高考化学二轮复习专练三化学反应原理综合题导练新人教版.docx

高考化学二轮复习专练三化学反应原理综合题导练新人教版.docx

《高考化学二轮复习专练三化学反应原理综合题导练新人教版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学二轮复习专练三化学反应原理综合题导练新人教版.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高考化学二轮复习专练三化学反应原理综合题导练新人教版

专练三　化学反应原理综合题

可能用到的相对原子质量：

H1　C12　N14　O16

1．（导学号：

71224176）（2017·长沙模拟）乙二醛（OHC—CHO）是一种重要的精细化工产品。

Ⅰ.工业生产乙二醛

（1）乙醛（CH3CHO）液相硝酸氧化法。

在硝酸铜催化下，用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛。

（2）乙二醇（HOCH2CH2OH）气相氧化法

已知下列信息：

OHC—CHO（g）＋2H2（g）

HOCH2CH2OH（g）　K1

2H2（g）＋O2（g）

2H2O（g）　K2

HOCH2CH2OH（g）＋O2（g）

OHC—CHO（g）＋2H2O（g）　ΔH3＝－406kJ·mol－1　K3

HOCH2CH2OH（g）＋

O2（g）

2CO2（g）＋3H2O（g）　ΔH4

①K3＝__________（用K1、K2表示）；合成乙二醛的反应在任何温度下都能自发进行，原因是_____________________________________。

②提高乙二醛产率的措施有______________________________________________________________________________________________（写出两条）。

③当原料气中氧醇比（氧气和乙二醇的物质的量之比）为1.35时，乙二醛和副产物CO2的产率与反应温度的关系如图所示。

A点对应的转化率______________（填“是”或“不是”）平衡转化率。

温度在450～490℃之间，乙二醛产率降低的原因是__________________________________________________。

温度高于490℃时，乙二醛产率降低的可能原因是__________（填标号）。

a．反应生成乙二醛的ΔH减小b．反应活化能降低

c．副反应的产率增大d．催化剂活性降低

Ⅱ.电解乙二醛制备乙醛酸（OHC—COOH）

用石墨作电极，电解盐酸和乙二醛的混合液，产生的氯气将乙二醛氧化成乙醛酸：

OHC—CHO＋Cl2＋H2O===OHC—COOH＋2HCl

（3）电解时，阳极的电极反应式为__________________________________。

（4）已知：

法拉第常数为bC·mol－1，电流效率η＝

×100%。

若保持电流强度为aA，电解tmin,制得wgOHC—COOH，列式表示该电解池在本次电解中的电流效率η＝____________________________。

2．（导学号：

71224177）（2017·长春模拟）科学家研发了以CH4为原料合成CH3OH的工艺路线，反应如下：

①CH4（g）＋

O2（g）===CO（g）＋2H2（g）　ΔH1＝－35.4kJ·mol－1

②CO（g）＋2H2（g）

CH3OH（g）　ΔH2

③2CH4（g）＋O2（g）

2CH3OH（g）　ΔH3＝－251kJ·mol－1

（1）反应②的ΔH2＝__________kJ·mol－1。

（2）在一容积为1L的密闭容器中，投入1molCO和2molH2，在不同条件下发生反应：

CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g），实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强变化如图1所示。

①M点时，H2的转化率为__________，压强p1__________p2（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②M、N两点的化学反应速率：

v（N）__________v（M）（填“＞”、“＜”或“＝”）。

③某同学绘制的压强为p1时，不同温度下上述反应的平衡常数的对数值（lgK）如图2所示。

则温度为506K时，平衡常数K＝__________（保留三位小数），B、C、D、E四点中能正确表示该反应的lgK与T的关系的点为__________。

④下列叙述能说明反应CO（g）＋2H2（g）

CH3OH（g）达到平衡状态的是__________（填标号）。

a．单位时间内生成2molH2的同时消耗1molCO

b．c（CO）∶c（CH3OH）＝1∶1

c．恒温恒容时，混合气体的压强保持不变

d．绝热恒容时，反应的平衡常数不再变化

（3）甲醇可作燃料电池的燃料，同时以氧气作氧化剂，KOH溶液作电解质溶液。

该燃料电池的负极反应式为_________________________________。

3．（导学号：

71224178）（2017·南昌模拟）能源是人类生存、社会发展不可或缺的物质，CO、H2、CH3OH均是重要的能源物质。

（1）已知：

氧气中O===O键的键能为497kJ·mol－1，二氧化碳中C===O键的键能为745kJ·mol－1。

2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH1＝－566kJ·mol－1

H2O（g）＋CO（g）===H2（g）＋CO2（g）　ΔH2＝－41kJ·mol－1

CH3OH（g）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH3

CO（g）＋2H2（g）

CH3OH（g）　ΔH4＝－107kJ·mol－1

则使1molCO（g）完全分解成原子所需要的能量至少为________________，ΔH3＝__________。

（2）某密闭容器中存在反应：

CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g），起始时容器中只有amol·L－1CO和bmol·L－1H2，平衡时测得混合气体中CH3OH的物质的量百分含量[φ（CH3OH）]与温度（T）、压强（p）之间的关系如图1所示；一定温度下，H2的平衡转化率与起始时两种反应物的投料比（物质的量之比，用X表示）之间的关系如图2所示。

①T1__________T2时（填“>”、“<”或“＝”）；若恒温（T1）恒容条件下，起始时a＝1、b＝2，测得平衡时混合气体的压强为p1，则T1时该反应的平衡常数为__________。

②X的表达式为__________（用含a、b的式子表示）。

③若在压强为p1、温度为T1时，向密闭容器中加入等物质的量浓度的CO、H2、CH3OH三种气体，则反应开始时，v（CH3OH）正__________v（CH3OH）逆（填“>”、“<”、“＝”或“无法确定”）。

（3）工业上常用氨水吸收含碳燃料燃烧中产生的温室气体CO2，其产物之一是NH4HCO3。

已知常温下NH3·H2O的电离常数K＝1.8×10－5、碳酸的电离常数K1＝4.4×10－7、K2＝4.7×10－11，则所得到的NH4HCO3溶液中c（H＋）__________c（OH－）（填“>”、“<”或“＝”）。

4．（导学号：

71224179）（2017·锦州模拟）已知氮的氧化物是严重的大气污染物，处理尾气的方法有多种。

Ⅰ.在汽车排气管上安装催化转化器，发生反应：

2NO（g）＋2CO（g）

N2（g）＋2CO2（g），可将尾气转化为无毒的气体。

（1）已知：

N2（g）＋O2（g）

2NO（g）　ΔH＝＋180kJ·mol－1

化学键

O===O

C===O

C

O

键能/（kJ·mol－1）

497

803

1072

则2NO（g）＋2CO（g）

N2（g）＋2CO2（g）　ΔH＝__________kJ·mol－1。

（2）一定温度下，反应2NO（g）＋2CO（g）

N2（g）＋2CO2（g）在恒压密闭容器中经过t2min达到平衡状态，此时容器的容积刚好为1.5L，c（CO2）随时间的变化曲线如图1所示。

①若保持其他条件不变，在t1时刻改变一个条件，曲线X变为曲线Y，则改变的条件是________________________，其原因为__________________________________________________。

②若保持其他条件不变，在t1时刻改变一个条件，曲线X变为曲线Z，则改变的条件是__________，其原因为________________________________________________________________________________。

③若t3时刻升高温度，t4达到平衡，请在图1上画出t3～t4min内c（CO2）的变化曲线。

Ⅱ.研究氮氧化物的反应机理，对于消除对环境的污染有重要意义。

2NO（g）＋O2（g）

2NO2（g）反应历程示意图如图2所示，反应分两步进行。

（3）在相同的条件下，反应①比反应②快的原因是________________________________________________________________________________。

（4）总反应2NO（g）＋O2（g）

2NO2（g）速率的快慢是由反应②决定的，请结合以下信息回答问题（式中k正、k逆为反应速率常数）：

①2NO（g）

N2O2（g）（快）

v1正＝k1正c2（NO）　v1逆＝k1逆c（N2O2）

②N2O2（g）＋O2（g）

2NO2（g）（慢）

v2正＝k2正c（N2O2）c（O2）　v2逆＝k2逆c2（NO2）

写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示总反应的平衡常数K＝________________________；若升高温度时，根据温度对化学平衡的影响，c（N2O2）将__________（填“增大”、“不变”或“减小”）。

Ⅲ.工业上也可用电解法处理氮氧化物NOx的污染。

（5）电解装置如图3所示，M、N电极间是新型固体氧化物陶瓷，在一定条件下可传导O2－。

M电极应连接电源的__________（填“正极”或“负极”），若N电极收集到2.24LO2（标准状况），则理论上M电极应该收集到标准状况下__________LN2。

5．（导学号：

71224180）（2017·日照模拟）I2O5、Na2SO3和NaOH是重要的化学试剂，在工业生产和废水处理中有广泛的应用。

（1）利用I2O5可消除CO污染，其反应原理为：

I2O5（s）＋5CO（g）

5CO2（g）＋I2（s）；不同温度（T1、T2）下，向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入2molCO，测得CO2气体体积分数φ（CO2）随时间t变化曲线如图所示。

①温度为T2时，0～0.5min内，平均反应速率v（CO）＝________________。

②b点和c点的化学平衡常数：

Kb__________Kc（填“＞”、“＜”或“＝”）。

③b点时，CO的转化率为__________。

（2）已知反应：

2Na2SO3（aq）＋O2（aq）===2Na2SO4（aq）　ΔH＝mkJ·mol－1

O2（g）

O2（aq）　ΔH＝nkJ·mol－1

Na2SO3溶液与O2（g）反应的热化学方程式为______________________。

（3）Na2SO3氧化分为富氧区和贫氧区两个阶段，为确定贫氧区速率方程v＝k·ca（SO

）·cb（O2）中a、b的值（取整数），进行如下实验。

①当溶解氧浓度为4.0mg·L－1时，c（Na2SO3）与速率（v）数值关系如下表所示，则a＝__________。

c（Na2SO3）×103

3.65

5.65

7.65

11.65

v×106

10.2

24.4

44.7

103.6

②已知：

ln

＝－

（

－

），R为常数；两个反应阶段不同温度的速率常数（k）之比如下表所示。

反应阶段

速率方程

富氧区

v＝k·c（SO

）·c（O2）

1.47

贫氧区

v＝k·ca（SO

）·cb（O2）

2.59

则E（富氧区）__________E（贫氧区）（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（4）某工业废水中含有Mg2＋、Cu2＋等离子。

取一定量的该工业废水，向其中滴加NaOH溶液，当Mg（OH）2开始沉淀时，溶液中

为__________。

已知Ksp[Mg（OH）2]＝1.8×10－11，Ksp[Cu（OH）2]＝2.2×10－20。

6．（导学号：

71224181）（2017·长治模拟）汽车尾气排放的一氧化碳、氮氧化物等气体已成为大气污染的主要来源。

（1）采用PdCl2溶液可以吸收CO，PdCl2被还原为Pd，理论上300mL0.5mol·L－1的PdCl2溶液能吸收标准状况下的CO气体__________L。

（2）汽车尾气系统中装有催化转化器，可将NOx还原成N2排出，减少氮氧化物及一氧化碳的排放。

已知下列热化学方程式：

ⅰ.N2（g）＋O2（g）===2NO（g）　ΔH＝＋180.5kJ·mol－1

ⅱ.2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－221.0kJ·mol－1

ⅲ.C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－393.5kJ·mol－1

写出一氧化氮与一氧化碳反应的热化学方程式：

________________________________________________________________________________。

（3）测试某型号汽车在冷启动（冷启动指发动机水温低的情况下启动）时催化装置内CO和NO百分含量随时间变化曲线如图1所示。

则前10s内，CO和NO百分含量无明显变化的原因是______________________________________。

30s后，CO和NO百分含量又增大的原因是_________________________________________________。

（4）在t℃时，将2molNO与1molCO充入1L反应容器中发生反应2CO（g）＋2NO（g）

N2（g）＋2CO2（g），反应过程中NO（g）、CO（g）、N2（g）的物质的量浓度变化如图2所示。

①反应进行到10min时，NO的平均反应速率为____________________。

②t℃时，该反应的平衡常数为______________（保留三位有效数字）。

15min时，改变反应条件，当25min达到新的化学平衡后，该反应的平衡常数__________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

③30min时，压缩容器体积，CO的转化率____（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（5）一定条件下，用NH3除去NO，反应后得到无毒物质，该反应的化学方程式为______________________________________________________________。

7．（导学号：

71224182）（2017·铜川模拟）以分子中含1个碳原子的物质（如CO、CO2、CH4、CH3OH等）为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学称为一碳化学。

回答下列问题：

（1）CH3OH的电子式为__________。

（2）已知某可逆反应的平衡常数表达式为K＝

，它所对应的化学方程式为________________________________________。

（3）已知CO、H2、CH3OH（g）的燃烧热ΔH分别为－283.0kJ·mol－1、－285.8kJ·mol－1、－764.5kJ·mol－1。

①反应CO（g）＋2H2（g）

CH3OH（g）的ΔH＝____________。

②向恒容密闭容器中按n（CO）∶n（H2）＝1∶2充入反应物，发生①中的反应，用L（L1、L2）、X分别代表压强或温度，如图表示L一定时，平衡混合物中CH3OH气体的体积分数随X的变化关系，X表示__________（填“温度”或“压强”）,L1__________L2（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（4）在恒容密闭容器中，投入等物质的量的CO和H2，发生反应3CO（g）＋3H2（g）

CH3OCH3（g）＋CO2（g），CO的平衡转化率[α（CO）]与温度（T）、压强（p）的关系如图所示：

①相同温度、不同压强（p1、p2、p3）时，α（CO）最大的是压强p3，其原因是____________________________________________________________________________________________________________________________。

②对于气相反应，可用某组分（B）的平衡分压（pB＝总压×B的物质的量分数）代替平衡浓度（cB）来表示反应的平衡常数（记作Kp），则A点平衡常数Kp＝__________（已知p3＝6MPa）。

（5）一定条件下，向恒容密闭容器中加入amolCO2和bmolH2发生反应：

CO2（g）＋3H2（g）

CH3OH（g）＋H2O（g），欲使整个反应过程中CO2的体积分数为恒定值，则a与b的关系是__________。

8．（导学号：

71224183）（2017·南充模拟）钢铁工业是国民经济的基础产业，是日常生活中使用最广泛的金属材料之一。

（1）用天然气进行铁的冶炼，第一步是用天然气制取水煤气，相关反应如下：

CH4（g）＋H2O（g）

CO（g）＋3H2（g）　ΔH1＝＋206.0kJ·mol－1

CO（g）＋H2O（g）

H2（g）＋CO2（g）　ΔH2＝－41.4kJ·mol－1

CH4（g）＋CO2（g）

2CO（g）＋2H2（g）　ΔH3

①则ΔH3＝__________kJ·mol－1。

②制取水煤气时，常向反应器中通入一定比例的空气，使部分CH4燃烧，其目的是_________________________________________________________。

③反应CH4（g）＋H2O（g）

CO（g）＋3H2（g）的化学平衡常数表达式K＝______________________；升高温度，该反应的平衡常数__________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（2）①天然气冶铁的第二步是用第一步的产物还原铁矿石。

结合两步反应，从物质转化方面考虑，该冶铁工艺的主要优点是____________________________________________________（写出一条）。

②天然气冶铁过程中还涉及到的反应有：

3Fe（s）＋CH4（g）

Fe3C（s）＋2H2（g）。

若在910℃时，欲使该可逆反应向渗碳方向进行（910℃时，反应的平衡常数为K1），则渗碳过程中各气体的浓度和K1之间应满足的关系式是__________。

（3）用生铁炼钢时，需要吹入纯氧氧化杂质，并加生石灰脱硫、磷和加脱氧剂脱氧。

脱氧时，铝耗、吹氧时间、钢水温度变化之间关系如图所示，钢水温度升高的主要原因是_______________________________________；氧化铝的电子式为________________________________________________。

专练三　化学反应原理综合题

1．

（1）3CH3CHO＋4HNO3===3OHC—CHO＋4NO↑＋5H2O

（2）①

　制备乙二醛是熵增、放热反应

②降温、减压、适当增大氧气浓度、移出H2O等

③不是　该反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动　cd

（3）2Cl－－2e－===Cl2↑

（4）

×100%

2．

（1）－90.1

（2）①25%　>

②<

③0.148　BE

④acd

（3）CH3OH＋8OH－－6e－===CO

＋6H2O

3．

（1）958.5kJ　－660kJ·mol－1

（2）①<　4.5

②

③无法确定

（3）<

4．

（1）－751

（2）①加入催化剂

曲线Y比X反应速度快，先达到平衡状态，但平衡状态相同

②增大压强　t1时刻，CO2浓度突然增大，随后又逐渐增大

③

（3）反应①的活化能（E1）小于反应②的活化能（E2）

（4）

　减小

（5）负极　

5．

（1）①0.6mol·L－1·min－1　②>

③80%

（2）2Na2SO3（aq）＋O2（g）===2Na2SO4（aq）　

　ΔH＝（m＋n）kJ·mol－1

（3）①2　②＜

（4）1.2×10－9

6．

（1）3.36

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

（3）尚未达到催化剂工作温度　30s时，反应达到平衡，随着温度升高，平衡逆向移动

（4）①0.04mol·L－1·min－1　②0.0347　增大　③增大

（5）6NO＋4NH3

5N2＋6H2O

7．

（1）

（2）2CH4（g）＋O2（g）

2CH3OH（g）

（3）①－90.1kJ·mol－1

②温度　＞

（4）①该反应是气体分子数减小的反应，其他条件不变时，增大压强，平衡向正反应方向移动，α（CO）增大，压强大小关系为p1

②

（或1.56×10－2）

（5）a＝b

解析：

（5）　　　CO2（g）＋3H2（g）

CH3OH（g）＋H2O（g）

n（起始）ab00

n（转化）x3xxx

n（平衡）a－xb－3xxx

V（CO2）%＝

＝

＝

＝

＝

，则有a＝b。

8．

（1）①＋247.4

②利用甲烷燃烧放出的热量，提供制取水煤气过程中所需要吸收的能量

③

　增大

（2）①第二步反应生成的CO2和水蒸气可用作第一步反应的原料（或该工艺中，H2的体积分数较大，可减少CO2的排放）或生成的部分CO2及水蒸气可循环用作与重整的原料。

②

＜K1

（3）铝氧化放出能量，导致钢水温度升高