中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步驟是(填序號)__________。簡述本流程中提高合成氨原

17、料總轉化率的方法:__________。 7、鈷及其化合物可應用于催化劑、電池、顏料與染料等。 1. 是一種油漆添加劑,可通過反應①、②制備。 ①, ②, 則反應的__________。 2.某鋰電池的電解質可傳導,電池反應式為: ①電池放電時,負極的電極反應式為__________,向__________移動(填“正極”或“負極”)。 ②一種回收電極中元素的方法是:將與、反應生成。該反應的化學方程式為__________。 3. 高壓法制備醋酸采用鈷碘催化循環(huán)過程如圖所示,該循環(huán)的總反應方程式為__________(反應條件無需列出)。 ? 4.某含鈷催化劑可同時催化

18、去除柴油車尾氣中的碳煙()和。不同溫度下,將10模擬尾氣(成分如下表所示)以相同的流速通過該催化劑,測得所有產(chǎn)物(、、)與的相關數(shù)據(jù)結果如下圖所示。 ? 模擬尾氣 氣體 碳煙 物質的量分數(shù)或物質的量 0.25% 5% 94.75% ①380℃時,測得排出的氣體中含0.45?和0.0525 ,則的化學式為__________。 ②實驗過程中采用模擬,而不采用的原因是__________。 8、某地今年啟動11項工程治理氮磷污染,以保護空氣環(huán)境和飲用水源。下面是有關氮污染防治及處理方法。據(jù)此回答下列問題: 1.三效催化劑是最常見的汽車尾氣催化劑,能同時凈化汽

19、車尾氣中的、、,其催化劑表面物質轉化的關系如圖A所示,化合物可借助傅里葉紅外光譜圖(如圖B所示)確定。 ? 從最終排放的氣體看,氮元素將__________(填“被氧化”或“被還原”);若中, 、的體積之比為1:1,寫出生成的化學方程式:__________。 2.已知可將轉化為,某研究小組在實驗室研究反應條件對轉化率的影響。 ? ①由圖1可知的百分含量越高, 轉化為的轉化率越__________(填“高”或“低”)。 ②當時, 的轉化率隨溫度的變化如圖所示,則應控制反應的最佳溫度在__________左右。 3.在催化劑存在的條件下,用將還原為。已知: 則氫氣和一氧化氮反

20、應生成氮氣和水蒸氣的熱化學方程式是__________。 4.氨氣—氮氧化物燃料電池可用于處理氮氧化物,防止空氣污染,其裝置如圖所示。通入氨氣的電極為__________(填“正極”或“負極”)。負極的電極反應式為__________。 答案以及解析 1答案及解析： 答案：1.①513.5;②降低溫度、增大壓強、增大CO與NO的投料比等; 2.①;<②>3.①6;②<4.;11.2 解析： 2答案及解析： 答案：1.3SO2(g)+2H2O (g) 2

21、H2SO4(l)+S(s)? ΔH2=?254 kJ·mol?1 2.>?;反應Ⅱ是氣體物質的量減小的反應,溫度一定時,增大壓強使反應正向移動,H2SO4 的物質的量增大,體系總物質的量減小,H2SO4的物質的量分數(shù)增大 3.SO2;SO42??;4H+ 4.①0.4②I?是SO2歧化反應的催化劑,H+單獨存在時不具有催化作用,但H+可以加快歧化反應速率③反應ii比i快;D中由反應ii產(chǎn)生的H+使反應i加快 解析：1. 分析:(1)應用蓋斯定律結合反應II分析。 (2)采用“定一議二”法,根據(jù)溫度相同時,壓強與H2SO4物質的量分數(shù)判斷。 (3)依據(jù)催化劑在反應前后質量和化學性

22、質不變,反應i+反應ii消去I-得總反應。 (4)用控制變量法對比分析。 根據(jù)過程,反應II為SO2催化歧化生成H2SO4和S,反應為3SO2+2H2O=2H2SO4+S。應用蓋斯定律,反應I+反應III得,2H2SO4(l)+S(s)=3SO2(g)+2H2O(g)ΔH=ΔH1+ΔH3=(+551kJ/mol)+(-297kJ/mol)=+254kJ/mol,反應II的熱化學方程式為3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)ΔH=-254kJ/mol。 2.在橫坐標上任取一點,做縱坐標的平行線,可見溫度相同時,p2是H2SO4物質的量分數(shù)大于p1時;反應ii是氣

23、體分子數(shù)減小的反應,增大壓強平衡正反應方向移動,H2SO4物質的量增加,體系總物質的量減小,H2SO4物質的量分數(shù)增大;則p2>p1 3.反應II的總反應為3SO2+2H2O=2H2SO4+S,I-可以作為水溶液中SO2歧化反應的催化劑,催化劑在反應前后質量和化學性質不變,(總反應-反應i) ÷2得,反應ii的離子方程式為I2+2H2O+SO2=4H++SO42-+2I-。 4.①B是A的對比實驗,采用控制變量法,B比A多加了0.2mol/LH2SO4,A與B中KI濃度應相等,則a=0.4。 ②對比A與B,加入H+可以加快SO2歧化反應的速率;對比B與C,單獨H+不能催化SO2的歧化反應

24、;比較A、B、C,可得出的結論是:I?是SO2歧化反應的催化劑,H+單獨存在時不具有催化作用,但H+可以加快歧化反應速率。 ③對比D和A,D中加入KI的濃度小于A,D中多加了I2,反應i消耗H+和I-,反應ii中消耗I2,D中“溶液由棕褐色很快褪色,變成黃色,出現(xiàn)渾濁較A快”,反應速率DA,由此可見,反應ii比反應i速率快,反應ii產(chǎn)生H+使c(H+)增大,從而反應i加快。 點睛:本題以利用含硫物質熱化學循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉化與存儲為載體,考查蓋斯定律的應用、化學平衡圖像的分析、方程式的書寫、控制變量法探究外界條件對化學反應速率的影響,考查學生靈活運用所學知識解決實際問題的能力。

25、 3答案及解析： 答案：1. -365；D；FeO＋＋CO=Fe＋＋CO2；大于； 2.加入催化劑（或增大壓強）；； 3. d； 4.不可行；CO－2e－＋3OH－=＋H2O 解析：1. △H=生成物所具有的總能量-反應物所具有的總能量=（393.5+0-475.5-283） kJ·mol－1=-365 kJ·mol－1； ①反應熱只與具體反應的化學計量數(shù)有關。與溫度、壓強、催化劑、轉化率、反應物濃度等無關。 ②根據(jù)催化劑定義，第二步反應中，中間產(chǎn)物(FeO+)氧化CO生成CO2本身被還原成Fe+，第二步反應對總反應速率沒有影響，說明第一步是慢反應，控制總反應速率。 2.①

26、曲線b和曲線a的平衡狀態(tài)相同，曲線b反應速率較大，對于氣體分子數(shù)相同的反應，加壓可以增大濃度，正、逆反應速率同倍數(shù)增大；加入催化劑，正、逆反應速率同倍數(shù)增大，平衡不移動； ②設CO的起始濃度為c(對于等氣體分子數(shù)反應，體積始終不變)，平衡時，c(CO)=(1-x)c mol·L－1，c(CO2)=x cmol·L－1，K=c5(CO2)/c5(CO)= 。 3.圖2中，b點代表平衡點，增大H2、CO的投料比，CO的平衡轉化率增大。 4.該反應是焓增、熵減反應，任何溫度下自由能大于0，任何溫度下不能自發(fā)進行，故不可行。 5.負極上CO發(fā)生氧化反應生成KHCO3，負極的電極反應式：CO－2

27、e－＋3OH－=＋H2O。 4答案及解析： 答案：1. 2.Fe2O3、MnO2 3.與Cl－反應生成Cl2污染環(huán)境或將Co2＋氧化成Co3＋ 4.溫度過高NH4HCO3易分解，溫度過低反應速率緩慢 5.Na2CO3溶液，調節(jié)溶液的pH至5.2～7.6，過濾，向濾液中加入鹽酸調pH至3.5左右(3.0～4.0均可)，加入金屬萃取劑萃取2～3次，靜置后分液。 解析： 5答案及解析： 答案：1. 4SO2+3CH44H2S+3CO2+2H2O 2.(1) H2SH++HS?; (2) 8.0×10?3mol·L?1. 3.(1)1076; (2

28、)①增大; 反應ⅰ為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，CO的平衡體積分數(shù)增大；反應ⅱ為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，CO的平衡體積分數(shù)也增大。 ②20%;0.044. 解析：1.天然氣與SO2反應,可制備H2S,同時生成兩種能參與大氣循環(huán)的氧化物應為H2O和CO2,則該反應的化學方程式為4SO2+3CH44H2S+3CO2+2H2O. 2.(1) H2S是二元弱酸,在溶液中分步電離,第一步電離方程式為H2SH++HS?; (2)當開始沉淀時,根據(jù),可知此時溶液中,則溶液中 . 3.(1)已知,,則,解得. (2)①由圖示可知隨著溫度升高, CO的平衡體積分數(shù)增大,原因為反應Ⅰ

29、為吸熱反應,升高溫度,平衡正向移動, CO的平衡體積分數(shù)增大;反應Ⅱ為放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動, CO的平衡體積分數(shù)也增大; ②平衡時COS的轉化率為, ???????????????????????????????????? 起始物質的量()??? 1?????????????????? 1???????????????????? 0????????????????? 0 變化物質的量()?? ?0.2?????????????? 0.2???????????????? 0.2????????????? 0.2 平衡物質的量()??? 0.8?????????????? 0

30、.8?????????????????0.2????????????? 0.2 ???????????????????????????????????? 起始物質的量()???0.2??????????????? 1??????????????????? 0????????????????? 0.8? 變化物質的量()??????????????????????????????????????? ?????????????????? 平衡物質的量()??????? ??????????? ?????????????????? 此時的體積分數(shù)為5%,即,解得,平衡時的物質的量為0.

31、8,的物質的量為0.85,的物質的量為0.15,的物質的量為0.2,則℃時,反應ⅰ的平衡常數(shù)為. 6答案及解析： 答案：1. 2.a; 90%; 3.14.5%; 4. 5.Ⅳ; 對原料氣加壓;分離液氨后,未反應的N2、H2循環(huán)使用 解析：1. 中價的具有還原性,易被空氣中的氧氣氧化為,該反應的方程式為. 2.對于反應①,升高溫度,平衡向右移動, 的百分含量增加,速率加快,a項正確; 增大水蒸氣濃度,平衡向右移動,但百分含量減小,反應速率加快,b項錯誤; 加入催化劑, 百分含量不變,c項錯誤; 降低壓強,平衡向右移動,但反應速率減小,d項錯誤。設反應②中轉化了

32、, ???????????????????????? ? ? 開始??????????????? 0.2 ??????????????????????????????????????????????? 0 ???????????? 0.8 變化?????????????? ???????????????????????????????????????????????????? ???????????? 一段時間?? ????????????????????????????????????????????? ??????? 則,,的轉化率。 3. 點時平衡體系中與的體積比為

33、1:3,且兩者體積分數(shù)和為, 故的體積分數(shù)為: 。 4. ,反應為放熱反應,開始一段時間的含量增加,但達平衡后再升高溫度,平衡向左移動, 的物質的量減小。 5.由流程圖看出Ⅳ處進行熱交換,故Ⅳ為熱量得到充分利用的主要步驟。為提高工業(yè)合成氨原料利用率,工業(yè)上常采用對原料進行加壓,計時分離出液氨,未反應的、循環(huán)利用等措施。 7答案及解析： 答案：1.(a?2b)kJ?mol?1 2.①;正極; ② 3.CO+CH3OH→CH3COOH 4.N2O; 真實的尾氣中的NOx以NO為主(或NO較NO2穩(wěn)定,NO2氣體中存在N2O4,不便于定量測定。) 解析： 8答案及解析： 答案：1.被還原; 2.高; 900K; 3. , 4.負極; 解析：