高考化学易错点10化学反应与能量模拟题训练含答案.docx

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高考化学易错点10化学反应与能量模拟题训练含答案

易错点10化学反应与能量

大题冲关

1．尿素是最简单的有机化合物之一，是哺乳动物和某些鱼类体内蛋白质代谢分解的主要含氮终产物。

（1）尿素[（NH2）2CO]是含氮量最高的固体氮肥，其理论含氮量为________%（保留1位小数），尿素中N的化合价为________.

（2）二氧化碳、氨在高温、高压下合成氨基甲酸铵，氨基甲酸铵再发生分解反应可得到尿素。

写出该分解反应的化学方程式：

____________________________。

（3）可用酸性（NH2）2CO水溶液吸收氮氧化物NOx。

吸收过程中存在HNO2与（NH2）2CO生成N2和CO2的反应，写出该反应的化学方程式_______________________________当生成1molN2时，转移的电子数为__________.

（4）也可用水吸收氮氧化物NOx，已知NO2溶于水的相关热化学方程式如下：

2NO2（g）+H2O（l）

HNO3（aq）+HNO2（aq）△H=−116.1kJ·mol−1

3NO2（g）+H2O（l）

2HNO3（aq）+NO（g）△H=−136.2kJ·mol−1。

则用稀硝酸吸收NO的反应HNO3（aq）+2NO（g）+H2O（l）=3HNO2（aq）△H=___kJ·mol−1

【答案】46.7%－3NH2-COONH4=（NH2）2CO+H2O2HNO2+（NH2）2CO=2N2↑+CO2↑+3H2O3NA−75.9

2．羰基硫（COS）是全球硫循环的重要中间体，也是有机合成中的重要原料，是化学工作者重要的研究对象。

已知：

Ⅰ．COS（g）＋H2（g）

H2S（g）＋CO（g）△Hl＝－17kJ／mol；

Ⅱ．COS（g）＋H2O（g）

H2S（g）＋CO2（g）△H2＝－35kJ／mol。

回答下列问题：

（1）反应CO（g）＋H2O（g）

H2（g）＋CO2（g）的△H＝________。

（2）在充有催化剂的恒压密闭容器中进行反应I。

设起始充入的n（H2）：

n（COS）＝m，相同时间内测得COS转化率与m和温度（T）的关系如图所示。

①m1________m2（填＞、＜或＝）。

②温度高于T0时，COS转化率减小的可能原因为_________。

A．有副反应发生。

B．反应的△H增大。

C．催化剂活性降低。

D．逆反应速率增大的倍数小于正反应速率增大的倍数

（3）在恒温、恒容密闭容器中．进行反应I。

下列说法中能说明反应I已达到平衡状态的是___________。

A．c（H2S）＝c（CO）B．v正（H2）＝v逆（H2S）

C．容器中气体密度保持不变D．容器中混合气体平均摩尔质量保持不变

E．c（COS）保持不变

（4）某温度下，向体积为2L的恒容密闭容器中通入5molCOS（g）和5molH2O（g），发生反应Ⅱ，5min后反应达到平衡，测得COS（g）的转化率为80％。

①反应从起始至5min内，用H2S浓度变化表示的平均反应速度v（H2S）＝________。

②该温度下，上述反应的平衡常数K＝________。

③其他条件相同时，既能使上述反应中COS的平衡转化率降低，又能使反应速率加快的做法是________。

A．缩小容器容积B．升高温度

C．分离出硫化氢D．加入一定量H2O（g）

【答案】-18kJ／mol＞ACDBE0.4mol/（L∙min）16B

【解析】

（1）根据盖斯定律，反应Ⅱ-反应Ⅰ得：

CO（g）＋H2O（g）

H2（g）＋CO2（g）△H＝-35+17=-18

c（CO2）=4/2=2mol/L，平衡常数K＝2×2/0.5×0.5=16；综上所述，本题答案是：

16。

③A．因为反应前后体积不变，缩小容器容积，增大压强，反应速率加快，平衡不移动，COS的平衡转化率不变，错误；

B．该反应为放热反应，升高温度，平衡左移，速率加快，COS的平衡转化率减小，正确；

C．分离出硫化氢，减小生成物浓度，平衡右移，COS的平衡转化率增大，速率减慢，错误；

D．加入一定量H2O（g），平衡右移，反应速率加快，COS的平衡转化率增大，错误；

综上所述，本题选B。

3．CO、CO2是含碳元素的常见气体，也是参与碳循环的重要物质。

研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。

（1）CO可用于炼铁，已知：

Fe2O3（s）+3C（s）＝2Fe（s）+3CO（g）ΔH1＝+489.0kJ·mol－1；

C（s）+CO2（g）＝2CO（g）ΔH2＝+172.5kJ·mol－1

则CO还原Fe2O3（s）的热化学方程式为______________________________。

（2）甲醇是重要的化工原料，利用煤化工中生产的CO和H2可制取甲醇，发生的反应为CO（g）+2H2（g）

CH3OH（g）。

实验室中，在1L恒容的密闭容器中进行模拟合成实验。

将1molCO和2molH2通入容器中，分别恒温在300℃和500℃反应，每隔一段时间测得容器内CH3OH的浓度如下表所示：

10min

20min

30min

40min

50min

60min

300℃

0.40

0.60

0.75

0.84

0.90

500℃

0.60

0.75

0.78

0.80

①300℃和500℃对应的平衡常数大小关系为K300℃_________K500℃（填“>”、“=”或“<”）。

②下列关于该反应的说法正确的是______________（填选项字母,下同）

A．该反应在任何温度下都能自发进行

B．升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动

C．温度一定时，压强不再随时间变化可以说明反应达到了平衡状态

D．使用高效催化剂，ΔH会增大

③300℃时，前10min内，该反应的平均反应速率为v（H2）＝___mol/（L·min）。

④下列措施能够增大此反应中CO的转化率的是_________。

A．充入CO气体B．升高温度

C．使用优质催化剂D．往容器中再充入1molCO和2molH2

⑤500℃时，保持反应体系的温度不变，60min时再向容器中充入CH3OH气体和H2各0.4mol，反应将向___（填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”）进行。

再次达到平衡时的平衡常数为____________L2/mol2。

（3）以TiO2／Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。

在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见下图。

当乙酸的生成速率主要取决于温度时，其影响范围是__________________。

【答案】Fe2O3（s）+3CO（g）＝2Fe（s）+3CO2（g）△H＝－28.5kJ·mol—1＞C0.08D正反应方向25300℃～400℃

平衡常数=

，保持反应体系的温度不变，60min时再向容器中充入CH3OH气体和H2各0.4mol，

4．反应A（g）+ B（g）

C（g）+ D（g）过程中的能量变化如图所示:

完成下列填空:

（1）该反应是_______反应（选填“吸热”、“放热”），该反应化学平衡常数表达式为K=____。

（2）在恒温恒容条件下，能判断该反应达到平衡状态的依据是_____。

（用文字表示）

（3）若在体系中加入合适的催化剂，则该反应的化学反速率_________，反应的热效应_____ （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。

（4）达到平衡时，改变一个条件，化学平衡常数不变，A的转化率增大，则该条件是_______。

（5）FeCl3固体溶于蒸馏水常会出见浑浊，得不到澄清的氧化铁溶液。

其原因是_________，如果要得到澄清的氯化铁溶液，可采取的措施是____________。

【答案】放热

混合气体中各组分的浓度不再发生变化、各物质的正逆速率相等等合理即可增大不变增加B的浓度或移走产物等合理即可Fe3+易水解生成Fe（OH）3 导致溶液浑浊向溶液中滴加适量的稀盐酸

【解析】

（1）.反应物能量高于生成物能量，反应为放热反应；化学平衡常数为生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值，表达式为K=

；

5．含氮化合物在材料方面的应用越来越广泛。

（1）甲胺（CH3NH2）是合成太阳能敏化剂的原料。

工业合成甲胺原理：

CH3OH（g）+ NH3（g）

CH3NH2（g）+H2O（g） △H。

①已知键能指断开1mol气态键所吸收的能量或形成1mol气态键所释放的能量。

几种化学键的键能如下表所示：

化学键

C-H

C-O

H-O

N-H

C-N

键能/kJ·mol-1

413

351

463

393

293

则该合成反应的△H=______________。

②一定条件下，在体积相同的甲、乙、丙、丁四个容器中，起始投入物质如下：

NH3（g）/mol

CH3OH（g）/mol

反应条件

甲

498K，恒容

乙

598K，恒容

丙

598K，恒压

丁

598K，恒容

达到平衡时，甲、乙、丙、丁容器中的CH3OH转化率由大到小的顺序为_______________。

（2）工业上利用镓（Ga）与NH3在高温下合成固体半导体材料氮化镓（GaN），其反应原理为2Ga（s）+2NH3（g）

2GaN（s）+3H2（g） △H=-30.81kJ·mol-1。

①在密闭容器中充入一定量的Ga与NH3发生反应，实验测得反应体系与温度、压强的相关曲线如图所示。

图中A点与C点的化学平衡常数分别为KA和KC,下列关系正确的是_________（填代号）。

a．纵轴a表示NH3的转化率b．纵轴a 表示NH3的体积分数c．T1

②镓在元素周期表位于第四周期第ⅢA 族，化学性质与铝相似。

氮化镓性质稳定，不溶于水，但能缓慢溶解在热的NaOH溶液中，该反应的离子方程式为_________。

（3）用氮化镓与铜组成如图所示的人工光合系统，利用该装置成功地以CO2和H2O为原料合成CH4。

铜电极表面发生的电极反应式为___________。

两电极放出O2和CH4相同条件下的体积比为________，为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量的__________ （填“盐酸”或“硫酸”）。

【答案】-12kJ·mol-1甲＞乙=丙＞丁bdGaN+3H2O+OH-

NH3↑+Ga（OH）4-CO2+8H++8e-=CH4+2H2O2:

1硫酸

电子从负极流向正极，则铜电极为正极，正极上二氧化碳得电子生成甲烷，则铜电极表面的电极反应式为CO2+8H++8e-=CH4+2H2O；负极水失电子产生氧气，电极反应式为4H2O-8e-=2O2↑+8H+；两电极放出O2和CH4相同条件下的体积比为2:

1；电解质溶液显酸性，必须加入酸，盐酸中的氯离子失电子产生氯气，应该选硫酸。

6．氢能是理想的清洁能源，资源丰富。

以太阳能为热源分解Fe3O4，经由热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下:

（1）过程I:

2Fe3O4（s）

6FeO（s）+O2（g）△H=+313.2kJ/mol

①过程I需要将O2不断分离出去，目的是______________。

②一定温度下，在容积可变的密闭容器中，该反应已达到平衡。

下列说法正确的是____（填字母标号）。

a.容器内气体密度和相对分子质量都不再改变

b.升高温度，容器内气体密度变大

c.向容器中通入N2，Fe3O4转化率不变

d.缩小容器容积，O2（g）浓度变大

③在压强p1下，Fe3O4的平衡转化率随温度变化的曲线如图甲所示。

若将压强由p1增大到p2在图甲中画出p2的α（Fe3O4）~T曲线示意图。

___________

（2）已知H2的燃烧热是285.8kJ/mol，则液态水通过过程II转化的热化学方程式为_____。

（3）其他条件不变时，过程II在不同温度下，H2O的转化率随时间的变化α（H2O）~t曲线如图乙所示，温度T1、T2、T3由大到小的关系是_________，判断依据是_________。

（4）科研人员研制出透氧膜（OTM），它允许电子和O2-同时透过，可实现水连续分解制H2，工作时CO、H2O分别在透氧膜的两侧反应。

工作原理如图所示:

CO在________侧反应（填“a”或“b”），另一侧的电极反应式为______________。

【答案】提高Fe3O4的转化率ab

3FeO（s）+H2O（l）=H2（g）+Fe3O4（s）△H=+129.2kJ/molTl>T2>T3其他条件相同时，图像斜率Tl>T2>T3,即反应速率Tl>T2>T3，而温度越高，反应速率越快，所以Tl>T2>T3bH2O+2e-=H2+O2-

7．I.硫和氮的氧化物直接排放会引发严重的环境问题，请回答下列问题：

（1）下列环境问题主要由硫氧化物和氮氧化物的排放引发的是_______________。

A．全球变暖B．酸雨C．水体富营养化（水华）D．白色污染

（2）SO2的排放主要来自于煤的燃烧。

常用石灰石脱硫，其产物可以做建筑材料。

已知：

CaCO3（s）==CO2（g）+CaO（s）△H=+178.2kJ/mol

SO2（g）+CaO（s）==CaSO3（s）△H=-402kJ/mol

2CaSO3（s）+O2（g）==2CaSO4（s）△H=-234.2kJ/mol

写出石灰石脱硫的热化学反应方程式_________________________________。

Ⅱ.NOx的排放主要来自于汽车尾气，包含NO2和NO，有人提出用活性炭对NOx进行吸附，发生反应如下：

反应a：

C（s）+2NO（g）

N2（g）+CO2（g）△H=-34.0kJ/mol

反应b：

2C（s）+2NO2（g）

N2（g）+2CO2（g）△H=-64.2kJ/mol

（3）对于反应a，在T1℃时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下：

时间（min）

浓度（mol·L-1）

1.00

0.58

0.40

0.48

0.21

0.30

0.36

①0~10min内，NO的平均反应速率v（NO）=_____，当升高反应温度，该反应的平衡常数K____________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡；根据上表中的数据判断改变的条件可能是_________（填字母）。

a.加入一定量的活性炭b.通入一定量的NO

c.适当缩小容器的体积d.加入合适的催化剂

（4）某实验室模拟反应b，在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO2气体，维持温度为T2℃，如图为不同压强下反应b经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图

请从动力学角度分析，1050kPa前，反应b中NO2转化率随着压强增大而增大的原因____________；在1100kPa时，NO2的体积分数为_________________________。

（5）用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数（记作Kp）；在T2℃、1.1×106Pa时，该反应的化学平衡常数Kp=___________（计算表达式表示）；已知：

气体分压（p分）=气体总压（p总）×体积分数。

【答案】B2CaCO3（s）+2SO2（g）+O2（g）=2CaSO4（s）+2CO2（g）△H=-681.8kJ/mol0.042mol/（L·min）减小bc1050kPa前反应未达平衡状态，随着压强增大，反应速率加快，NO转化率提高50%

Pa或

8．研究表明:

丰富的CO2可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳源（石油和天然气）枯竭危机，同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应，实现CO2的良性循环。

（1）目前工业上有一种方法是用CO2加氢合成低碳烯烃。

现以合成乙烯（C2H4）为例、该过程分两步进行:

第一步:

CO2（g）+H2（g）

CO（g）+ H2O（g） △H=+41.3kJ·mol-1

第二步:

2CO（g）+ 4H2（g）

C2H4（g） +2H2O（g） △H=-210.5kJ·mol-1

①CO2加氢合成乙烯的热化学方程式为_____________________________。

②一定条件下的密闭容器中，上述反应达到平衡后，要加快反应速率并提高CO2的转化率，可以采取的措施是______（填字母）。

A．减小压强B．增大H2 浓度C．加入适当催化剂D．分离出水蒸气

（2）另一种方法是将CO2和H2在230℃催化剂条件下生成甲醇蒸气和水蒸气。

现在10L恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75 mol H2，发生反应:

CO2（g）+ 3H2（g）

CH3OH（g）+H2O（g）。

在不同条件下测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示:

①能判断该反应达到化学平衡状态的是_______（填字母）。

a.c（H2）:

c（CH3OH）=3:

1b.容器内氢气的体积分数不再改变

C．容器内气体的密度不再改变d.容器内压强不再改变

②上述反应的△H______0（填“>”或“<”），图中压强p1____p2（填“>”或“<”）。

③经测定知Q点时容器的压强是反应前压强的9/10，则Q点H2的转化率为____________。

④N点时，该反应的平衡常数K=______（计算结果保留两位小数）。

（3）用生石灰吸收CO2可生成难溶电解质CaCO3，其溶度积常数Ksp=2.8×10-9。

现有一物质的量浓度为2×10-4mol/L纯碱溶液，将其与等体积的CaCl2溶液混合，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为___mol/L。

【答案】2CO2+6H2（g）

C2H4（g）+4H2O（g）△H=-127.9kJ/molBbd<>20.5%1.045.6×10-5

9．近年来“雾霾”污染日益严重，原因之一是机动车尾气中含有NO、NO2、CO等气体，火力发电厂释放出大量的NOx、SO2和CO2等气体也是其原因，现在对其中的一些气体进行了一定的研究：

（1）用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。

已知：

①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ/mol

②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ/mol

③H2O（g）=H2O（l）△H=-44.0kJ/mol

写出CH4（g）与NO2（g）反应生成N2（g）、CO2（g）和H2O（l）的热化学方程式：

____________。

（2）汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体转化为无毒气体。

4CO（g）＋2NO2（g）

4CO2（g）＋N2（g）ΔH＝-1200kJ·mol-1,对于该反应，温度不同（T2＞T1）、其他条件相同时，下列图像正确的是________（填代号）。

（3）用活性炭还原法也可以处理氮氧化物，某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C（s）+2NO（g）

N2（g）+CO2（g）ΔH=akJ/mol

在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下：

时间/min

浓度/（mol/L）

1.0

0.58

0.40

0.48

0.21

0.30

0.36

CO2

0.21

0.30

0.36

根据图表数据分析T1℃时，该反应在0-20min的平均反应速率

①v（NO）=_________；计算该反应的平衡常数K=___________________。

②30min后，只改变某一条件，根据上表的数据判断改变的条件可能是____________（填字母代号）。

（双选）

A．通入一定量的CO2B．加入合适的催化剂C．适当缩小容器的体积

D．通入一定量的NOE．加入一定量的活性炭

③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为2:

1，则达到新平衡时NO的转化率_______（填“升高”或“降低”），a_____0（填“>”或“<”）。

【答案】CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（l）△H=－955kJ/mol乙0.030mol·L－1·min－10．56（或9/16）CD降低<

【解析】

（1）已知：

①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ/mol，②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ/mol，③H2O（g）=H2O（l）△H=-44.0kJ/mol，由盖斯定律[①+②-③×4]×

可得CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（l）△H=-955kJ/mol；故答案为：

CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（l）△H=-955kJ/mol；

10．雾霾严重影响人们的生活，汽车尾气的排放是造成雾霾天气的重要原因之一。

已知汽车尾气排放时容易发生以下反应：

①N2（g）+O2（g）

2NO（g）△H1＝akJ·mol-1

②CO（g）+1/2O2（g）

CO2（g）△H2＝bkJ·mol-1

③2CO（g）+2NO（g）

N2（g）+2CO2（g）△H3

请回答下列问题：

（1）△H3=_________kJ·mol-1（用含a、b的代数式表示）。

（2）对于有气体参与的反应，则反应①的平衡常数表达式K＝___________。

（3）能说明反应③已达平衡状态的标志是________（填字母）。

A．单位时间内生成1molCO2的同时消耗了lmolCO

B．在恒温恒容的容器中，混合气体的密度保持不变

C．在绝热恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化

D．在恒温恒压的容器中，NO的体积分数保持不变

（4）在一定温度下，向体积为VL的恒容密闭容器中充入一定量的NO和CO，发生反应③。

在t1时刻达到平衡，此时n（CO）=xmol，n（NO）=2xmol，n（N2）=ymol，则NO的平衡转化率为__________

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