高考化学一轮易错点强化训练化学反应原理综合题01Word下载.docx

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0.13

0.1

0.09

H2/（mol/L）

0.3

0.33

①计算该反应第一次达平衡时的平衡常数K=_____。

②3min时改变的反应条件可能是_____。

（3）已知温度、压强、投料比X[n（CH4）/n（H2O）]对该反应的影响如图所示。

①图1中的两条曲线所示的投料比的关系：

X1____X2（填“=”“＞”或“＜”，下同）。

②图2中两条曲线所示的压强的关系：

p1_______p2。

（4）以合成气为原料可以制备二甲醚，将n（H2）:

n（CO）=3:

1投入体积固定密闭容器中发生反应：

3CO（g）+3H2（g）⇌CH3OCH3（g）+CO2（g）ΔH＜0，2分钟达平衡。

升温，反应重新达平衡。

下列关于两次平衡的比较中正确的是_______。

A．H2体积分数不变

B．CO体积分数增大

C．混合气体平均摩尔质量不变

D．反应速率和平衡常数均增大

（5）以二甲醚（设杂质不参与反应）、KOH溶液为原料可设计成燃料电池：

①放电时，负极的电极反应式为________。

②设装置中盛有100.0mL3.0mol/LKOH溶液，放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为6.72L，放电过程中没有气体逸出，则放电完毕后，所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为_______。

【答案】

（1）CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）ΔH=+206.1kJ/mol

（2）0.135升高温度或增大H2O（g）的浓度或减小CO的浓度

（3）＞＞

（4）AB

（5）CH3OCH3−12e－+16OH+=2CO+11H2Oc（K+）＞c（HCO）＞c（CO）＞c（OH－）＞c（H+）

【解析】

【分析】

（1）根据燃烧热写出热化学方程式，利用盖斯定律计算；

（2）①反应方程式为CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）根据三行式代入平衡常数表达式进行计算；

②根据表中数据可知3min时达到平衡，再根据4min时各组分浓度变化量判断改变的条件；

（3）①碳水比n（CH4）/n（H2O）值越大，平衡时甲烷的转化率越低，含量越高；

②根据压强对平衡移动影响，结合图象分析解答；

（4）A．根据三段式计算氢气的体积分数；

B．升高温度，平衡逆向移动，CO体积分数增大；

C．升高温度，平衡逆向移动，气体的总质量不变，物质的量增大，混合气体平均摩尔质量减小；

D．升高温度，平衡逆向移动，反应速率增大，但平衡常数减小；

（5）①CH3OCH3燃料电池工作时，负极发生氧化反应，CH3OCH3失电子被氧化反应；

②计算氧气的物质的量，进而计算生成二氧化碳的物质的量，根据n（KOH）与n（CO2）比例关系判断反应产物，进而计算溶液中电解质物质的量，结合盐类水解与电离等判断

【详解】

①H2（g）+O2（g）=H2O（l）△H=−285.8kJ·

mol－1

②CO（g）+O2（g）=CO2（g）△H=−283.0kJ·

③CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=−890.3kJ·

mol－1，

④H2O（g）=H2O（l）△H=−44.0kJ·

利用盖斯定律将④+③−②−3×

①可得：

CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=（−44.0kJ·

mol－1）+（−890.3kJ·

mol－1）−（−283.0kJ·

mol－1）−3×

（−285.8kJ·

mol－1）=+206.1kJ·

mol－1，则甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气的热化学方程式为CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）ΔH=+206.1kJ/mol。

故答案为：

CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）ΔH=+206.1kJ/mol；

（2）①

所以K===0.135，故答案为：

0.135；

②3min时改变的反应条件，反应向正反应方向进行，可能为升高温度或增大H2O的浓度或减小CO的浓度，故答案为：

升高温度或增大H2O的浓度或减小CO的浓度；

（3）①碳水比n（CH4）/n（H2O）值越大，平衡时甲烷的转化率越低，含量越高，图1中的两条曲线所示的投料比的关系：

X1＞X2。

＞；

②该反应正反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动，平衡时甲烷的含量增大，图2中两条曲线所示的压强的关系：

p1＞p2。

A．

A．H2体积分数=，H2体积分数不变，故A正确；

B．升高温度，平衡逆向移动，CO体积分数增大，故B正确；

C．升高温度，平衡逆向移动，气体的总质量不变，物质的量增大，混合气体平均摩尔质量减小，故C错误；

D．升高温度，平衡逆向移动，反应速率增大，但平衡常数减小，故D错误；

AB；

（5）①放电时，二甲醚在碱性条件下失电子发生氧化反应，负极的电极反应式为CH3OCH3−12e－+16OH－=2CO+11H2O。

CH3OCH3−12e－+16OH－=2CO+11H2O；

②参与反应的氧气在标准状况下体积为6.72L，物质的量为=0.3mol，根据电子转移守恒可知，生成二氧化碳为×

2=0.2mol，n（KOH）=0.1L×

3.0mol·

L−1=0.3mol，n（KOH）：

n（CO2）=0.3mol：

0.2mol=3：

2，发生反应2CO2+3KOH=K2CO3+KHCO3+H2O，溶液中碳酸根水解，碳酸氢根的水解大于电离，溶液呈碱性，故c（OH－）＞c（H＋），碳酸根的水解程度大于碳酸氢根，故c（HCO3－）＞c（CO32－），钾离子浓度最大，水解程度不大，碳酸根浓度远大于氢氧根离子，放电过程中没有气体逸出，则放电完毕后，所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为c（K+）＞c（HCO）＞c（CO）＞c（OH－）＞c（H+）。

c（K+）＞c（HCO）＞c（CO）＞c（OH－）＞c（H+）。

2．（2020·

广东惠州高三一模）甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用。

①CH3OH（l）＋3/2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（g）△H＝－638.5kJ·

②CO（g）＋1/2O2（g）＝CO2（g）△H＝－283.0kJ·

③H2O（l）＝H2O（g）△H＝＋44.0kJ·

则反应CH3OH（l）＋O2（g）＝CO（g）＋2H2O（l）的△H＝____kJ·

mol−1。

（2）工业上利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：

Ⅰ.CO（g）＋2H2（g）⇌CH3OH（g）△H1

Ⅱ.CO2（g）＋3H2（g）⇌CH3OH（g）＋H2O（g）△H2＜0

Ⅲ.CO2（g）＋H2（g）⇌CO（g）＋H2O（g）△H3＞0

①已知升高温度，反应Ⅰ的平衡常数K减小，则该反应的△H1____0（填“＞”或“＜”）

②对反应Ⅱ而言，下列叙述中，能说明该反应达到平衡状态的是____。

a.单位时间内消耗1molCO2的同时生成3molH2

b.反应过程中c（CO2）：

c（CH3OH）＝1：

c.恒温恒容时，混合气体的密度保持不变

d.绝热恒容时，反应的平衡常数不再变化

③上述反应体系中，当合成气的组成n（H2）/n（CO＋CO2）＝2.50时，体系中CO的平衡转化率（α）与温度和压强的关系如图所示。

则图中压强由大到小的顺序为____，α（CO）值随温度升高而减小的原因是____。

（3）用甲醇、二氧化碳可以在一定条件下合成碳酸二甲酯（CH3OCOOCH3，简称DMC），其反应的化学方程式为：

2CH3OH（g）＋CO2（g）⇌CH3OCOOCH3（g）＋H2O（g）。

在体积为2L的密闭容器中投入4molCH3OH和2molCO2合成DMC，一定条件下CO2的平衡转化率（α）与温度、压强的变化关系如图所示。

则：

①A点时该反应的平衡常数K＝____（mol·

L−1）−1。

②A、B、C三点的速率v（A）、v（B）、v（C）由快到慢的顺序为____。

（4）写出以KOH溶液为电解质溶液，甲醇燃料电池的负极反应式：

____。

（1）−443.5kJ·

mol－1

（2）<

adP3>

P2>

P1升高温度时，反应Ⅰ是放热反应，平衡向逆反应方向移动，使得平衡体系中CO的量增大；

反应Ⅲ是吸热反应，温度升高，平衡向正反应方向移动，又使平衡体系中CO的量增大，总结果，随温度升高CO的转化率减小

（3）0.5v（C）>

v（B）>

v（A）CH3OH−6e−+8OH−=CO32−+6H2O

（1）根据盖斯定律，①−②−2×

③可得CH3OH（l）＋O2（g）＝CO（g）＋2H2O（l），因此该反应的△H＝[（−638.5kJ·

mol－1）−（−283.5kJ·

mol－1）−2×

44kJ·

mol－1]=−443.5kJ·

−443.5kJ·

mol－1；

（2）①已知升高温度，反应Ⅰ的平衡常数K减小，则该反应是放热反应，该反应的的△H1＜0，

<

；

②a.二氧化碳和氢气都是反应物，其化学计量数之比是1:

3，单位时间内生成3mol氢气的同时消耗1mol二氧化碳也就消耗3mol氢气，即氢气的生成速率和消耗速率相等，可以说明该反应达到平衡状态，故a正确；

b.反应过程中c（CO2）:

c（CH3OH）=1：

1，只能说明某一时刻二者的浓度比，不能说明达到平衡状态，故b错误；

c.恒温恒容时，混合气体的体积不变，该反应中反应物、生成物都是气体，根据质量守恒，混合气体的质量不变，混合气体的密度=混合气体的质量÷

混合气体的体积，因此混合气体的密度始终保持不变，因此不能说明达到平衡状态，故c错误；

d.绝热恒容时，随着反应进行，该体系的温度不断发生变化直到平衡，反应的平衡常数与温度有关，反应的平衡常数不再变化，也就说明体系温度不变，说明反应达到平衡状态，故d正确；

ad；

③相同温度下，反应Ⅲ前后气体分子数不变，压强改变不影响其平衡移动，反应Ⅰ正反应为气体分子数减小的反应，增大压强，有利于平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，故压强增大有利于CO的转化率升高，故压强：

P3>

P1；

由图可知，压强一定时，随温度的升高，CO的转化率减小，反应Ⅰ正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡体系中CO的量增大，反应Ⅲ是吸热反应，温度升高，平衡向正反应方向移动，又使平衡体系中CO的量增大，总结果，随温度升高CO的转化率减小，

升高温度时，反应Ⅰ是放热