届高三化学考前复习化学反应原理综合训练有答案Word下载.docx

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mol－1

C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH2＝－393.5kJ·

2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH3＝－221.0kJ·

若某反应的平衡常数表达式为K＝

，请写出此反应的热化学方程式：

________________________________________________________________________

（2）利用汽油中挥发出来的烃类物质（CxHy）催化还原汽车尾气中的NO气体可消除由此产生的污染，该过程的化学方程式为_______________________________________________

（3）废气中的SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化等一系列反应后可制取硫酸，其中SO2发生催化氧化的反应为2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）。

往一固定体积的密闭容器中通入SO2和O2[其中n（SO2）∶n（O2）＝2∶1]，在不同温度下测得容器内总压强与反应时间的关系如图所示。

①图中A点处SO2的转化率为__________。

②C点的正反应速率vC（正）与A点的逆反应速率vA（逆）的大小关系为vC（正）________（填“＞”“＜”或“＝”）vA（逆）。

③图中B点用压强表示的平衡常数Kp＝________（用平衡分压代表平衡浓度计算，分压＝总压×

物质的量分数）。

（4）工业上常用氨水吸收二氧化硫，可生成（NH4）2SO3。

判断常温下（NH4）2SO3溶液的酸碱性并说明判断依据____________________________________________。

（已知常温下NH3·

H2O的Kb＝1.8×

10－5；

H2SO3的Ka1＝1.3×

10－2，Ka2＝6.3×

10－8）

答案　

（1）2NO（g）＋2CO（g）

N2（g）＋2CO2（g）　ΔH＝－746.5kJ·

mol－1　

（2）4CxHy＋（8x＋2y）NO

4xCO2＋（4x＋y）N2＋2yH2O　（3）①45%　②＞　③24300　（4）溶液显碱性，Kb（NH3·

H2O）大于Ka2（H2SO3），SO

的水解程度比NH

大（其他合理解释也可）

解析　

（1）根据该反应的平衡常数表达式K＝

，可知该反应为2NO（g）＋2CO（g）

N2（g）＋2CO2（g）　ΔH，将题给的三个热化学方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，由②×

2－③－①得到2NO（g）＋2CO（g）N2（g）＋2CO2（g）　ΔH＝－746.5kJ·

mol－1。

（2）用烃催化还原NO气体以消除由此产生的污染，可知反应生成无污染的N2、CO2和H2O，根据得失电子守恒、原子守恒可写出并配平化学方程式。

（3）①设起始通入的SO2为2amol，O2为amol，在A点时，O2转化了xmol，根据三段式法进行计算：

　　　　　　　　2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）

起始/mol2aa0

转化/mol2xx2x

A点时/mol2a－2xa－x2x

在恒温恒容条件下，气体压强之比等于物质的量之比，故

＝

，解得x＝0.45a，则A点SO2的转化率α（SO2）＝

×

100%＝45%。

②T1条件下，由A到B，反应趋向平衡，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，B点时反应处于平衡状态，故vA（逆）＜vB（逆）＝vB（正）。

又由题图知，T2条件下反应先达到平衡，则T2＞T1，由B到C，温度升高，反应速率加快，故vC（正）＞vB（正）＝vB（逆）＞vA（逆）。

③设起始通入2bmolSO2，bmolO2，在B点反应达到平衡时O2转化了ymol，根据三段式法进行计算：

　　　2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）

起始/mol2bb0

转化/mol2yy2y

平衡/mol2b－2yb－y2y

，解得y＝0.9b，故Kp＝

＝24300。

（4）NH

水解生成了H＋和NH3·

H2O，使溶液显酸性，而SO

水解生成了OH－和HSO

，使溶液显碱性，由于Kb（NH3·

H2O）大于Ka2（H2SO3），说明NH

的水解程度小于SO

的水解程度，故（NH4）2SO3溶液显碱性。

3、研究碳、氮、硫等元素化合物的性质或转化对建设生态文明、美丽中国具有重要意义。

（1）海水中无机碳的存在形式及分布如下图所示：

用离子方程式表示海水呈弱碱性的原因____________________________________________。

已知春季海水pH＝8.1，预测夏季海水碱性将会_________________________（填“增强”或“减弱”），理由是__________________________________________________________。

（2）工业上以CO和H2为原料合成甲醇的反应：

CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g）　ΔH＜0，在容积为1L的恒容容器中，分别在T1、T2、T3三种温度下合成甲醇。

如图是上述三种温度下不同H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系。

下列说法正确的是________（填字母）。

A．a、b、c三点H2转化率：

c＞a＞b

B．上述三种温度之间关系为T1＞T2＞T3

C．a点状态下再通入0.5molCO和0.5molCH3OH，平衡不移动

D．c点状态下再通入1molCO和4molH2，新平衡中H2的体积分数增大

（3）NO加速臭氧层被破坏，其反应过程如下图所示：

①NO的作用是_____________________________________________________________。

②已知：

O3（g）＋O（g）===2O2（g）　ΔH＝－143kJ·

反应1：

O3（g）＋NO（g）===NO2（g）＋O2（g）　ΔH1＝－200.2kJ·

反应2：

热化学方程式为_____________________________________________________。

（4）若将CO和NO按不同比例投入一密闭容器中发生反应：

2CO（g）＋2NO（g）N2（g）＋2CO2（g）　ΔH＝－759.8kJ·

mol－1，反应达到平衡时，N2的体积分数随

的变化曲线如下图。

①b点时，平衡体系中C、N原子个数之比接近________。

②a、b、c三点CO的转化率从大到小的顺序为________；

a、c、d三点的平衡常数从大到小的顺序为__________。

③若

＝0.8，反应达平衡时，N2的体积分数为20%，则CO的转化率为_________。

答案　

（1）CO

＋H2OHCO

＋OH－、HCO

＋H2OH2CO3＋OH－　增强　一方面水解反应为吸热反应，夏天温度升高，平衡正向移动，c（OH－）增大；

一方面夏天光合作用强，c（CO2）减小，使得CO2＋H2OH2CO3平衡逆向移动，酸性减弱；

一方面夏天温度高，二氧化碳在水中的溶解度减小，酸性减弱（回答任一方面或其他合理答案即可）

（2）C

（3）①催化剂　②NO2（g）＋O（g）===NO（g）＋O2（g）　ΔH2＝＋57.2kJ·

（4）①1∶1　②a＞b＞c　a＝c＞d　③75%

解析　

（2）由图可知a、b两点加入H2与CO的物质的量之比相同，因而CO转化率大的，H2的转化率大，显然a＞b，c点相当于增大H2的含量，其转化率变小，故a＞b＞c，A项错误；

该反应为放热反应，在

相同时，升高温度，α（H2）变小，则T3＞T2＞T1，B项错误；

　　　　　　CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）

始/mol·

L－111.50

转/mol·

L－10.510.5

平/mol·

L－10.50.50.5

K＝

＝4

平衡后再加0.5molCO，0.5molCH3OH，

Q＝

＝4，故平衡不移动，C项正确；

c点通入1molCO和4molH2，相当于增大压强，平衡正向移动，H2的体积分数变小，D项错误。

（3）开始有NO参加反应，循环后又生成NO，故其为催化剂。

（4）①当反应物按化学计量数之比加入时，平衡时N2的体积分数最大，故b点时平衡体系中C、N原子个数之比接近1∶1。

②增大

，CO的转化率降低，所以转化率：

a＞b＞c。

平衡常数只与温度有关，所以a点与c点的平衡常数K相同。

该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，N2的体积分数减小，所以T1＞T2，d点的平衡常数小于a点和c点。

③设CO起始物质的量为0.8mol，反应达平衡时，CO转化了xmol，则有：

　　　　　2CO（g）＋2NO（g）N2（g）＋2CO2（g）

n（始）/mol0.8100

n（转）/molxx

x

n（平）/mol0.8－x1－x

平衡时，N2的体积分数为

100%＝20%，解得x＝0.6。

所以，CO的转化率为

100%＝75%。

4．合理利用或转化NO2、SO2、CO、NO等污染性气体是人们共同关注的课题。

Ⅰ.某化学课外小组查阅资料后得知：

2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）的反应历程分两步：

①2NO（g）N2O2（g）（快）　v1正＝k1正·

c2（NO），v1逆＝k1逆·

c（N2O2）　ΔH1<

②N2O2（g）＋O2（g）2NO2（g）（慢）　v2正＝k2正·

c（N2O2）·

c（O2），v2逆＝k2逆·

c2（NO2）　ΔH2<

请回答下列问题：

（1）反应2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）的ΔH＝_______________________________（用含ΔH1和ΔH2的式子表示）。

一定温度下，反应2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）达到平衡状态，写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示平衡常数的表达式K＝______________________。

（2）决定2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）反应速率的是反应②，反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小关系为E1________（填“>

”“<

”或“＝”）E2。

Ⅱ.（3）反应N2O4（g）2NO2（g），在一定条件下N2O4与NO2的消耗速率与自身压强有如下关系：

v（N2O4）＝k1·

p（N2O4），v（NO2）＝k2·

p2（NO2）。

其中k1、k2是与温度有关的常数。

一定温度下，相应的速率与压强关系如图所示，在图中标出的点中，能表示该反应达到平衡状态的两个点是______________，理由是_______________________________________________。

（4）在25℃时，将amol·

L－1的氨水溶液与0.02mol·

L－1HCl溶液等体积混合后溶液恰好呈中性（忽略溶液混合后体积的变化），用含a的表达式表示25℃时NH3·

H2O的电离常数Kb＝______________。

用质量分数为17%、密度为0.93g·

cm－3的氨水，配制200mLamol·

L－1的氨水，所需原氨水的体积V＝________mL。

（5）如图电解装置可将雾霾中的NO、SO2分别转化为NH

和SO

。

物质A的化学式为____________，阴极的电极反应式是___________________________________________。

答案　

（1）ΔH1＋ΔH2　

（2）<

（3）B、D　图中只有D点的NO2的消耗速率是B点N2O4的消耗速率的2倍，所以表示达到平衡状态的点是B、D

（4）

（或

）　21.5a（或

或

）

（5）H2SO4　NO＋6H＋＋5e－===NH

＋H2O

解析　Ⅰ.

（1）①2NO（g）N2O2（g）；

②N2O2（g）＋O2（g）2NO2（g），而目标反应2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）的ΔH＝①＋②＝ΔH1＋ΔH2，由反应达平衡状态，所以v1正＝v1逆、v2正＝v2逆，所以v1正×

v2正＝v1逆×

v2逆，即k1正c2（NO）×

k2正c（N2O2）c（O2）＝k1逆c（N2O2）×

k2逆c2（NO2），则K＝

（2）因为决定2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）速率的是反应②，所以反应①的活化能E1远小于反应②的活化能E2。

Ⅱ.（3）满足平衡条件v（NO2）＝2v（N2O4）即为平衡点，B、D点的反应速率比为1∶2，所以B、D为平衡点。

（4）反应后溶液中c（NH

）＝c（Cl－）＝0.01mol·

L－1，c（NH3·

H2O）＝

mol·

L－1－c（NH

）＝

mol·

L－1，c（OH－）＝1×

10－7mol·

L－1，则Kb＝

；

设氨水的体积为VmL，则根据稀释定律可知：

＝amol·

L－1×

0.2L，解得V≈21.5amL。

（5）NO得电子生成铵根，离子方程式为NO＋5e－＋6H＋===NH

＋H2O，为阴极反应，阳极上SO2失电子形成硫酸。

5．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则造成了地球的温室效应，给地球生命带来了极大的威胁。

①甲醇的燃烧热ΔH1＝－726.4kJ·

mol－1；

②H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH2＝－285.8kJ·

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的过程中会产生副反应：

CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）　ΔH3。

图1是合成甲醇反应中温度对CH3OH、CO的产率影响曲线，ΔH3____（填“＞”或“＜”）0。

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）　ΔH＝＋36.0kJ·

不同温度下，乙酸的生成速率变化曲线如图2所示。

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）　ΔH。

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3mol由CO2和NH3组成的混合气体。

图3是有关量的变化曲线，其中表示NH3转化率的曲线是_______（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　

（1）CO2（g）＋3H2（g）===CH3OH（l）＋H2O（l）　ΔH＝－131.0kJ·

（2）＞　增大　向逆反应方向

（3）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）

（4）b　20　36.4

解析　

（2）根据图1，升高温度，CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）中CO的产率增大，平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH3＞0；

增大反应体系的压强，合成甲醇的反应速率增大，CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）平衡正向移动，使得二氧化碳和氢气的物质的量减小，副反应中反应物的量减少，平衡逆向移动。

（4）增加氨碳比[

]，氨气的转化率降低，根据图3，曲线b表示NH3转化率；

曲线c表示尿素在平衡体系中的体积分数变化曲线，M点对应的

＝2，则加入的CO2为1mol，NH3为2mol，平衡时CO2和NH3的转化率均为80%。

CO2（g）＋2NH3（g）CO（NH2）2（g）＋H2O（g）

起始/mol1200

反应/mol0.81.60.80.8

平衡/mol0.20.40.80.8

则M点的平衡常数K＝

＝20；

尿素在平衡体系中的体积分数等于物质的量分数，则y＝

100%≈36.4%。

6.CO2是一种常用的化工原料。

Ⅰ.以CO2与NH3为原料可以合成尿素[CO（NH2）2]。

合成尿素的反应为2NH3（g）＋CO2（g）CO（NH2）2（s）＋H2O（g）。

（1）在不同温度及不同y值下合成尿素，达到平衡时，氨气转化率的变化情况如图所示。

该反应的ΔH________（填“>

”、“<

”或“＝”，下同）0，若y表示压强，则y1________y2，若y表示反应开始时的水碳比[

]，则y1________y2。

（2）T℃时，若向容积为2L的恒容密闭容器中加入3molNH3和1molCO2，达到平衡时，容器内压强为开始时的

若保持条件不变，再向该容器中加入0.5molCO2和1molH2O，NH3的转化率将________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

Ⅱ.CO2与H2反应可用于生产甲醇。

（3）已知氢气与甲醇的燃烧热分别为285.8kJ·

mol－1、726.5kJ·

mol－1，则CO2与H2反应产生液态甲醇与液态水的热化学方程式为_____________________________________________________

_____________________________________________________。

（4）如图是某甲醇燃料电池工作的示意图。

质子交换膜（只有质子能够通过）左右两侧的溶液均为1L2mol·

L－1H2SO4溶液。

电极a上发生的电极反应为_________________________________

_____________________________________________________，

当电池中有1mole－发生转移时左右两侧溶液的质量之差为________g（假设反应物耗尽，忽略气体的溶解）。

解析　

（1）根据题图知，y一定时，降低温度，NH3的转化率增大，平衡正向移动，根据平衡移动原理，降温时平衡向放热反应方向移动，故正反应为放热反应，ΔH<

0。

若y表示压强，y2→y1，NH3的转化率增大，平衡正向移动，根据平衡移动原理，加压时平衡正向移动，故y1>

y2。

根据平衡移动原理，减小水碳比[

]，平衡正向移动，NH3的转化率增大，若y表示水碳比，则y1<

（2）根据2NH3（g）＋CO2（g）CO（NH2）2（s）＋H2O（g），设平衡时c（H2O）＝xmol·

L－1，则平衡时c（NH3）＝（1.5－2x）mol·

L－1、c（CO2）＝（0.5－x）mol·

L－1，则（1.5－2x＋0.5－x＋x）÷

（1.5＋0.5）＝

，解得x＝0.25，平衡常数K＝

＝1。

若保持条件不变，再向该容器中加入0.5molCO2和1molH2O，此时浓度商Qc＝

＝1.5>

K，反应向逆反应方向进行，故NH3的转化率将减小。

（3）由氢气与甲醇的燃烧热可得：

①H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－285.8kJ·

mol－1、②CH3OH（l）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－726.5kJ·

mol－1，根据盖斯定律，由①×

3－②，可得：

CO2（g）＋3H2（g）===CH3OH（l）＋H2O（l）　ΔH＝（－285.8kJ·

mol－1）×

3－（－726.5kJ·

mol－1）＝－130.9kJ·

（4）根据题图知，左侧通入甲醇，则电极a为负极，负极上甲醇发生氧化反应转化为CO2，电极反应式为CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋，根据电极a的电极反应，有1mole－发生转移时，左侧溶液减少

g＝2g，且有1molH＋通过质子交换膜进入右侧溶液，左侧溶液质量共减少3g。

电极b为正极，正极上O2发生还原反应转化为H2O，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，根据电极b的电极反应，有1mole－发生转移时，右侧溶液增加的质量为

1mol＝8g，因有1molH＋转移到右侧溶液，故右侧溶液质量共增加9g，左右两侧溶液的质量之差为12g。

答案　

（1）<

　>

　<

（2）减小

（3）CO2（g）＋3H2（g）===CH3OH（l）＋H2O（l）　ΔH＝－130.9kJ·

（4）CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋　12

7.甲烷主要存在于天然气和可燃冰中，在地球上储量巨大，充分利用甲烷对人类的未来发展具有重要意义。

（1）乙炔（CH≡CH）是重要的化工原料。

工业上可用甲烷裂解法制取乙炔，反应为2CH4（g）

C2H2（g）＋3H2（g）。

甲烷裂解时还发生副反应：

2CH4（g）

C2H4（g）＋2H2（g）。

甲烷裂解时，几种气体平衡时分压（Pa）的对数即lgp与温度（℃）之间的关系如图所示。

①1725℃时，向恒容密闭容器中充入CH4，达到平衡时CH4生成C2H2的平衡转化率为______________。

②1725℃时，若图中H2的lgp＝5,则反应2CH4（g）