高考冲刺化学大题百题精练 专题01 化学反应速率与化学平衡原理综合应用第02期教师版.docx
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高考冲刺化学大题百题精练专题01化学反应速率与化学平衡原理综合应用第02期教师版
2016年高考冲刺之化学大题百题精练
（二）
1．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，表示平衡常数Kp时用气体组分（B）的平衡压强p（B）代替该气体物质的量浓度c（B），则反应①的平衡常数表达式Kp＝___________。
（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_____（用含x、y的代数式表示）；再向容器中充入ymolCO2和xmolNO，则此时v（正）____（填“>”、“<”或“=”）v（逆）。
（5）烟气中也含有氮氧化物，C2H4可用于烟气脱硝。
为研究温度、催化剂中Cu2＋负载量对NO去除率的影响，控制其它条件一定，实验结果如图1所示。
为达到最高的NO去除率，应选择的反应温度约为___，Cu2＋负载量为_________。
【答案】
（1）2b-a；
（2）
；（3）CD ；（4）
；=；
（5）350℃（300～400℃之间）；3%.
2x+2y，平衡转化率为2y/（2x+2y）=
向容器中充入ymolCO2和xmolNO，相当于同等倍数的增大反应物和生成物的浓度，平衡不移动，此时v（正）=v（逆），答案为:
;=;（5）从图上可以看出负载为3%时，相同温度下NO去除率最高，党文度在350度左右时，去除NO的效果最好，答案为：
350℃（300～400℃之间）；3%.
考点：
考查化学平衡的计算
2．天然气是一种重要的清洁能源和化工原料，其主要成分为甲烷。
（1）已知：
CO（g）+H2O（g）
H2（g）+CO2（g）△H＝－41kJ·mol－1
C（s）+2H2（g）
CH4（g）△H＝－73kJ·mol－1
2CO（g）
C（s）+CO2（g）△H＝－171kJ·mol－1
工业上可用煤制天然气，生产过程中有多种途径生成CH4。
写出CO与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式。
（2）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。
一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式。
（3）用天然气制取H2的原理为：
CO2（g）＋CH4（g）
2CO（g）＋2H2（g）。
在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·L－1的CH4与CO2，在一定条件下发生反应，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图1所示，则压强P1P2（填“大于”或“小于”）；压强为P2时，在Y点：
v（正）v（逆）（填“大于”、“小于”或“等于”）。
求Y点对应温度下的该反应的平衡常数K=。
（计算结果保留两位有效数字）
（4）以二氧化钛表面覆盖CuAl2O4为催化剂，可以将CH4和CO2直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图2所示。
250~300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是。
②为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是。
【答案】
（1）CO（g）+3H2（g）
CH4（g）+H2O（g）△H＝－203kJ·mol－1
（2）2NH4HS＋O2＝2NH3·H2O＋2S↓（3）小于大于1.6mol2·L-2
（4）①温度超过250oC时，催化剂的催化效率降低②增大反应压强或增大CO2的浓度
考点：
平衡移动的影响因素，化学平衡常数，盖斯定律
3．汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。
为减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：
（1）2NO（g）+2CO（g）
2CO2（g）+N2（g）△H=-746．5KJ/mol（条件为使用催化剂）
已知：
2C（s）+O2（g）
2CO（g）△H=-221．0KJ/mol
C（s）+O2（g）
CO2（g）△H=-393．5KJ/mol
则N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=kJ·mol-1。
（2）T℃下，在一容积不变的密闭容器中，通入一定量的NO和CO，用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表
时间/s
0
1
2
3
4
5
C（NO）10-4mol/L
10．0
4．50
C1
1．50
1．00
1．00
C（CO）10-3mol/L
3．60
3．05
C2
2．75
2．70
2．70
则C2合理的数值为（填字母标号）。
A．4．20B．4．00C．2．95D．2．80
（3）研究表明：
在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。
根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如下图所示：
则曲线II对应的实验编号为。
（4）将不同物质的量的H2O（g）和CO（g）分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：
H2O（g）+CO（g）
CO2（g）+H2（g），得到如下三组数据：
实验组
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
H2O
CO
CO
H2
i
650
2
4
2．4
1．6
5
ii
900
1
2
1．6
0．4
3
iii
900
a
b
c
d
t
①实验组i中以v（CO2）表示的反应速率为，温度升高时平衡常数会（填“增大”、“减小”或“不变”）。
②若a=2，b=1，则c=，达平衡时实验组ii中H2O（g）和实验组iii中CO的转化率的关系为αii（H2O）αiii（CO）（填“＜”、“＞”或“＝”）。
（5）CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准，该分析仪的工作原理类似于燃料电池，其中电解质是氧化钇（Y2O3）和氧化锆（ZrO2）晶体，能传导O2－。
①则负极的电极反应式为________________。
②以上述电池为电源，通过导线连接成图一。
若X、Y为石墨，a为2L0．1mol/LKCl溶液，写出电解总反应的离子方程式。
电解一段时间后，取25mL上述电解后的溶液，滴加0．4mol／L醋酸得到图二曲线（不考虑能量损失和气体溶于水，溶液体积变化忽略不计）。
根据图二计算，上述电解过程中消耗一氧化碳的质量为__________g。
【答案】
（1）△H=+180．5kJ·mol-1
（2）D（3）②（4）①0．16mol．L-1．min-1；减小②c=0．6；=
（5）①CO-2e-+O2-=CO2②2Cl-+2H2O
Cl2+H2+2OH-；2．8g
【解析】
试题分析：
（1）根据盖斯定律，△H=-△H1+2△H3-△H2=746．5-2*393．5+221=+180．5kJ·mol-1，故答案为+180．5；
（2）由题意可知，随着反应浓度的减小，反应速率应减慢，故3．05-C2>C2-2．75，符合题意的为D，2．80，故答案为D；
（3）由图象可知，Ⅰ与Ⅱ平衡状态相同，说明温度均为280oC，且Ⅱ先达到平衡，速率更快，故曲线II对应的实验编号为②，故答案为②；
（4）①由题意可知△c（CO2）=△c（CO）=1．6/2=0．8mol/L，则v（CO2）=0．8/5=0．16mol．L-1．min-1，对比i与ii可知，温度升高，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，故升高温度，平衡常数应减小，故答案为0．16mol．L-1．min-1；减小；
考点：
电解池、原电池、化学平衡、化学反应速率、化学反应热的计算
4．一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形成固定下来，可以减少SO2的排放，但产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，从而降低脱硫效率。
相关的热化学方程式如下：
①CaSO4（s）+CO（g）⇌CaO（s）+SO2（g）+CO2（g）△H1=210．5kJ•mol-1
②1/4CaSO4（s）+CO（g）⇌1/4CaS（s）+CO2（g）△H2=-47．3kJ•mol-1
请回答下列问题：
（1）反应CaO（s）+3CO（g）+SO2（g）⇌CaS（s）+3CO2（g）△H2=________kJ•mol-1；平衡时增大压强，此反应________（“正向”、“逆向”、“不”）移动。
（2）已知298K时，Ksp（CaCO3）=m×10-p，Ksp（CaSO4）=m×10-q。
则反应：
CaCO3+SO42-⇌CaSO4+CO32-的平衡常数数值表示式为_________________（用含m、n、p、q的式子表示）。
（3）用碘量法可测定排放烟气中二氧化硫的含量，请写出碘溶液与二氧化硫发生氧化还原反应的离子方程式_________________；
（4）反应①②的平衡常数的对数lgK随反应T的变化曲线见图，其中曲线Ⅰ代表_______反应，P为两曲线交点，则在该温度下两反应均达平衡时，体系中c（SO2）=___________mol•L-1，从减少二氧化硫排放的角度来考虑，本体系适宜的反应条件是_______________________。
A．低温低压B．低温高压C．高温高压D．高温低压
【答案】
（1）-399．7；正向；
（2）
；（3）I2+SO2+2H2O=SO42-+2I-+4H+；（4）②；1；B
（3）碘与二氧化硫发生氧化还原反应的方程式为I2+SO2+2H2O=SO42-+2I-+4H+，故答案为I2+SO2+2H2O=SO42-+2I-+4H+；
（4）由图象可知，曲线Ⅰ中，随着温度升高，lgK值减小，则反应为放热反应，故曲线Ⅰ代表的应为反应②，反应①的K值表达式为
，反应②的K值表达式为
，当P点时，曲线Ⅰ与曲线Ⅱ的K值相同，
=
，，所以c（SO2）=1mol•L-1；减小二氧化硫的排放，低温高压更有利于①中平衡逆向移动，故答案为②，1，B。
考点：
化学平衡、难溶电解质的溶解平衡、化学反应热的计算
5．SO2在生产、生活中有着广泛的用途。
（1）请你列举一个SO2在生活中的用途。
（2）SO2在工业上常用于硫酸生产：
2SO2（g）+02（g）
2SO3（g），该反应在一定条件下进行时的热效应如图1所示，则其逆反应的活化能为____。
（3）图2中L、X表示物理量温度或压强，依据题中信息可判断：
①X表示的物理量是____，理由是____；②L1____L2（填“>”，“<”或“：
”）。
（4）在容积固定的密闭容器中，起始时充入0.2molSO2和0．1molO2反应体系起始总压强0.1MPa。
反应在一定的温度下达到平衡时SO2的转化率为90%。
该反应的压强平衡常数Kp=____（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。
（5）利用原电池原理，也可用SO2和O2来制备硫酸，该电池用多孔材料作电极。
请写出该电池负极的电极反应式。
【答案】
（1）杀菌、消毒、漂白织物、抗氧化剂等；
（2）E+∣△H∣；（3）①温度，由反应方程式和图Ⅰ可知，其正反应放热且气体分子数减少，升温时SO2的平衡转化率下降；②<；（4）2.43×104MPa；（5）SO2+2H2O-2e-=4H++SO42-.
<；（4）
2SO2（g）+02（g）
2SO3（g），用三段式计算：
考点：
考查化学平衡的计算、电解池电极的书写
6．化学反应原理在科研和生产中有广泛应用．
Ⅰ．氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。
海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。
（1）海洋中的氮循环起始于氮的固定，其中属于固氮作用的一步是（填图中数字序号）。
（2）有氧时，在硝化细菌作用下，NH4+可实现过程④的转化，将过程④的离子方程式补充完整：
________NH4++5O2==2NO2-+________H++__________+__________
Ⅱ．工业合成氨原理是：
N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）△H<0，当反应器中按n（N2）：
n（H2）=1：
3投料，分别在200℃、400℃、600℃下达到平衡时，混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线如图。
（1）曲线a对应的温度是。
（2）关于工业合成氨的反应，下列叙述正确的是。
A．及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率
B．上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K（M）=K（Q）＞K（N）
C．M点比N点的反应速率快
D．由曲线a可知，当压强增加到100MPa以上，NH3的物质的量分数可达到100%
（3）如果N点时c（NH3）＝0.2mol·L－1，N点的化学平衡常数K＝L2/mol2（精确到小数点后两位）
Ⅲ．尿素[CO（NH2）2]是一种非常重要的高效氮肥，工业上以NH3、CO2为原料生产尿素，该反应实际为两步反应：
第一步：
2NH3（g）＋CO2（g）
H2NCOONH4（s）ΔH=－272kJ·mol－1
第二步：
H2NCOONH4（s）
CO（NH2）2（s）＋H2O（g）ΔH=＋138kJ·mol－1
（1）写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式：
_________________________
（2）某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5L的密闭容器中投入4mol氨和1mol二氧化碳，实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图所示：
①反应进行到10min时测得CO2的物质的量如图所示，则用CO2表示的第一步反应的速率v（CO2）＝mol/（L·min）。
②已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第_________步反应决定，总反应进行到_________min时到达平衡。
【答案】Ⅰ．
（1）②；
（2）4NH4++5O2=2NO2-+6H++N2O+5H2O；
Ⅱ．
（1）200℃
（2）AB（3）0.93
Ⅲ．
（1）2NH3（g）＋CO2（g）
H2O（g）＋CO（NH2）2（s）ΔH=－134kJ/mol）
（2）①0.148②二；55
（2）A．及时分离出NH3，平衡正向进行，可以提高H2的平衡转化率，A正确；B．温度不变，平衡常数不变，该反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小，则M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K（M）=K（Q）＞K（N），B正确；C．N点温度高于M点，温度越低反应速率越快，所以N点比M点的反应速率快，C错误；D．该反应为可逆反应，反应不能进行到底，当压强增加到100MPa以上，NH3的物质的量分数接近达到100%，D错误；答案选AB；
（3）N点时c（NH3）=0.2mol•L-1，氨气物质的量分数为20%，则：
N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）
起始浓度（mol/L）：
x3x0
变化浓度（mol/L）：
0.10.30.2
平衡浓度（mol/L）：
x-0.13x-0.30.2
所以0.2/（4x-0.2）=0.2，x=0.3；则平衡常数K=c2（NH3）/c3（H2）c（N2）=0.22/0.63×0.2=0.93；
Ⅲ．
（1）第一步：
2NH3（g）＋CO2（g）
H2NCOONH4（s）ΔH=－272kJ·mol－1———①
第二步：
H2NCOONH4（s）
CO（NH2）2（s）＋H2O（g）ΔH=＋138kJ·mol－1———②
根据盖斯定律①+②得2NH3（g）＋CO2（g）
H2O（g）＋CO（NH2）2（s）ΔH=－134kJ/mol；
（2）①由图可知反应进行到10min时测得CO2的物质的量由1mol变为0.26mol，则用CO2表示的第一步反应的速率v（CO2）＝（0.74/0.5）÷10=0.148mol/（L·min）；
②由图象可知在15分钟左右，第一步反应的氨气和二氧化碳反应生成氨基甲酸铵后不再变化，第二步反应的氨基甲酸铵先增大再减小最后达到平衡，从曲线斜率可知第二步反应速率慢，所以合成尿素总反应的快慢由第二步反应决定，由图可知，尿素在55分钟时，物质的量不再变化，所以总反应进行到55min时到达平衡。
考点：
平衡移动的影响因素，热化学方程式
7．能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈。
甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景，因此甲醇被称为2l世纪的新型燃料。
工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：
CO（g）＋2H2（g）
CH3OH（g）。
图1表示反应中能量的变化；图2表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4molH2和一定量的CO后，CO和CH3OH（g）的浓度随时间变化图。
请回答下列问题：
（1）在“图1”中，曲线_______（填“a”或“b”）表示使用了催化剂；该反应属于_________（填“吸热”或“放热”）反应。
（2）根据“图2”判断，下列说法不正确的是______________。
A．起始充入的CO为1mol
B．增加CO浓度，CO的转化率增大
C．容器中压强恒定时，反应已达平衡状态
D．保持温度和密闭容器容积不变，再充入1molCO和2molH2，再次达到平衡时n（CH3OH）
／n（CO）会增大
（3）从反应开始到建立平衡，v（H2）＝__________；该温度下CO（g）＋2H2（g）
CH3OH（g）的化学平衡常数为___________。
若保持其他条件不变，向平衡体系中再充入0．5molCO、lmolH2、1．5molCH3OH，此反应进行的方向为________________（填“正反应方向”或“逆反应方向）”。
（4）请在“图3”中画出平衡时甲醇蒸气百分含量（纵坐标）随温度（横坐标）变化的曲线，要求画压强不同的2条曲线（在曲线上标出p1、p2，且p1＞p2）。
（5）科学家常用量热剂来直接测定某一反应的反应热，现测得：
CH3OH（g）＋3／2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（g）△H＝－192．9kJ／mol，又知H2O（l）＝H2O（g）△H＝＋44kJ／mol，请写出32g的CH3OH（g）完全燃烧生成液态水的热化学方程式_______。
【答案】
（1）b放热
（2）AB（3）0.15mol/（L·min）12正反应方向
（4）
（5）CH3OH（g）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-280.9KJ/mol
因反应速率之比等于化学计量数之比，则v（H2）=0.075mol•L-1•min-1×2=0.15mol•L-1•min-1，
CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）
开始1mol/L2mol/L0
转化0.75mol/L1.5mol/L0.75mol/L
平衡0.25mol/L0.5mol/L0.75mol/L
则化学平衡常数K=
12L2•mol-2，
（4）CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）△H＜0，
则温度越高，逆向反应进行的程度越大，甲醇的含量就越低，
压强增大，反应正向进行的程度大，则甲醇的含量高，则图象为
，
（5）根据盖斯定律甲醇完全燃烧生成液态水的热化学方程式CH3OH（g）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-280.9KJ/mol。
考点：
本题考查化学速率、化学平衡、反应热。
8．含氮化合物的研发与绿色发展、经济可持续发展有着密切关联。
（1）氨是一种重要化工原料。
合成氨原料气H2，可用天然气为原料制得，有关反应能量变化如下图所示。
则用CH4（g）和H2O（g）反应制得H2（g）和CO（g）的热化学方程式为：
（2）氮的氧化物有着广泛用途，又是环境的污染物。
（i）在150℃时，将0.4molNO2气体充入体积为2L的真空密闭容器中，发生反应：
2NO2（g）
N2O4（g）。
每隔一定时间测定容器内各物质的物质的量，数据如下表：
时间/S
0
20
40
60
80
N（NO2）/mol
0.4
n1
0.26
n3
n4
N（N2O4）/mol
0
0.05
n2
0.08
0.08
①当反应在150℃达到平衡时，该反应平衡常数K=________。
（填数值）
②若最初通入N2O4，在相同条件下达到平衡时，各物质浓度仍然相同，则N2O4的起始浓度应为______________。
（ii）氨氧化制HNO3的尾气中含有NO和NO2，且n（NO）:
n（NO2）=1:
1，可用尿素溶液除去，其作用原理是：
NO2和NO与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素[CO（NH2）2]反应生成对环境无污染的物质。
若用1mol尿素吸收该尾气，则能吸收氮氧化物___________g。
（3）氨气，CO2在一定条件下可合成尿素，其反应为：
2NH3（g）+CO2（g）===CO（NH2）2（s）+H2O（g），右图表示合成塔中氨碳比a与CO2转化率ω的关系。
a为[n（NH3）/n（CO2）]，b为水碳比[n（H2O）/n（CO2）]。
则：
①b应控制在____；A.1.5～1.6B.1～1.1C.0.6～0.7
②a应控制在4.0的理由是_____________________。
【答案】
（1）CH4（g）+H2O（g）==CO（g）+3H2（g）△H=+161.1KJ/mol
（2）（i）①2.8②0.10mol/L（ii）76g（3）①C
②a等于4.0,CO2转化率迅速提高到最大值；而a在4.0之后增大，c（NH3）转化率无明显增大。
（3）①根据图像知当n（NH3）/n（CO2）一定时，n（H2O）/n（CO2）介于0.6—0.7时CO2的转化率最大，故b应控制在0.6～0.7，选C。
②a应控制在4.0的理由是a等于4.0,CO2转化率迅速提高到最大值；而a在4.0之后增大，c（NH3）转化率无明显增大。
考点：
考查反应热的计算、盖斯定律，化学平衡和氧化还原反应计算。
9．雾霾天气肆虐给人类健康带来了严重影响。
燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：
2NO（g）+2CO
2CO2（g）+N2（g）△H＜0
①该反应的速率时间图像如图中左图所示。
若其他条件不变，仅在反应前加入合适的催化剂，其速率时间图象如图中右图所示。
以下说法正确的是___________（填对应字母）。
A．a1＞a2
B．b1＜b2
C．t1＞t2
D．右图中阴影部分面积更大
E．左
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