届高三化学大题练化学反应原理题周练4.docx
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届高三化学大题练化学反应原理题周练4
2020届高三化学大题练
——化学反应原理题周练（4）
一、简答题
1.
（1）甲醇（CH3OH）是重要的溶剂和替代燃料，工业上用CO和H2在一定条件下备CH3OH的反应：
CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g），在体积为1L的恒容密闭容器中，充2molCO和4molH2，一定条件下发生上述反应，测得CO（g）和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示。
①从反应开始到5min，用一氧化碳表示的平均反应速率v（CO）=______。
②下列说法正确的是______。
A．达到平衡时，H2的转化率为65%
B.5min后容器中混合气体的平均相对分子质量不再改变
C．达到平衡后，再充入氨气，反应速率减小
D.2min前v（正）＞v（逆），2min后v（正）＜v（逆）
（2）一定温度下，将NO2与SO2以体积比1：
2置于密闭容器中发生反应：
NO2（g）+SO2（g）⇌NO（g）+SO3（g），达到平衡时SO3的体积分数为25%，该反应的平衡常数K=______。
（3）碳与水蒸气反应制取H2的相关反应如下：
Ⅰ．C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.0kJ•mol-1
Ⅱ．CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=-43kJ•mol-1
Ⅲ．CaO（s）+CO2（g）=CaCO3（s）△H=-178.3kJ•mol-1
①计算反应C（s）+2H2O（g）+CaO（s）⇌CaCO3（s）+2H2（g）的△H=______kJ•mol-1
②对于可逆反应C（s）+2H2O（g）+CaO（s）⇌CaCO3（s）+2H2（g），采取以下措施可以提高H2产率的是______。
A．降低体系的温度
B．压缩容器的体积
C．增加CaO的量
D．选用适当的催化剂
（4）以甲醇为燃料，O2为氧化剂，KOH溶液为电解质溶液，可制成燃料电池（电极材料为惰性电极）。
若KOH溶液足量，写出次燃料电池负极的电极反应式：
______；
（5）若往20mL 0.01mol•L-1的弱酸HNO2溶液中逐滴加入一定浓度的烧碱溶液，测得混合溶液的温度变化如图所示，下列有关说法正确的是______
①该烧碱溶液的浓度为0.02mol•L-1
②该烧碱溶液的浓度为0.01mol•L-1
③HNO2的电离平衡常数：
b点＞a点
④从b点到c点，混合溶液中一直存在：
c（Na+）＞c（NO2-）＞c（OH-）＞c（H+）
2.
（1）由工业合成气（组成为H2、CO和少量的CO2）直接制备二甲醚，涉及以下四个可逆反应：
甲醇合成反应：
（ i ）CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H 1=-90.1kJ•mol-1；
（ ii）CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）△H2=-49.0kJ•mol-1；
水煤气变换反应：
（iii）CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H3=-41.1kJ•mol-1；
二甲醚合成反应：
（iv）2CH3OH（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g）△H4=-24.5kJ•mol-1；
①由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为______。
根据化学反应原理，分析增大压强对直接制备二甲醚反应的影响：
______。
②反应（ ii ）的平衡常数表达式为K=______。
（2）现以二甲醚燃料电池，采用电解法来处理酸性含铬废水（主要含有Cr2O72-），实验室利用如图2装置模拟该法：
①M电板（a为CO2）的电极反应式为______；电解池阳极的电极反应式为______。
②请写出电解池中Cr2O72-转化为Cr3+的离子反应方程式：
______。
③已知25℃时，Ksp[Cr（OH）3]=6.4×10-31．一般以离子浓度≤1×10-5 mol/L作为该离子除尽的标准。
处理废水时，最后Cr3+以Cr（OH）3形式除去，当溶液的pH=6时，c（Cr3+）=______，Cr3+______ （填“是”或“否”）被除尽。
3.Ⅰ．已知：
①C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5kJ•mol-1
②TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（s）+2CO（g）△H=-80kJ•mol-1
③TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（s）+O2（g）△H=+141kJ•mol-1
试据此写出一氧化碳燃烧的热化学方程式______。
Ⅱ．甲、乙两池电极材料均为铁棒与铂棒，请回答下列问题：
（1）若电池中均为CuSO4溶液，则下列说法正确的是______。
A．一段时间后，甲乙两池中Pt棒上都有红色物质析出
B．甲池中Fe棒上发生氧化反应，乙池中Fe棒上发生还原反应
C．甲池中Cu2+向Fe棒移动，乙池中Cu2+向Pt棒移动
D．一段时间后，甲池中Fe棒质量减少，乙池中Fe棒质量增加
（2）若两池中均为饱和NaCl溶液：
①写出乙池中总反应的化学方程式______。
乙池中Pt棒上的电极反应属于______反应（填“氧化”或是“还原”）。
②甲池中Pt棒上的电极反应式是______。
③室温下，若乙池转移0.02mol电子后停止实验，该池中溶液体积为2000mL，则溶液混合均匀后pH=______。
4.2015年8月2日，天津港危险品仓库起火并引起爆炸．据报道，该危险品仓库中保存着氰化钠，甲苯二异氰酸酯（TDI）和电石（主要成分为CaC2）等危险化学品．
（1）关于爆炸起因的一种说法是消防员用水灭火时．电石与水反应生成易燃气体，遇明火发生爆炸．
①写出电石主要成分的电子式______．
②写出产生易燃气体的化学方程式______．
③电石中的杂质硫化钙也会与水反应，产生的有毒气体可以用下列哪些试剂吸收______．
A．浓硫酸 B．酸性高锰酸钾 C．水 D．氢氧化钠溶液
（2）NaCN有多种无害化处理方法①H2O2处理法：
NaCN+H2O2+H2O→NH3+X推测X的化学式为______．
②碱性氯化处理法：
加入NaClO，氰化物可被氧化成无毒的两种物质，写出处理过程中的离子方程式______，用该法处理含CN-为0.4mol/L的50mL废水溶液，得到标准状况下168mL气体，则CN-的处理率为______．
③NaCN遇水可产生易燃的HCN气体，浓度均为0.1mol/L的NaCN和HCN的混合液中滴加酚酞，溶液变红，则混合液中各粒子（不包括水分子）的浓度大小关系为______．
5.合成氨工业涉及固体燃料的气化，需要研究CO2与CO之间的转化。
为了弄清其规律，让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应：
C（s）+CO2（g）⇌2CO（g）△H，测得压强、温度对CO、CO2的平衡组成的影响如图所示：
回答下列问题：
（1）p1、p2、p3的大小关系是______，图中a、b、c三点对应的平衡常数大小关系是______。
（2）一定条件下，在CO2与足量碳反应所得平衡体系中加入H2和适当催化剂，有下列反应发生：
反应1：
CO（g）+3H2（g）⇌CH4（g）+H2O（g）△H1=a kJ/mol
反应2：
CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）△H2=b kJ/mol
①则二氧化碳与氢气反应转化为甲烷和水蒸气的热化学方程式是______。
②已知298K时相关化学键键能数据为：
化学键
H-H
O-H
C-H
C≡O
E/（kJ•mol-1）
436
465
413
1076
则根据键能计算，△H1=______。
反应1自发的条件是______。
（填“较高温度”、“较低温度”、“任意温度”）
（3）一定条件下，CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）△H3，向体积为2L的密闭容器中充入2mol CO2和6mol H2，一段时间后达到平衡状态，测得CH3OH（g）的物质的量为1mol，则此条件下该反应的化学平衡常数K值=______（用分数表示），若开始时充入2mol CH3OH（g） 和2mol H2O（g）达到相同平衡时CH3OH的转化率为______，若平衡后再充入4mol的N2，则c（CO2）和原平衡比较是______。
（填“增大”、“减小”、“不变”）
6.燃煤废气中的氮氧化物（NOx）、CO2、SO2等气体，常用下列方法处理，以实现节能减排、废物利用等。
已知：
25℃时，Kb（NH3•H2O）=1.8×10-5；H2SO3：
Ka1=1.5×10-2，Ka2=1.0×10-7
（1）处理烟气中的SO2常用液吸法。
室温条件下，将烟气通入浓氨水中得到（NH4）2SO3溶液，0.1mol/L（NH4）2SO3溶液的pH______（填“＞”“＜”或“=”）7．将烟气通入 （NH4）2SO3溶液可以继续吸收SO2 ，用离子方程式表示出能吸收二氧化硫的原因______。
（2）用活性炭可以还原处理氮氧化物，有关反应为C（s）+2NO（g）⇌N2（g）+CO2（g）。
在恒容条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是______（填选项编号）。
A．单位时间内生成2n mol NO（g）的同时消耗n mol CO2（g）
B．混合气体的密度不再发生改变
C．反应体系的压强不再发生改变
D．混合气体的平均相对分子质量不再改变
（3）有科学家经过研究发现，用CO2和H2在210～290℃，催化剂条件下可转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。
①230℃，向容器中投入0.5molCO2和1.5molH2，当转化率达80%时放出热量19.6kJ能量，写出该反应的热化学方程式______。
②一定条件下，往 2L 恒容密闭容器中充入 1.0molCO2 和 3.0molH2，在不同催化剂作用下，相同时间内 CO2 的转化率随温度变化如图1所示：
催化剂效果最佳的是催化剂______ （ 填“I”，“Ⅱ”，“Ⅲ”）。
b 点 v（ 正 ）______v（ 逆 ） （ 填“＞”，“＜”，“=”）。
此反应在 a 点时已达平衡状态，a 点的转化率比 c 点高的原因是______。
已知容器内的起始压强为100kPa，则图中 c 点对应温度下反应的平衡常数 Kp=______。
（保留两位有效数字） （Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）。
（4）一定条件下，CO2和H2也可以发生反应CO2（g）+H2（g）⇌ CO（g）+H2O（g）△H＜0，一定温度下，在3L容积可变的密闭容器中，已知c（CO）与反应时间t变化曲线Ⅰ如图2所示，若在t0时刻分别改变一个条件，曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ或曲线Ⅲ．当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，改变的条件是______。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，改变的条件是______。
7.研究大气中含硫化合物（主要是SO2和H2S）的转化对环境保护具有重要意义。
（1）SO2的大量排放会引起严重的环境问题是______，潮湿条件下，写出大气中SO2转化为H2SO4的方程式______。
（2）土壤中的微生物可将大气中H2S经两步反应氧化成SO42-，两步反应的能量变化如图一：
1mol H2S（g）全部氧化成SO42-（aq）的热化学方程式为______
（3）利用H2S废气制取氢气的方法有多种，比如右图的电化学法：
①该法制氢过程如图二，反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，其目的是______；
②反应池中发生反应的化学方程式为______；
③反应后的溶液进入电解池，产生氢气的电极名称为______，电解反应的离子方程式为______。
8.化石燃料燃烧时会产生SO2进入大气形成酸雨，有多种方法可用于SO2的脱除。
（1）已知SO2可参与如下热力学循环：
SO2 （g）+I2（s）+2H2O（l）=2HI（aq）+H2SO4（aq）△H1=-151kJ•mol-1
2HI（aq）=I2（s）+H2（g）△H2=+110kJ•mol-1
H2S（g）+H2SO4（aq）=S（s）+SO2 （g）+2H2O（l）△H3=+61kJ•mol-1
反应H2S（g）=H2（g）+S（s）的△H=______kJ•mol-1
（2）NaClO碱性溶液吸收法。
工业上常用碱性NaClO废液吸收SO2，反应原理为：
ClO-+SO2+2OH-=Cl-+SO42-+H2O，为了提高吸收效率，常用 Ni2O3作为催化剂。
在反应过程中产生的四价镍和氧原子具有极强的氧化能力，可加快对SO2的吸收。
该催化过程如下图所示：
a．过程1的离子方程式是Ni2O3 +ClO-=2NiO2+Cl-，过程2的离子方程式为______。
b．Ca（ClO）2也可用于脱硫，且脱硫效果比NaClO 更好，原因是______。
（3）Na2CO3溶液、氨水等碱性溶液吸收法。
已知25℃时，含硫物种（即水溶液中H2SO3、HSO32-、SO32-）随pH变化如图1所示，脱硫效率随pH变化如图2所示。
①当用Na2CO3溶液吸收SO2至溶液的pH为4时，发生反应的离子方程式是______。
②当用氨水吸收SO2至溶液的pH=7时，NH4+与溶液中存在的含硫物种之间的关系是c（NH4+）=______。
③由实验测得氨水脱除SO2时，脱硫效率随pH的变化如图-2所示。
在pH＜5.5，pH较小时脱硫效率低的可能原因是______；实际工艺中，吸收液的pH应控制在一定范围内，pH不宜过大的原因是______。
9.脱除烟气中的氮氧化物（主要是指NO和NO2）可以净化空气、改善环境，是环境保护的主要课题。
（1）以漂粉精溶液为吸收剂脱除烟气中的NO，相关热化学方程式如下：
ⅰ．4NO（g）+3O2（g）+2H2O（l）=4HNO3（aq）△H1 =-423 kJ•mol-1
ⅱ．Ca（ClO）2（aq）=CaCl2（aq）+O2（g）△H2=-120 kJ•mol-1
ⅲ．3Ca（ClO）2（aq）+4NO（g）+2H2O（l）=4HNO3（aq）+3CaCl2（aq）△H3
①△H3=______kJ•mol-1。
②反应ⅲ的平衡常数随温度升高的变化趋势是______。
（2）HClO可有效脱除NO，但HClO不稳定，实际应用中常用其盐。
Cl2和Ca（OH）2制取漂粉精的化学方程式是______ 。
（3）次氯酸盐脱除NO的主要过程如下：
a．NO+HClO=NO2+HCl
b．NO+NO2+H2O⇌2HNO2
c．HClO+HNO2=HNO3+HCl
下列分析正确的是______。
A．烟气中含有的少量O2能提高NO的脱除率
B．NO2单独存在时不能被脱除
C．脱除过程中，次氯酸盐溶液的pH下降
（4）研究不同pH、不同温度下漂粉精溶液对NO脱除率的影响，结果如图1、图2。
①图1中，pH降低NO脱除率增大的原因：
______。
②脱除过程中往往有Cl2产生，原因是______（用离子方程式表示）。
③图2中，60～80℃NO脱除率下降的原因：
______。
（至少答出两点）
10.
请回答下列问题：
（1）已知：
N2、O2分子中化学键的键能分别是946kJ/moL、497kJ/mol。
N2 （g）+N2 （g）=2NO（g）△H=+180.0kJ/moL．则相同条件下破坏1molNO中化学键需要吸收的能量为______ kJ。
（2）25℃时，pH=5的CH3COOH溶液中，由水电离出的氢离子浓度c（H+）=______ mol/L。
若加入少量NaOH固体，则溶液中
______ （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）25℃下，向某Na2CO3溶液中加入稀盐酸，其含碳元素的微粒物质的量分数（ψ）随溶液pH变化的部分情况如图所示。
①在同一溶液中，H2CO3、HCO3-、CO32-______ （填“能”或“不能”） 大量共存。
②pH=12时，Na2CO3溶液中物料守恒关系为______。
当pH=7时，溶液中含碳元素的微粒主要为______。
③反应的CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-的平衡常数Kb=______。
11.科学处理NOx、SO2等大气污染物，对改善人们的生存环境具有重要的现实意义。
（1）利用甲烷催化还原氮氧化物。
已知：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ•mol-1
CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867kJ•mol-1
则CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=______
（2）利用氧化氮氧化物的流程如下：
NO
NO2
N2
已知反应I的化学方程式为2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl，
若反应I中转移3mol电子，则反应Ⅱ中可生成N2的体积为______L（标准状况下）。
（3）常温下，用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液，吸收过程中水的电离程度______（填“增大”、“减小”或“不变”）；请写出Na2SO3溶液中，c（Na+）、c（H2SO3）、c（SO32-）、c（HSO3-）、的大小关系：
______
（4）利用Fe2（SO4）3溶液也可处理SO2废气，所得Fe2+溶液有很多重要用途。
保存1.8mol•L-1的FeSO4溶液时，为防止溶液中Fe2+被氧化，常加入______；为确保溶液中不出现浑浊，应调节溶液的pH不超过______。
（常温下，Ksp[Fe（OH） 2]=1.8×10-16）
12.氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。
以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制H2的方法。
反应如下：
ⅰ．H2SO4（aq）⇌SO2（g）+H2O（l）+
O2（g）△H1=+327kJ•mol-1
ⅱ．SO2（g）+I2（s）+2H2O（l）⇌2HI（aq）+H2SO4（aq）△H2=-151kJ•mol-1
ⅲ．2HI（aq）⇌H2（g）+I2（s）△H3=+110kJ•mol-1
（1）分解水制H2的热化学方程式是______。
（2）反应ⅱ的SO2从烟气吸收中得到，如图所示。
①Na2SO3溶液呈碱性的原因：
______。
②加热解吸，产物中含有NaHSO4，用化学方程式说明原因：
______。
③取解吸产物的溶液，______（填操作和现象），证明产物中含SO42-。
（3）反应ⅱ的产物用I2进行分离。
该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层含低浓度I2的H2SO4层和含高浓度I2的HI层。
①将两层溶液分离的主要仪器是______。
②提纯H2SO4：
将H2SO4层（含少量HI、I2）加热，在不同温度下通入N2．通过I-的去除率衡量提纯效果。
序号
条件
A
B
C
D
温度/℃
125
125
145
145
是否通入N2
否
是
否
是
I-的去除率
43%
90%
比A高
98%
a．去除HI的化学方程式是______。
b．运用化学平衡移动原理解释通入N2、升高温度HI去除率提高的原因：
______。
2020届福建高三化学大题练
——化学反应原理题周练（4）答案和解析
1.【答案】0.3mol/（L•min） B 1.8 -90.3 A CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O ②③
【解析】解：
（1）①从反应开始到5min，CO的物质的量浓度改变量为1.5mol/L，则CO的消耗速率为v（CO）=
=0.3mol/（L•min），
故答案为：
0.3mol/（L•min）；
②A．达到平衡时，根据方程式，H2的消耗量为：
=0.75mol/L，所以H2的转化率为α（H2）=
×100%=18.75%，故A错误；
B．混合气体的平均相对分子质量大小为
，反应前后质量守恒，m不变，总物质的量改变，当反应到达化学平衡时，n不变，则5min后容器中混合气体的平均相对分子质量不再改变，故B正确；
C．达到平衡后，再充入氩气，反应为恒容装置，不改变各组分的浓度，所以反应速率不变，故C错误；
D.2min时反应尚未达到平衡，反应仍需正向进行，所以2min前及2min～5min前始终满足v正＞v逆，故D错误，
故答案为：
B；
（2）相同条件下气体体积之比等于物质的量之比，设NO2与SO2的物质的量分别为1mol、2mol，容器体积为1L，则NO2与SO2的初始浓度分别为1mol/L、2mol/L，
NO2（g）+SO2（g）⇌NO（g）+SO3（g）
开始（mol/L） 1 2 0 0
转化（mol/L） x x x x
平衡（mol/L） 1-x 2-x x x
达到平衡时SO3的体积分数为25%，则
×100%=25%，
解得：
x=0.75mol/L，
该反应的平衡常数K=
=1.8，
故答案为：
1.8；
（3）①Ⅰ．C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.0kJ•mol-1
Ⅱ．CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=-43kJ•mol-1
Ⅲ．CaO（s）+CO2（g）=CaCO3（s）△H=-178.3kJ•mol-1
根据盖斯定律，Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ得：
C（s）+2H2O（g）+CaO（s）⇌CaCO3（s）+2H2（g），△H=△H1+△H2+△H3=-90.3kJ/mol，
故答案为：
-90.3；
②A．反应为放热反应，降低体系的温度，可以促使反应正向进行，提高H2转化率，故A正确；
B．该反应前后气体体积不变，压缩容器的体积，反应压强不变，平衡不移动，无法提高H2转化率，故B错误；
C．CaO为固体，增加CaO的量，化学平衡不移动，无法提高H2转化率，故C错误；
D．选用适当的催化剂，催化剂不影响化学平衡，无法提高H2转化率，故D错误，
故答案为：
A；
（4）燃料电池负极的电极反应是燃料失电子发生氧化反应，在碱性环境下，二氧化碳转化为碳酸根离子，所以负极反应为：
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O，
故答案为：
CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；
（5）①HNO2是弱酸，次氯酸电离是吸热反应，酸碱中和反应是放热反应，当恰好完全中和时放出热量最多，则b点恰好完全反应，c（NaOH）=
=0.01mol/L，故①错误，
②根据①可知，该烧碱溶液的浓度为0.01mol•L-1，故②正确；
③电离吸热，温度越高电离平衡常数越大，所以HNO2的电离平衡常数：
b点＞a点，故③正确；
④从b点到c点，当C（NaOH）较大时，可能出现：
c（Na+）＞c（OH-）＞c（NO2-）＞c（H+），故④错误；
故答案为：
②③。
（1）①从反应开始到5min，CO的物质的量浓度改变量为1.5mol/L，根据v=
计算CO的消耗速率；
②A．根据方程式计算H2的消耗量，根据转化率=
×100%计算H2的转化率；
B．混合气体的平均相对分子质量大小为
；
C．达到平衡后，再充入氩气，反应为恒容装置，不改变各组分的浓度；
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