高考化学复习化学反应原理综合考查专项易错题Word文档格式.docx

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CuCl2（s）=CuCl（s）+

Cl2（g）ΔH1=83kJ·

mol-1

CuCl（s）+

O2（g）=CuO（s）+

Cl2（g）ΔH2=-20kJ·

CuO（s）+2HCl（g）=CuCl2（s）+H2O（g）ΔH3=-121kJ·

则4HCl（g）+O2（g）=2Cl2（g）+2H2O（g）的ΔH=_________kJ·

mol-1。

（3）在一定温度的条件下，进一步提高HCI的转化率的方法是______________。

（写出2种）

（4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：

负极区发生的反应有____________________（写反应方程式）。

电路中转移1mol电子，需消耗氧气__________L（标准状况）

【答案】大于

O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低﹣116增加反应体系压强、及时除去产物Fe3++e−=Fe2+，4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O5.6

【解析】

【详解】

（1）根据反应方程式知，HCl平衡转化率越大，平衡常数K越大，结合图像知升高温度平衡转化率降低，说明升高温度平衡向逆反应方向进行，则K（300℃）>

K（400℃）；

由图像知，400℃时，HCl平衡转化率为84%，用三段式法对数据进行处理得：

起始（浓度）c0c000

变化（浓度）0.84c00.21c00.42c00.42c0

平衡（浓度）（1-0.84）c0（1-0.21）c00.42c00.42c0

则K=

；

根据题干信息知，进料浓度比过低，氧气大量剩余，导致分离产物氯气和氧气的能耗较高；

进料浓度比过高，HCl不能充分反应，导致HCl转化率较低；

（2）根据盖斯定律知，（反应I+反应II+反应III）×

2得

∆H=（∆H1+∆H2+∆H3）×

2=-116kJ·

mol-1；

（3）若想提高HCl的转化率，应该促使平衡正向移动，该反应为气体体积减小的反应，根据勒夏特列原理，可以增大压强，使平衡正向移动；

也可以及时除去产物，减小产物浓度，使平衡正向移动；

（4）电解过程中，负极区即阴极上发生的是得电子反应，元素化合价降低，属于还原反应，则图中左侧为负极反应，根据图示信息知电极反应为：

Fe3++e－＝Fe2+和4Fe2++O2+4H+＝4Fe3++2H2O；

电路中转移1mol电子，根据电子得失守恒可知需消耗氧气的物质的量是1mol÷

4＝0.25mol，在标准状况下的体积为0.25mol×

22.4L/mol＝5.6L。

2．丙烯腈（CH2=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛（CH2=CHCHO）和乙腈（CH3CN）等，回答下列问题：

（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4O）的热化学方程式如下：

①C3H6（g）+NH3（g）+

O2（g）=C3H3N（g）+3H2O（g）ΔH=-515kJ/mol

①C3H6（g）+O2（g）=C3H4O（g）+H2O（g）ΔH=-353kJ/mol

两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是________；

有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是________；

提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________。

（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应温度为460℃。

低于460℃时，丙烯腈的产率________（填“是”或者“不是”）对应温度下的平衡产率，判断理由是________；

高于460℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是________（双选，填标号）

A．催化剂活性降低B．平衡常数变大C．副反应增多D．反应活化能增大

（3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示。

由图可知，最佳n（氨）/n（丙烯）约为1理由是_______________。

进料氨、空气、丙烯的理论体积约为________。

【答案】两个反应均为放热量大的反应降低温度,降低压强,催化剂不是该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低AC1该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低1：

7.5：

1

【分析】

（1）依据热化学方程式方向可知，两个反应均放热量大，即反应物和生成物的能量差大，因此热力学趋势大；

有利于提高丙烯腈平衡产率需要改变条件使平衡正向进行，提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂；

（2）因为该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低，即低于460℃时，对应温度下的平衡转化率曲线应该是下降的，但实际曲线是上升的，因此判断低于460℃时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡转化率；

产率降低主要从产率的影响因素进行考虑；

（3）根据图像可知，当n（氨）/n（丙烯）约为1时，该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低，根据化学反应氨气、氧气、丙烯按1：

1.5：

1的体积比加入反应达到最佳状态，依据氧气在空气中约占20%计算条件比。

（1）两个反应在热力学上趋势均很大，两个反应均放热量大，即反应物和生成物的能量差大，因此热力学趋势大；

该反应为气体体积增大的放热反应，所以降低温度、降低压强有利于提高丙烯腈的平衡产率，提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂；

（2）因为该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低，即低于460℃时，对应温度下的平衡转化率曲线应该是下降的，但实际曲线是上升的，因此判断低于460℃时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡转化率．高于460°

C时，丙烯腈产率降低；

A．催化剂在一定温度范围内活性较高，若温度过高，活性降低，A正确；

B．该反应放热，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数变小，B错误；

C．根据题意，副产物有丙烯醛，催化剂活性降低，副反应增多，导致产率下降，C正确；

D．反应活化能的大小不影响平衡，D错误；

综上AC符合题意；

（3）根据图象可知，当n（氨）/n（丙烯）约为1时，该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低；

根据反应C3H6（g）+NH3（g）+

O2（g）=C3H3N（g）+3H2O（g），氨气、氧气、丙烯按1：

1的体积比加入反应达到最佳状态，而空气中氧气约占20%，所以进料氨、空气、丙烯的理论体积约为：

1：

：

1=1：

1。

3．德国化学家哈伯（F.Haber）从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。

合成氨为解决世界的粮食问题作出了重要贡献。

其原理为N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol

（1）若已知H-H键的键能为436.0kJ/mol，N-H的键能为390.8kJ/mol，则N

N的键能约为_____kJ/mol

（2）合成氨反应不加催化剂很难发生，催化剂铁触媒加入后参与了反应降低了活化能。

其能量原理如图所示，则加了催化剂后整个反应的速率由______决定（填“第一步反应”或者“第二步反应”），未使用催化剂时逆反应活化能______正反应活化能（填“大于”“小于”或者“等于”）

（3）从平衡和速率角度考虑，工业生产采取20MPa到50MPa的高压合成氨原因______

（4）一定温度下恒容容器中，以不同的H2和N2物质的量之比加入，平衡时NH3体积分数如图所示，则H2转化率a点______b点（填"

大于”“小于”或者“等于”）。

若起始压强为20MPa，则b点时体系的总压强约为______MPa。

（5）若该反应的正逆反应速率分别表示为v正=K正

，v逆=K逆∙c2（NH3），则一定温度下，该反应的平衡常数K=______（用含K正和K逆的表达式表示），若K正和K逆都是温度的函数，且随温度升高而升高，则图中c和d分别表示______和______随温度变化趋势（填K正或者K逆）。

（6）常温下，向20mL的0.1mol/L的盐酸中通入一定量氨气反应后溶液呈中性（假设溶液体积变化忽略不计）则所得溶液中c（NH4+）=_______

【答案】944.4第一步反应大于当压强低于20MPa时，反应速率慢，且反应转化率低，压强过大于50MPa时，转化率提升不大，但对设备的要求高，生产成本高小于19

K正K逆0.1mol/L

（1）根据反应热的计算公式

，可得

，故答案为：

944.4；

（2）因为第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能，则催化剂后整个反应的速率由第一步反应决定，由图可知未使用催化剂时逆反应活化能大于正反应活化能，故答案为：

第一步反应；

大于；

（3）根据工业上制备氨气的原理可知，当压强低于20MPa时，反应速率慢，且反应转化率低，压强过大于50MPa时，转化率提升不大，但对设备的要求高，生产成本高，所以工业生产采取20MPa到50MPa的高压合成氨，故答案为：

当压强低于20MPa时，反应速率慢，且反应转化率低，压强过大于50MPa时，转化率提升不大，但对设备的要求高，生产成本高；

（4）当增大氢气的用量时，氮气的转化率升高，氢气的转化率降低，则H2的转化率a点小于b点；

根据图知b点氨气的体积分数为5%，设氮气与氢气在恒容密闭容器中各投1mol，转化的氮气为xmol，则可列三段式为：

N2+3H2⇌2NH3

则有

，

，由此可得x=

，P（平衡）=19MPa，故答案为：

小于；

19；

（5）平衡时，正反应速率=逆反应速率，则有

，平衡常数K=

该反应为放热反应，温度升高时，平衡会逆向移动，平衡常数会减小，则K逆大于K正，c代表K正，d代表K逆，故答案为：

K正；

K逆；

（6）反应后溶液呈中性，溶液中c（H+）=c（OH-）且由电荷守恒c（H+）+c（NH4+）=c（OH-）+c（Cl-），则c（NH4+）=c（Cl-）=0.1mol/L，故答案为：

0.1mol/L。

4．利用工业废气CO2或CO和H2在一定条件下可制备燃料甲醇。

Ⅰ．利用工业废气CO合成甲醇，其能量变化示意图如下：

（1）图中曲线a到曲线b的措施是_______。

该反应ΔS________0（填“>

”或“<

”）

（2）一定条件下，在2L密闭容器中充入1molCO和2molH2，10min后达到平衡，放出热量45.5kJ，则10min内H2的转化率为_____；

该温度下反应的平衡常数K=_____；

达到平衡后，再向容器中充入CO、H2、CH3OH各1mol，则此时υ正_____υ逆（填“>

”“<

”或“=”）

（3）下