高考化学大串讲 专题18 化学反应原理练习.docx
《高考化学大串讲 专题18 化学反应原理练习.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学大串讲 专题18 化学反应原理练习.docx（74页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
高考化学大串讲专题18化学反应原理练习
专题18化学反应原理
1．H2O2广泛应用于医疗卫生、化学合成等领域。
（1）H2O2的电子式是___________。
（2）趣味实验“大象牙膏”的实验原理是H2O2溶液在KI催化作用下分解，反应的机理可表示为：
i．H2O2（l）+I－（aq）====H2O（l）+IO－（aq）△H1=+akJ/moL（a＞0）
ii．H2O2（l）+________________________________。
①2H2O2（l）=2H2O（l）+O2（g）△H=－196kJ/mol，补全反应ii_______________（用热化学方程式表示）。
②某小组在研究影响H2O2分解速率的因素时得到图1的数据关系，由此得出的结论是________。
③已知：
i的反应速率小于ii的反应速率，在图2画出H2O2溶液中加入KI后，“反应过程—能量”示意图。
_________
（3）为分析不同试剂是否对H2O2分解有催化作用，该小组向四支盛有10mL5%H2O2的试管中滴加不同溶液，实验记录如下：
试管
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
滴加试剂
2滴1mol/L
NaCl
2滴1mol/L
CuSO4
2滴1mol/LCuSO4
和2滴1mol/L
NaCl
2滴1mol/LCuSO4
和4滴1mol/L
NaCl
产生气泡情况
无气泡产生
均产生气泡，且气泡速率从Ⅱ到Ⅳ依次加快
实验Ⅰ的目的是______________，由实验（3）可得出的结论是________________。
【答案】
H2O2（l）+IO－（aq）====H2O（l）+O2（g）+I－（aq）∆H=-（196+a）kJ/moLH2O2的分解反应速率与c（H2O2）和c（I－）成正比或答：
在其它条件不变时，催化剂的浓度[或c（I－）]越大，H2O2的分解速率越大，c（I－）不变时，H2O2浓度越大，分解速率越大
对比实验，证明NaCl对H2O2分解没有催化作用NaCl对H2O2分解没有催化作用，CuSO4对H2O2分解有催化作用，NaCl在CuSO4存在时对H2O2分解有催化作用，且NaCl浓度越大催化效果越强
2．甲醇是重要的化工原料，发展前景广阔。
（1）利用甲醇可制成微生物燃料电池（利用微生物将化学能直接转化成电能的装置）。
某微生物燃料电池装置如右图所示：
A极是________极（填“正”或“负”），其电极反应式是________。
（2）研究表明CO2加氢可以合成甲醇。
CO2和H2可发生如下两个反应：
I．CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1
II．CO2（g）+H2（g）
CO（g）+H2O（g）ΔH2
①反应I的化学平衡常数表达式K＝________。
②有利于提高反应I中CO2的平衡转化率的措施有________（填序号）。
a．使用催化剂b．加压c．增大CO2和H2的初始投料比
③研究温度对于甲醇产率的影响。
在210℃~290℃，保持原料气中CO2和H2的投料比不变，按一定流速通过催化剂甲，主要发生反应I，得到甲醇的实际产率、平衡产率与温度的关系如右图所示。
ΔH1________0（填“＞”、“＝”或“＜”），其依据是________。
④某实验控制压强一定，CO2和H2初始投料比一定，按一定流速通过催化剂乙，经过相同时间测得如下实验数据（反应未达到平衡状态）：
T（K）
CO2实际转化率（%）
甲醇选择性（%）【注】
543
12.3
42.3
553
15.3
39.1
【注】甲醇选择性：
转化的CO2中生成甲醇的百分比
表中实验数据表明，升高温度，CO2的实际转化率提高而甲醇的选择性降低，其原因是________。
【答案】负CH3OH—6e−+H2O==CO2+6H+
b＜温度升高，甲醇的平衡产率降低温度升高，I、II的反应速率均加快，但对II的反应速率的影响更大
3．二氧化碳是主要的温室气体，也是一种工业原料。
将其固定及利用，有利于缓解温室效应带来的环境问题。
（1）用二氧化碳合成甲醇。
已知：
2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）△H1＝－484kJ/mol
2CH3OH（g）＋3O2（g）＝2CO2（g）+4H2O（g）△H2＝－1348kJ/mol
在催化剂作用下，CO2（g）和H2（g）反应生成CH3OH（g）和H2O（g），该反应的热化学方程式是________。
（2）用二氧化碳合成低密度聚乙烯（LDPE）。
以纳米二氧化钛膜为工作电极，常温常压电解CO2，可制得LDPE，该电极反应可能的机理如下图所示。
①过程Ⅰ~Ⅲ中碳元素均发生________反应（填“氧化”或“还原”）。
②CO2转化为LDPE的电极反应式是（补充完整并配平）________
2nCO2+□________+□________=
+□________。
③工业上生产1.4×104kg的LDPE，理论上需要标准状况下CO2的体积是______L。
（3）用二氧化碳与环氧丙烷（
）反应合成可降解塑料PPC，同时也能生成副产物CPC，其化学反应过程中的能量变化如下图所示；在不同温度和压强下，PPC的选择性（产物中PPC的质量与产物总质量的比值）和总产率（产物总质量与反应物投料总质量的比值）如下表所示。
①通过表中数据ⅰ、ⅱ、ⅲ可以得出的结论是________；在25℃时，实际生产中选择反应压强为1.5MPa，而不是2.0MPa，理由是________。
②通过表中数据ⅱ、ⅳ、ⅴ可知温度升高会使PPC的选择性下降，结合上图说明其原因可能是______。
【答案】3H2（g）+CO2（g）＝CH3OH（g）+H2O（g）△H＝－52kJ/mol还原
2.24×107其他条件不变时，压强升高，PPC的选择性及总产率均增大压强升高，对生产设备、能源等要求高，成本增大；且压强由1.5MPa增大到2.0PMa，总产率增大并不多温度升高，可能生成了副产物CPC
5．氯乙烯是合成聚氯乙烯的单体，制取氯乙烯的方法有乙炔加成法、乙烯氧氯化法等。
（1）乙炔加成法包含的主要反应如下：
CaO+3C
CaC2+CO↑
CaC2+2H2O→Ca（OH）2+HC≡CH↑
HC≡CH+HCl
CH2=CHCl
①CaC2的电子式为__________。
②该方法具有设备简单、投资低、收率高等优点;其缺点是_______________（列举2点）。
（2）乙烯氧氯化法包含的反应如下：
CH2=CH2（g）+Cl2（g）→ClCH2-CH2Cl（g）△H1
2CH2=CH2（g）+4HCl（g）+O2（g）→2ClCH2-CH2Cl（g）+2H2O（g）△H2
ClCH2-CH2Cl（g）→CH2=CHCl（g）+HCl（g）△H3
总反应：
4CH2=CH2（g）+2Cl2（g）+O2（g）→4CH2=CHCl（g）+2H2O（g）△H4
则△H4=__________（用含△H1、△H2、△H3的代数式表示）。
（3）将一定量的1，2-二氯乙烷充入密闭容器中，发生反应：
ClCH2-CH2Cl（g）→CH2=CHCl（g）+HCl（g），两种物质的物质的量分数（w）与温度的关系如图所示。
①温度低于290℃时，氯乙烯的产率为0，其原因是______________________;该反应的△H________（填“>”或“<”）0。
②已知A点的总压强为101kPa，则A点对应温度下的平衡常数Kp=_______（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，保留小数点后两位数字）。
③不考虑反应的选择性，若要进一步提高氯乙烯的平衡产率，则可以采取的措施是_____________（任写两条）。
【答案】
耗能大、原料成本高（或催化剂氯化汞毒性大等合理答案）2△H1+△H2+4△H31，2-二氯乙烷未开始裂解（或其他合理答案）>3.25kPa减小体系的总压强、及时移出氯乙烯（或将HCl溶解除去或升高温度）
【解析】
（1）①CaC2是离子化合物，由乙炔的结构可推知乙炔钙的电子式为
；②该方
5．NH3、N2H4在工业生产和国防建设中都有广泛应用。
回答下列问题：
（1）①N2H4（g）
N2（g）+2H2（g）△H1
②N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）△H2
③7N2H4（g）
8NH3（g）+3N2（g）+2H2（g）△H3
△H3=___________（用含△H1和△H2的代数式表示）。
（2）纳米钴的催化作用下，N2H4可分解生成两种气体，其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
当反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如图所示。
该反应的△H________（填“>”或“<”）0，N2H4发生分解反应的化学方程式为___________。
（3）T℃时，向一体积为5L的恒容密闭容器中充入总物质的量为2mol的CO2和NH3，在一定条件下发生反应：
2NH3（g）+CO2（g）====CO（NH2）2（s）+H2O（g）。
混合气体中氨气的体积分数随反应时间的变化如图所示。
①0～60s内，反应速率v（CO2）=________mol/（L·s）
②T℃时，该反应的化学平衡常数K=________。
【答案】7△H1+4△H2>3N2H4
4NH3+N21.25×10-3240
6．能源问题是人类社会面临的重大课题，甲醇是未来重要的绿色能源之一。
（1）利用工业废气CO2可制取甲醇。
下列两个反应的能量关系如图：
则CO2与H2反应生成CH3OH的热化学方程式为_______________________。
（2）CH4和H2O（g）通过下列转化也可以制得CH3OH；
I．CH4（g）+H2O（g）
CO（g）+3H2（g） △H>0
II．CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g） △H<0
将1.0molCH4和3.0molH2O（g）通入反应室（容积为100L）中，在一定条件下发生反应I，CH4的转化率与温度、压强的关系如下图所示：
①已知压强p1，温度为100℃时反应I达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示的平均反应速率为______________；
②图中的p1_______p2（填“<”、“>”或“=”），判断的理由是________________________。
③若反应II在恒容密闭容器进行，下列能判断反应II达到平衡状态的是_________（填字母）。
a.CH3OH的生成速率与消耗CO的速率相等
b.混合气体的密度不变
c混合气体的总物质的量不变
d．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
④在某温度下，将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中发生反应II，5min时达到平衡，各物质的物质的浓度（mol·L﹣1）变化如下表所示：
若5min时只改变了某一条件，则所改变的条件是_____________；10min时测得各物质浓度如上表，此时v正_______v逆（填“<”、“>”或“=”）。
【答案】CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（l）△H=-50kJ/mol0.003mol/（L·min）<该反应为反应前后气体分子数增大的反应，温度相同时，增大压强，平衡向左移动，CH4的平衡转化率越小cd向容器中充入1molH2>
7．工业上用CO和H2反应制备二甲醚（CH3OCH3）的条件是压力2.0~10.0MPa，温度300℃。
设备中进行下列反应，请回答下列问题：
①CO（g）+2H2（B）
CH3OH（g）△H=-90.7kJ/mol
②2CH3OH（g）
CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=-23.5kJ/mol
③CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）△H=-41.2kJ/mol
（1）总反应3CO（g）+3H2（g）=CH3OCH3（g）+CO2（g）的△H=_____________。
据此可判断该反应_________________条件下自发。
（2）在温度和容积不变的条件下发生反应①，能说明该反应达到平衡状态的依据是_____
a.容器中压强保持不变b.混合气体中c（CO）不变
c.v正（CO）=v逆（H2）d.c（CH3OH）=c（CO）
（3）在2L的容器中加入amolCH3OH（g）发生反应②，达到平衡后若再加入amolCH3OH（g）重新达到平衡时，CH3OH的转化率____________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（4）850℃时在一体积为10L的容器中通入一定量的CO和H2O（g）发生反应③，CO和H2O（g）浓度变化如图所示。
①0～4min的平均反应速率，v（CO）=________________。
②若温度不变，向该容器中加入4mo1CO（g）、2mo1H2O（g）、3mo1CO2（g）和3molH2（g），起始时v正（CO）______v逆（H2）（填“<”、“>”或“=”），请结合必要的计算说明理由。
________。
【答案】-246.1kJ/mol低温ab不变0.03mol/（L·min）K，平衡左移，所以v正8．
（1）氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。
下表列举了不冋温度下大气固氮和工业固氮的部分化学平衡常数K的值：
反应
大气固氮N2（g）+O2（g）
2NO（g）
工业固氮N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）
温度/℃
27
2000℃
25
400
450
K
3.84×10－31
0.1
5×108
0.507
200
①分析数据可知：
大气固氮反应属于_____________（填“吸热”或“放热”反应。
②从平衡视角考虑，工业固氮应该选择常温条件，但实际工业生产却选择500℃左右的高温，解释其原因________________________________。
③在一定的温度和压强下，把2体积N2和6体积H2充入一容积可变的密闭容器中，发生如下反应：
N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）△H<0。
反应达到平衡后N2的质量分数为a%，若在相同容器中充入m摩尔的N2和n摩尔的H2也能使平衡时N2的质量分数达到a%，则m和n的关系用代数式表达应为___________。
若在一定温度下的定容密闭容器中发生上述反应，能说明此反应已达化学平衡状态的是________。
A．密度不变B．混合气体平均相对分子质量不变
C．V正（N2）=2v逆（NH3）D．N2的体积分数不再改变
（2）体积均为10mL，pH均为2的醋酸溶液与一元酸HX溶液分别加水稀释至1000mL，稀释过程pH变化如图：
则HX的电离平衡常数_________（填“大于”、“等于”或“小于”）醋酸的电离平衡常数。
稀释后，HX溶液中水电离出来的c（H+）_______（填“大于”、“等于”或“小于”）醋酸的溶液中水电离出来的c（H+），理由是_______________________________________。
（3）已知100℃时，水的离子积常数为1×10-12，将此温度下pH=1的H2SO4溶液aL与pH=11的NaOH溶液bL混合，若所得混合液pH=2，则a∶b=________。
【答案】吸热从反应速率角度考虑，高温更好，从催化剂活性等综合因素考虑选择500℃左右合适m:
n=1:
3BD大于大于HX酸性强于CH3COOH的，稀释后HX溶液中的c（H+）小于CH3COOH溶液中的c（H+），所以其对水电离的抑制能力也较弱11：
9
9．汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。
为减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：
（1）已知：
2NO（g）+2CO（g）
2CO2（g）+N2（g）△H=﹣746.5kJ/mol
2C（s）+O2（g）
2CO（g）△H=﹣221kJ/mol
C（s）+O2（g）
CO2（g）△H=﹣393.5kJ/mol
则N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H= ____________kJ/mol
（2）T℃下，在一容积不变的密闭容器中，通入一定量的NO和CO，用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表：
时间/s
0
1
2
3
4
5
c（NO）/10-4mol/L
10.0
4.50
C1
1.50
1.00
1.00
c（CO）/10-3mol/L
3.60
3.05
C2
2.75
2.70
2.70
则C2较合理的数值为_________（填字母标号）
A．4.20 B．4.00 C．2.95D．2.85
（3）将不同物质的量的H2O（g）和CO（g）分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：
H2O（g）+CO2（g）
CO2（g）+H2（g）得到如下三组数据：
实验组
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
H2O
CO
CO
H2
i
650
2
4
2.4
1.6
5
ii
900
1
2
1.6
0.4
3
iii
900
a
b
C
d
1
若a=2，b=1，则c=____，三组实验对应平衡常数的关系K（i）_____K（ii）_____K（iii）（填“＞”、“＜”或“=”）。
（4）控制反应条件，CO和H2可以用来合成甲醇和二甲醚，其中合成二甲醚的化学方程式为：
3H2（g）+3CO（g）
CH3OCH3（g）+CO2（g），在相同条件下合成二甲醚和合成甲醇的原料平衡转化率随氢碳比
的变化如图所示：
①合成二甲醚的最佳氢碳比为__________。
②甲醇使用不当会导致污染，可用电解法消除这种污染。
其原理是电解CoSO4、稀硫酸和CH3OH的混合溶液，将Co2+氧化为Co3+，Co3+再将CH3OH氧化成CO2，Co3+氧化CH3OH的离子方程式为________________。
【答案】+180.5D0.6>=1.06Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
10．碳的氧化物对环境的影响较大，CO是燃煤工业生产中的大气污染物，CO2则促进了地球的温室效应。
给地球生命带来了极大的威胁。
（1）已知：
①甲醇的燃烧热△H=-726.4kJ·mol-1
②H2（g）+
O2（g）=H2O（l）△H=-285.8kJ·mol-1。
则二氧化碳和氢气合成液态甲醇，生成液态水的热化学方程式为_____________________________。
（2）二氧化碳合成CH3OH的热化学方程式为CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g）△H1，过程中会产生副反应：
CO2（g）+H2（g）
CO（g）+H2O（g）△H2。
图1是合成甲醇反应中温度对CH3OH、CO的产率影响曲线图，△H2________0（填“＞”或“＜”）。
增大反应体系的压强，合成甲醇的反应速率___________（填“增大”“减小”或“不变”），副反应的化学平衡________（填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”）移动。
（3）以某些过渡金属氧化物作催化剂，二氧化碳与甲烷可转化为乙酸：
CO2（g）+CH4（g）
CH3COOH（g）△H=+36.0kJ·mol-1。
不同温度下，乙酸的生成速率变化曲线如图2。
结合反应速率，使用催化剂的最佳温度是________℃，欲提高CH4的转化率，请提供一种可行的措施：
____________________________。
（4）一定条件下，CO2与NH3可合成尿素[CO（NH2）2]：
CO2（g）+2NH3（g）
CO（NH2）2（g）+H2O（g）△H。
某温度下。
在容积为1L的恒容密闭容器中,加入一定氨碳比
的3molCO2和NH3的混合气体。
图3是有关量的变化曲线，其中表示NH3转化率的是曲线________（填“a”或“b”）,曲线c表示尿素在平衡体系中的体积分数变化曲线,则M点的平衡常数K=________，y=________。
【答案】CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（l）△H=-131.0kJ·mol-1>增大向逆反应方向250增大反应体系的压强或增大CO2的浓度或使CH3COOH液化抽离等b2036.4
y=
×100%=36.4%，故答案为：
b；20；36.4。
11．一定条件下铁可以和CO2发生反应：
Fe（s）+CO2（g）
FeO（s）+CO（g）；△H>0
（1）一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如右图所示，则8分钟内CO的平均反应速率v（CO）=______。
（2）写出该反应平衡常表达式：
K=__________；下列措施中能使该反应的平衡常数K增大的是____（填序号）。
A．升高温度B．增大压强C．充入COD．再加入一些铁粉
（3）反应达到平衡后，若保持容器体积不变时，再通入少量的CO2，则CO2的转化率将______（填“增大”、“减小”、“不变”）。
（4）铁的重要化合物在生产生活中应用十分广泛。
①高铁酸钠（Na2FeO4）是一种新型饮用水消毒剂。
高铁酸钠生产方法之一是：
强碱性溶液中用NaClO氧化Fe（OH）3生成高铁酸钠、氯化钠和另一种常见化合物，该反应的离子方程式为____________。
②高铁电池的总反应为：
3Zn+2K2FeO4+8H2O
3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH
下列叙述错误的是____（填序号）。
A．放电时每转移6mol电子，负极有2molK2FeO4被还原
B．充电时阴极反应为：
Zn（OH）2+2e-=Zn+2OH-
C．放电时正极反应为：
FeO42-+3e-+4H2O=Fe（OH）3+5OH-
D．充电时阳极附近溶液的碱性减弱
（5）已知：
2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566kJ/mol
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）；△H=-483.6kJ/mol
写出CO和H2O（g）作用生成CO2和H2的热化学方程式：
____________。
【答案】0.075mol/（L·min）K=c（CO）/c（CO2）A不变2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2OACO（g）+H2O（g）=CO2
升级会员 