备战高考化学化学反应原理综合考查综合经典题含答案解析Word格式文档下载.docx

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【答案】

800℃增大40%C（s）+H2O（g）

CO（g）+H2（g）

【解析】

【分析】

【详解】

（1）根据题干信息分析，反应Ⅲ=

（反应Ⅱ-反应Ⅰ），由盖斯定律可得

，故答案为：

；

（2）①由图（a）可知，制备H2在800℃时，达到最高转化率，则制备氢气最佳的温度约为800℃,故答案为：

800℃；

②由图（b）可知，S/C增大时，反应I平衡向正反应方向移动，反应III平衡向逆反应方向移动，使体系中的H2的量增大，故答案为：

增大；

（3）设CH3COOH和H2O的物质的量均为1mol，平衡时，反应了CH3COOHxmol，列三段式有：

测得H2的体积分数为50%，则

，计算得x=0.4mol，醋酸的转化率为：

=40%，即CH3COOH平衡转化率为40%，故答案为：

40%；

（4）当温度一定时，随着S/C增加，积碳量逐渐减小，是由于积碳与水蒸气反应生成了CO和H2，反应的化学方程式为C（s）+H2O（g）

CO（g）+H2（g），故答案为：

C（s）+H2O（g）

CO（g）+H2（g）；

2．

（1）如图的氮循环是生态系统物质循环的重要部分，人类活动加剧了氮循环中的物质转化。

①下列说法正确的是_______（填字母序号）

A．固氮过程中，N2只做氧化剂

B．硝化过程需要有氧化剂参与

C．反硝化过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响

D．同化、氨化过程中，实现了氮元素在无机物和有机物之间的转化

②反硝化过程中，CH3OH可作为反应的还原剂，1mol还原剂失去6mol电子。

请将该反应的离子方程式补充完整：

5CH3OH+□NO3—

□_______+□_______+□_______+□_______，_____________

（2）研究表明，氮氧化物（NOx）和二氧化硫都与大气中雾霾的形成有关。

①已知：

SO2生成SO3总反应方程式是2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）ΔH＝－196.6kJ/mol

此反应可通过如下两步完成：

2NO（g）＋O2（g）

2NO2（g）ΔH1＝－113kJ/mol

NO2（g）＋SO2（g）

SO3（g）＋NO（g）ΔH2＝_______。

②一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入NO2和SO2各1mol，5min达到平衡，此时容器中NO2和NO的浓度之比为1∶3，则NO2的平衡转化率是_______。

（3）砷（As）是第四周期ⅤA族元素，其化合物，有着广泛的用途。

①AsH3的稳定性比NH3的稳定性_______（填“强’’或“弱’’）。

用原子结构解释原因_______。

②常将含砷废渣（主要成分为As2S3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。

写出发生反应的化学方程式_______。

③298K时，将20mL3xmol•L-1Na3AsO3、20mL3xmol•L-1I2和20mLNaOH溶液混合，发生反应：

AsO33-（aq）+I2（aq）+2OH-

AsO43-（aq）+2I-（aq）+H2O（l）。

溶液中c（AsO43﹣）与反应时间（t）的关系如图所示。

若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为_______。

【答案】BCD5CH3OH+6NO3-

N2↑+4HCO3-+CO32-+8H2O—41.8kJ/mol75%弱N和As位于同一主族，As的电子层数比N的多，原子半径As比N的大，得电子能力As比N弱，非金属性As比N弱，氢化物AsH3的稳定性比NH3弱2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S

（1）①A．氮气在大气中氧化为亚硝酸根离子、硝酸根离子，N的化合价升高，被氧化，所以N2作还原剂，故A错误；

B．NH3转化成HNO2，增加了O元素，则NH3被氧气氧化，所以在硝化细菌作用下发生的硝化过程需要有氧化剂参与，故B正确；

C．反硝化过程，生成氮气，向大气提供氮气，即反硝化过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响，故C正确；

D．氨化过程是动植物蛋白转化为氨气或铵根离子，即有机物转化为无机物，同化、氨化过程中，实现了氮元素在无机物和有机物之间的转化，故D正确；

故选BCD。

CH3OH与硝酸根离子反应生成氮气、碳酸根离子、碳酸氢根离子和水，反应的离子方程式为：

5CH3OH+6NO3-

N2↑+4HCO3-+CO32-+8H2O，故答案为：

N2↑+4HCO3-+CO32-+8H2O；

（2）①Ⅰ.2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）ΔH＝－196.6kJ·

mol－1

Ⅱ.2NO（g）＋O2（g）

2NO2（g）ΔH1＝－113kJ·

盖斯定律计算（Ⅰ-Ⅱ）×

得到NO2（g）＋SO2（g）

SO3（g）＋NO（g）ΔH2＝-41.8kJ·

mol－1，故答案为：

-41.8kJ·

mol－1；

②一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入NO2和SO2各1mol，5min达到平衡，此时容器中NO2和NO的浓度之比为1：

3，结合三行计算列式得到，设消耗NO2的物质的量为x：

NO2和NO的浓度之比为1：

3，物质的量之比=1：

3，（1-x）：

x=1：

3，x=0.75mol，NO2的平衡转化率=

×

100%=75%，

故答案为：

75%；

（3）①非金属性：

N>

As，AsH3的稳定性比NH3的稳定性弱，用原子结构解释原因：

N和As位于同一主族，As的电子层数比N的多，原子半径As比N的大，得电子能力As比N弱，非金属性As比N弱，氢化物AsH3的稳定性比NH3弱；

②常将含砷废渣（主要成分为As2S3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫，结合电子转移配平得方程式为：

2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S；

③列三段式如下：

根据平衡常数表达式K=

=

=

。

3．合成氨对人类生存具有重大意义，反应为：

N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）△H

（1）科学家研究在催化剂表面合成氨的反应机理，反应步骤与能量的关系如图所示（吸附在催化剂表面的微粒用*标注，省略了反应过程中部分微粒）。

①NH3的电子式是___。

②决定反应速率的一步是___（填字母a、b、c、…）。

③由图象可知合成氨反应的△H____0（填“＞”、“＜”或“=”）。

（2）传统合成氨工艺是将N2和H2在高温、高压条件下发生反应。

若向容积为1.0L的反应容器中投入5molN2、15molH2，在不同温度下分别达平衡时，混合气中NH3的质量分数随压强变化的曲线如图所示：

①温度T1、T2、T3大小关系是___。

②M点的平衡常数K=____（可用分数表示）。

（3）目前科学家利用生物燃料电池原理（电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子），研究室温下合成氨并取得初步成果，示意图如图：

①导线中电子移动方向是____。

②固氮酶区域发生反应的离子方程式是___。

③相比传统工业合成氨，该方法的优点有___。

b＜T3＞T2＞T17.32×

10-3a→bN2+6H++6MV+=2NH3+6MV2+条件温和、生成氨的同时释放电能

（1）①从分子中每个原子都形成了稳定结构的角度分析；

②反应需要的能量最高的反应决定总反应速率；

③根据能量图，反应物的总能量高于产物的总能量，则反应为放热反应；

（2）①正反应为放热反应，相同压强下，温度越高，对应NH3的含量越小；

②根据反应三段式进行计算；

（3）①根据装置电极b上MV2+转化为MV+判断正负极，原电池工作时，电子从负极经过导线流向正极；

②固氮酶区域中N2转化为NH3，MV+转化为MV2+；

③该电化学装置工作时，可将化学能转化为电能，同时利用生物酶在室温下合成氨，不需要高温条件、反应条件温和。

（1）①NH3分子中一个N原子与三个H原子形成3对共用电子对，N原子还有1对孤电子对，NH3电子式为：

②根据合成氨的反应机理与各步能量的关系图可知，反应b需要的能量最大，反应需要的能量越高，反应速率越慢，需要能量最高的反应决定总反应速率，所以决定反应速率的一步是b；

③根据能量图，反应物的总能量高于产物的总能量，则反应为放热反应，△H＜0；

（2）①正反应为放热反应，相同压强下，温度越高，对应NH3的含量越小，所以图中温度T1、T2、T3大小关系是T3＞T2＞T1；

②设M点N2反应的物质的量为xmol，反应三段式为：

M点平衡时NH3的质量分数为40%，即

=40%，可得x=2，则平衡时c（N2）=3mol/L，c（H2）=9mol/L，c（NH3）=4mol/L，平衡常数为K=

=7.32×

10-3；

（3）①根据装置电极b上MV2+转化为MV+可知，b电极为正极、a电极为负极，原电池工作时，电子从负极a电极经过导线流向正极b电极，即a→b；

②固氮酶区域中N2转化为NH3，MV+转化为MV2+，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，所以发生的反应为：

N2+6H++6MV+=2NH3+6MV2+；

③该电化学装置工作时，可将化学能转化为电能，同时利用生物酶在室温下合成氨，不需要高温条件、反应条件温和，所以与传统化工工艺相比，该工艺的优点为：

条件温和、生成氨的同时释放电能。

【点睛】

本题注意决定化学反应速率的步骤是反应需要能量最高的一步，原电池装置中根据电极上物质转化的化合价的变化判断正负极。

4．运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。

（1）一氯胺（NH2Cl）是饮用水的二级消毒剂，水解生成一种具有强烈杀菌消毒作用的物质：

①NH2Cl中Cl元素的化合价为_____________。

②NH2Cl发生水解反应的化学方程式为_____________________________。

（2）SO2和CO均为燃煤产生的烟道气中有害成分，在催化作用下可利用二者相互反应进行无害化处理并回收硫。

有关资料如图1所示。

则：

①常温常压下，质量均为11.2g的CO（g）和S（s）分别完全燃烧生成CO2（g）或SO2（g），放出的热量前者比后者多________kJ。

②SO2（g）+2CO（g）=S（s）+2CO2（g）△H=___________________.