高考化学二轮复习专题跟踪检测化学反应原理综合题.docx

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高考化学二轮复习专题跟踪检测化学反应原理综合题

专题跟踪检测化学反应原理综合题

1．随着国家环保部系列环保新规的出台，各地环保部门整治环保的工作也在紧锣密鼓地进行，其中汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的重要原因之一，因此治理汽车尾气和燃煤尾气污染成为重中之重。

回答下列问题：

（1）煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可消除氮氧化物的污染。

已知：

①CH4（g）＋2NO2（g）===N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－867.0kJ·mol－1；

②N2（g）＋2O2（g）===2NO2（g）　ΔH＝＋67.8kJ·mol－1；

③适量的N2和O2完全反应，每生成标准状况下5.6LNO时，则吸收22.5kJ的热量。

则CH4催化还原NO的热化学方程式为______________________________________

________________________________________________________________________。

（2）在汽车排气系统中安装三元催化转化器，可发生反应：

2NO（g）＋2CO（g）

2CO2（g）＋N2（g）。

在某密闭容器中通入等量的CO和NO，发生上述反应时，c（CO）随温度（T）和时间（t）的变化曲线如图所示。

①据此判断该反应的正反应为________（填“放热”或“吸热”）反应。

②温度为T2时，19s反应达到平衡，则0～19s内N2的平均反应速率v（N2）＝________mol·L－1·s－1。

③温度为T1时，该可逆反应的平衡常数K＝________。

（3）SNCRSCR脱硝技术是一种新型的除去烟气中氮氧化物的脱硝技术，一般采用氨气或尿素作还原剂，其基本流程如图：

①SNCRSCR脱硝技术中用NH3作还原剂还原NO的主要反应为4NH3（g）＋4NO（g）＋O2（g）

4N2（g）＋6H2O（g）　ΔH<0，则用尿素[CO（NH2）2]作还原剂还原NO2的化学方程式为__________________________。

②体系温度直接影响SNCR技术的脱硝效率，如图所示。

SNCR技术脱硝的最佳温度为________，SNCR与SCR技术相比，SCR技术的反应温度不能太高，其原因是________________________________；当体系温度高于1000℃时，SNCR脱硝效率明显降低，其可能的原因是________________________________________。

解析：

（1）由已知信息③可写出热化学方程式：

N2（g）＋O2（g）===2NO（g）　ΔH＝＋180.0kJ·mol－1，将该热化学方程式与已知信息①、②中的热化学方程式依次编号为a、b、c，根据盖斯定律，由b－a×2＋c可得：

CH4（g）＋4NO（g）===2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－1159.2kJ·mol－1。

（2）①由题图可知T1>T2，而T1平衡时CO浓度较高，说明温度升高，平衡逆向移动，故正反应为放热反应。

②v（N2）＝v（CO）＝×mol·L－1·s－1＝0.05mol·L－1·s－1。

③温度为T1时，根据三段式法，则有：

　　　　　　　　2NO（g）＋2CO（g）

2CO2（g）＋N2（g）

起始（mol·L－1）2.02.000

转化（mol·L－1）1.61.61.60.8

平衡（mol·L－1）0.40.41.60.8

故T1时，该可逆反应的平衡常数K＝＝80。

（3）①CO（NH2）2作还原剂，还原NO2生成N2、CO2、H2O，故反应的化学方程式为4CO（NH2）2＋6NO2

4CO2＋7N2＋8H2O。

②由题图可知925℃左右时脱硝效率最高。

SCR技术中使用了催化剂，若温度太高，则催化剂活性降低或丧失。

脱硝反应的主反应是放热反应，故温度过高时，脱硝主要反应的平衡逆向移动，导致脱硝效率降低。

答案：

（1）CH4（g）＋4NO（g）===2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－1159.2kJ·mol－1

（2）①放热　②0.05　③80

（3）①4CO（NH2）2＋6NO2

4CO2＋7N2＋8H2O　②925℃左右　温度太高，会降低催化剂活性　温度过高，脱硝主要反应的平衡逆向移动

2．

（1）硼酸（H3BO3）能电离，它在水中能结合水电离出的OH－形成B（OH），写出硼酸的电离方程式：

_______________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）向500mL0.2mol·L－1硼酸溶液中加入2g氢氧化钠固体，充分反应后，溶液呈碱性，反应的离子方程式为________________________。

溶液中各微粒（水除外）浓度由大到小的顺序为____________________________。

溶液中＝________（用含硼酸的电离常数K和水的离子积常数Kw的代数式表示）。

（3）在一定条件下，H3BO3＋3CH3OH

B（OCH3）3＋3H2O，H3BO3的转化率随时间变化的曲线如图所示。

升高温度，正反应速率________（填“大于”“小于”或“等于”，下同）逆反应速率；反应物的总能量________生成物的总能量。

（4）已知：

H2O（l）===H2O（g）　ΔH＝＋44kJ·mol－1，标准状况下11.2LB2H6气体在足量的氧气中燃烧，生成三氧化二硼固体和水蒸气，放出1016.5kJ的热量，写出表示B2H6气体燃烧热的热化学方程式：

________________________________。

（5）硼酸通过一定的反应可生成NaBH4，NaBH4是一种强还原剂，用NaBH4和过氧化氢可以设计成一种碱性燃料电池，放电时，1molNaBH4释放8mole－。

写出原电池负极的电极反应式：

________________________。

解析：

（1）依题意知硼酸的电离类似于盐的水解，可写出硼酸的电离方程式。

（2）硼酸是弱酸，在离子方程式中写化学式；据计算得出硼酸过量，反应后溶液中含有等物质的量的H3BO3和NaB（OH）4，溶液呈碱性，说明B（OH）的水解程度大于H3BO3的电离程度，可得到微粒浓度的大小关系。

（3）据图像分析得出升高温度，H3BO3的转化率增大，更有利于平衡正向移动，正反应为吸热反应。

（4）燃烧热为101kPa时1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，根据盖斯定律，可写出该热化学方程式。

（5）负极发生氧化反应，在碱性电池中有大量的OH－，利用得失电子守恒即可写出电极反应式。

答案：

（1）H3BO3＋H2O

B（OH）＋H＋

（2）H3BO3＋OH－===B（OH）　c（H3BO3）>c（Na＋）>c[B（OH）]>c（OH－）>c（H＋）　

（3）大于　小于

（4）B2H6（g）＋3O2（g）===B2O3（s）＋3H2O（l）　ΔH＝－2165kJ·mol－1

（5）BH＋8OH－－8e－===B（OH）＋4H2O

3．（2018·重庆模拟）氮的化合物在生产和生活中广泛存在。

请回答下列有关问题：

（1）氯胺（NH2Cl）是一种长效缓释消毒剂，可通过反应NH3（g）＋Cl2（g）===NH2Cl（g）＋HCl（g）　ΔH＝＋12kJ·mol－1来制取。

化学键

N—H

Cl—Cl

N—Cl

H—Cl

键能/（kJ·mol－1）

391

243

a

431

已知部分化学键的键能如表所示（假定不同物质中同种化学键的键能一样），则a＝________。

（2）2NO（g）＋O2（g）

2NO2（g）的反应历程分两步：

Ⅰ.2NO（g）

N2O2（g）（快）

va正＝ka正c2（NO），va逆＝ka逆c（N2O2），ΔH1<0

Ⅱ.N2O2（g）＋O2（g）

2NO2（g）（慢）

vb正＝kb正c（N2O2）·c（O2），vb逆＝kb逆c2（NO2），ΔH2<0

①一定温度下，反应2NO（g）＋O2（g）

2NO2（g）达到平衡状态，其平衡常数K＝________（用ka正、ka逆、kb正、kb逆表示）。

②100kPa时，密闭容器中发生反应2NO（g）＋O2（g）

2NO2（g），NO的平衡转化率与温度的关系曲线如图所示。

图中A、B、C三点表示不同温度、压强下达到平衡时NO的转化率，则________点对应的压强最大，原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

③反应2NO（g）＋O2（g）

2NO2（g）在密闭恒容绝热容器中进行，若氧气中混有氮气，容器中还发生了反应：

N2（g）＋O2（g）

2NO（g）　ΔH＝＋180kJ·mol－1，则此反应对NO的转化率的影响是________（填“增大”“减小”或“无法判断”）。

④某温度下，反应2NO（g）＋O2（g）

2NO2（g）中，在保证O2浓度不变的情况下，增大容器的容积，平衡将________（填“正反应方向”“逆反应方向”或“不”）移动。

判断的依据是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）工业上可通过电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示。

①该装置的阳极是________（填“电极a”或“电极b”）。

②电解过程总反应的化学方程式为__________________。

解析：

（1）焓变等于反应物键能之和与生成物键能之和的差值，则3×391kJ·mol－1＋243kJ·mol－1－431kJ·mol－1－2×391kJ·mol－1－akJ·mol－1＝＋12kJ·mol－1，解得a＝191。

（2）①根据盖斯定律Ⅰ＋Ⅱ即得到反应2NO（g）＋O2（g）

2NO2（g），因此达到平衡状态时，va正＝va逆、vb正＝vb逆，则va正·vb正＝va逆·vb逆，即ka正c2（NO）×kb正c（N2O2）·c（O2）＝ka逆c（N2O2）×kb逆·c2（NO2），则K＝。

②由于正反应是一个气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，NO的转化率增大，而A、B两点NO的转化率都低于100kPa时的转化率，故A、B两点的压强都低于100kPa，C点NO的转化率高于100kPa时的转化率，故C点的压强大于100kPa，因此C点压强最大。

③反应2NO（g）＋O2（g）

2NO2（g）在密闭恒容绝热容器中进行，若氧气中混有氮气，容器中还发生了反应：

N2（g）＋O2（g）

2NO（g）　ΔH＝＋180kJ·mol－1，该反应是吸热反应，导致温度降低，但同时氧气的浓度降低，NO的浓度增大，因此无法判断NO的转化率变化。

④某温度下，反应2NO（g）＋O2（g）

2NO2（g）中，在保证O2浓度不变的情况下，增大容器的体积，NO和NO2的浓度瞬间变小，且减小的程度一样，因此浓度商等于该温度下的平衡常数，则平衡不移动。

（3）①该装置中a电极区NO得到电子转化为NH，a电极是阴极，所以b电极是阳极。

②阳极是NO失去电子转化为NO，所以电解过程总反应的化学方程式为8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3。

答案：

（1）191　

（2）①　②C　由于该反应正反应是一个气体分子数减小的反应，A、B两点NO的转化率都低于100kPa时的转化率，故A、B两点的压强都低于100kPa，C点NO的转化率高于100kPa时的转化率，故C点的压强大于100kPa　③无法判断　④不　保证c（O2）不变的情况下，增大容器容积，c（NO2）与c（NO）同等倍数减小，其浓度商等于平衡常数，所以平衡不移动　（3）①电极b　②8NO＋7H2O3NH4NO3＋2HNO3

4．氯化钴用作吸湿剂和空气湿度指示剂，其原理如下：

回答下列问题：

（1）已知CoCl2＋xH2O

CoCl2·xH2O，现有65g无水CoCl2，吸水后变成CoCl2·xH2O119g。

水合物中x＝________；该变化过程属于__________（填“物理变化”或“化学变化”）。

（2）德国科学家发明了添加氯化钴的变色水泥，据此推测雨天变色水泥呈粉红色的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）为了防止粉红色的CoCl2·6H2O脱水，“干燥”时宜采用的方法是__________________________________。

（任写两种）

（4）CoCl2溶于浓盐酸中能形成[CoCl4]2－，该溶液中存在平衡：

[Co（H2O）6]2＋（粉红色）＋4Cl－

[CoCl4]2－（蓝色）＋6H2O。

T1℃时，将0.025molCoCl2·6H2O溶于50mL12mol·L－1浓盐酸中，再加水稀释至100mL。

溶液中c（Cl－）与温度（T）的关系如图所示。

①T1℃时，取10mL上述溶液稀释至100mL，稀释后的溶液中c（Cl－）________（填“>”“＝”或“<”）0.6mol·L－1。

②由图可知，上述反应的ΔH________（填“>”“＝”或“<”）0。

③根据A点数据，T1℃时上述反应的平衡常数为________。

（5）将镉（Cd）浸在氯化钴（CoCl2）溶液中，发生反应的离子方程式为Co2＋（aq）＋Cd（s）===Co（s）＋Cd2＋（aq），若将该反应设计为如图所示的原电池，则该电池中盐桥中的阳离子向________移动，甲池中盛放的是________溶液。

解析：

（1）根据题意知，吸收的水的质量为54g，其物质的量为3mol,65g无水CoCl2的物质的量为0.5mol，则＝，故x＝6；无水CoCl2呈蓝色，吸水后变为粉红色的CoCl2·6H2O，该变化过程有新物质生成，属于化学变化。

（3）为了防止CoCl2·6H2O脱水，“干燥”时宜采用减压烘干或常温下晾干或常温下鼓风吹干等方法。

（4）①T1℃时，取10mL上述溶液稀释至100mL，加水稀释时平衡向逆反应方向移动，故稀释后的溶液中c（Cl－）>0.6mol·L－1。

②由题图可知，升高温度Cl－浓度降低，则升高温度平衡向正反应方向移动，所以该反应的ΔH>0。

③根据三段式法，A点平衡时有：

　　　　　　　[Co（H2O）6]2＋＋4Cl－

[CoCl4]2－＋6H2O

起始/（mol·L－1）0.256.50

转化/（mol·L－1）0.1250.50.125

平衡/（mol·L－1）0.12560.125

因此T1℃时该反应的平衡常数为≈7.72×10－4。

（5）原电池中阳离子向正极（乙池）移动；甲池中Cd失电子生成Cd2＋，乙池中Co2＋得电子生成Co，所以甲池中盛放的是CdCl2溶液，乙池中盛放的是CoCl2溶液。

答案：

（1）6　化学变化　

（2）雨天时温度相对较低，湿度大，平衡向左移动，主要为CoCl2·6H2O，故呈粉红色　（3）减压烘干、常温下晾干、常温下鼓风吹干等（任写两种，合理即可）　（4）①>　②>　③7.72×10－4

（5）正极（乙池）　CdCl2

5．（2018·宁德模拟）高铁酸钠（Na2FeO4）是一种新型、高效的水处理剂，与水反应的化学方程式为4Na2FeO4＋10H2O===4Fe（OH）3＋3O2↑＋8NaOH。

电解制备Na2FeO4装置示意图如图所示。

（1）a是电源的________（填“正”或“负”）极。

电解时，石墨电极附近溶液的碱性________（填“增强”“减弱”或“不变”）。

（2）铁电极的反应式为_________________________________________________。

（3）维持一定的电流强度和电解温度，NaOH起始浓度对Na2FeO4浓度影响如图（电解液体积相同的情况下进行实验）。

①电解3.0h内，随NaOH起始浓度增大，Na2FeO4浓度变化趋势是________（填“增大”“不变”或“减小”）。

②当NaOH起始浓度为16mol·L－1,1.0～2.0h内生成Na2FeO4的速率是________mol·L－1·h－1。

③A点与B点相比，n[Fe（OH）3]：

A________B（填“>”“＝”或“<”）。

（4）提纯电解所得Na2FeO4，采用重结晶、过滤、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用________（填标号）溶液和异丙醇。

A．Fe（NO3）3　　B．NH4Cl　　C．CH3COONa

（5）次氯酸钠氧化法也可以制得Na2FeO4。

已知：

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝akJ·mol－1

NaCl（aq）＋H2O（l）===NaClO（aq）＋H2（g）　ΔH＝bkJ·mol－1

4Na2FeO4（aq）＋10H2O（l）===4Fe（OH）3（s）＋3O2（g）＋8NaOH（aq）　ΔH＝ckJ·mol－1

反应2Fe（OH）3（s）＋3NaClO（aq）＋4NaOH（aq）===2Na2FeO4（aq）＋3NaCl（aq）＋5H2O（l）的ΔH＝_______kJ·mol－1。

解析：

（1）应该用铁作阳极电解氢氧化钠制备高铁酸钠，电解时铁失去电子发生氧化反应结合OH－生成FeO和H2O，电极反应式为Fe＋8OH－－6e－===FeO＋4H2O；因此a是电源的负极，b为电源的正极；电解时，石墨电极为阴极，阴极发生还原反应，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，石墨电极附近溶液的碱性增强。

（2）根据上述分析，铁电极的反应式为Fe＋8OH－－6e－===FeO＋4H2O。

（3）①根据图像，电解3.0h内，随NaOH起始浓度增大，Na2FeO4浓度逐渐增大。

②根据图像，当NaOH起始浓度为16mol·L－1时，1.0～2.0h内生成Na2FeO4的速率为＝8mol·L－1·h－1。

③根据图像，A点与B点相比，Na2FeO4浓度：

A>B，根据铁原子守恒，n[Fe（OH）3]：

A

（4）由题给反应知，洗涤剂最好选用碱性溶液来抑制FeO的水解。

Fe（NO3）3、NH4Cl溶液中因Fe3＋、NH的水解溶液均显酸性；CH3COONa溶液因CH3COO－的水解而显碱性，故C符合题意。

（5）将3个已知的热化学方程式按顺序分别编号为①、②、③，根据盖斯定律，将－①×－②×3－③×，得：

2Fe（OH）3（s）＋3NaClO（aq）＋4NaOH（aq）===2Na2FeO4（aq）＋3NaCl（aq）＋5H2O（l）　ΔH＝

kJ·mol－1。

答案：

（1）负　增强

（2）Fe＋8OH－－6e－===FeO

＋4H2O

（3）①增大　②8　③<　（4）C

（5）－

a－3b－

c

6．目前，处理烟气中SO2常采用两种方法：

液吸法和还原法。

Ⅰ.碱液吸收法

25℃时，Kb（NH3·H2O）＝1.8×10－5；H2SO3：

Ka1＝1.5×10－2，Ka2＝1.0×10－7；Ksp（CaSO4）＝7.1×10－5。

第1步：

用过量的浓氨水吸收SO2，并在空气中氧化；

第2步：

加入石灰水，发生反应Ca2＋＋2OH－＋2NH

＋SO

CaSO4↓＋2NH3·H2O　K。

（1）25℃时，0.1mol·L－1（NH4）2SO3溶液的pH________（填“>”“<”或“＝”）7。

（2）计算第2步中反应的K＝__________________。

Ⅱ.水煤气还原法

已知：

①2CO（g）＋SO2（g）

S（l）＋2CO2（g）　ΔH1＝－37.0kJ·mol－1；

②2H2（g）＋SO2（g）

S（l）＋2H2O（g）　ΔH2＝＋45.4kJ·mol－1；

③CO的燃烧热ΔH3＝－283kJ·mol－1。

（3）表示液态硫（S）的燃烧热的热化学方程式为_________________________________

________________________________________________________________________。

（4）反应②中，正反应活化能E1________（填“>”“<”或“＝”）ΔH2。

（5）在一定压强下，发生反应①。

平衡时SO2的转化率α（SO2）与投料比的比值

、温度T的关系如图所示。

比较平衡时CO的转化率α（CO）：

N________（填“>”“<”或“＝”，下同）M。

逆反应速率：

N________P。

（6）某温度下，向10L恒容密闭容器中充入2molH2、2molCO和2molSO2发生反应①、②，第5min时达到平衡，测得混合气体中CO2、H2O（g）的物质的量分别为1.6mol、1.8mol。

①该温度下，反应②的平衡常数K为_________________。

②其他条件不变，在第7min时缩小容器体积，α（SO2）________（填“增大”“减小”或“不变”）。

解析：

（1）由题给信息知，Kb（NH3·H2O）大于Ka2（H2SO3），所以SO

的水解程度大于NH

的水解程度，则25℃时，0.1mol·L－1（NH4）2SO3溶液呈碱性。

（2）K＝

＝

≈4.3×1013。

（3）由已知信息③可得CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）　ΔH3＝－283kJ·mol－1，根据盖斯定律，由③×2－①得：

S（l）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝（－283kJ·mol－1）×2＋37.0kJ·mol－1＝－529kJ·mol－1。

（4）设E2为逆反应的活化能，则E1－E2＝ΔH2>0，所以E1>ΔH2。

（5）比较M、N两点CO的转化率，选择P点为参照点，比较M点和P点对应的CO的转化率：

温度相同，y1大于y2，投入较多CO来增大SO2转化率，则CO的转化率降低，故M点对应的CO转化率小于P点；比较N点和P点对应的CO转化率：

投料比的比值相同，P点温度高于N点，反应①的正反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动，故P点对应的CO转化率小于N点。

故CO的平衡转化率：

N>P>M。

N点和P点的投料比的比值相同，升高温度，正、逆反应速率均增大，故N点逆反应速