高考化学人教版考前终极冲刺练习化学反应原理综合.docx

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高考化学人教版考前终极冲刺练习化学反应原理综合

化学反应原理综合

1．近期发现，H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。

回答下列问题：

（1）下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是__________（填标号）。

A．氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以

B．氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸

C．0.10mol·L−1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1

D．氢硫酸的还原性强于亚硫酸

（2）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。

通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制备的热化学方程式分别为________________________、_____________________________，制得等量H2所需能量较少的是____________。

（3）H2S与CO2在高温下发生反应：

H2S（g）+CO2（g）

COS（g）+H2O（g）。

在610K时，将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。

①H2S的平衡转化率a1=________%，反应平衡常数K=________。

②在620K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率a2______a1，该反应的ΔH_______0。

（填“>”“<”或“=”）

③向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是______（填标号）。

A．H2SB．CO2C．COSD．N2

2．砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2O3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。

回答下列问题：

（1）画出砷的原子结构示意图____________。

（2）工业上常将含砷废渣（主要成分为As2S3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。

写出发生反应的化学方程式________。

该反应需要在加压下进行，原因是________。

（3）已知：

As（s）+

H2（g）+2O2（g）=H3AsO4（s）ΔH1

H2（g）+

O2（g）=H2O（l）ΔH2

2As（s）+

O2（g）=As2O5（s）ΔH3

则反应As2O5（s）+3H2O（l）=2H3AsO4（s）的ΔH=_________。

（4）298K时，将20mL3xmol·L−1Na3AsO3、20mL3xmol·L−1I2和20mLNaOH溶液混合，发生反应：

AsO33−（aq）+I2（aq）+2OH−

AsO43−（aq）+2I−（aq）+H2O（l）。

溶液中c（AsO43−）与反应时间（t）的关系如图所示。

①下列可判断反应达到平衡的是__________（填标号）。

a．溶液的pH不再变化

b．v（I−）=2v（AsO33−）

c．c（AsO43−）/c（AsO33−）不再变化

d．c（I−）=ymol·L−1

②tm时，v正_____v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。

③tm时v逆_____tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_____________。

④若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为___________。

3．元素铬（Cr）在溶液中主要以Cr3+（蓝紫色）、Cr（OH）4−（绿色）、Cr2O72−（橙红色）、CrO42−（黄色）等形式存在，Cr（OH）3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：

（1）Cr3+与Al3+的化学性质相似。

在Cr2（SO4）3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量，可观察到的现象是_________。

（2）CrO42−和Cr2O72−在溶液中可相互转化。

室温下，初始浓度为1.0mol

L−1的Na2CrO4溶液中c（Cr2O72−）随c（H+）的变化如图所示。

①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应____________。

②由图可知，溶液酸性增大，CrO42−的平衡转化率__________（填“增大”“减小”或“不变”）。

根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为__________。

③升高温度，溶液中CrO42−的平衡转化率减小，则该反应的ΔH__0（填“大于”“小于”或“等于”）。

（3）在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中Cl−，利用Ag+与CrO42−生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。

当溶液中Cl−恰好沉淀完全（浓度等于1.0×10−5mol·L−1）时，溶液中c（Ag+）为_______mol

L−1，此时溶液中c（CrO42−）等于__________mol

L−1。

（已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10−12和2.0×10−10）。

（4）+6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的Cr2O72−还原成Cr3+，该反应的离子方程式为______________。

4．丙烯腈（CH2=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛（CH2=CHCHO）和乙腈（CH3CN）等，回答下列问题：

（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4O）的热化学方程式如下：

①C3H6（g）+NH3（g）+

O2（g）=C3H3N（g）+3H2O（g）ΔH=−515kJ/mol

②C3H6（g）+O2（g）=C3H4O（g）+H2O（g）ΔH=−353kJ/mol

两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是________；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是________；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________。

（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应温度为460℃。

低于460℃时，丙烯腈的产率________（填“是”或者“不是”）对应温度下的平衡产率，判断理由是________；高于460℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是________（双选，填标号）

A．催化剂活性降低B．平衡常数变大

C．副反应增多D．反应活化能增大

（3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示。

由图可知，最佳n（氨）/n（丙烯）约为_________，理由是____________。

进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为________。

5．H2S在重金属离子处理、煤化工等领域都有重要应用。

请回答：

Ⅰ．H2S是煤化工原料气脱硫过程的重要中间体，反应原理为

ⅰ．COS（g）+H2（g）

H2S（g）+CO（g）  △H= +7 kJ·mol−1

ⅱ．CO（g）+H2O（g）

CO2（g）+H2（g）  △H=−42kJ·mol−1

已知断裂1mol气态分子中的化学键所需能量如下表所示。

分子

COS（g）

H2（g）

CO（g）

H2S（g）

能量（kJ·mol−1）

1310

442

x

669

（1）计算表中x=_______。

（2）T℃时，向VL容积不变的密闭容器中充入1molCOS（g）、1molH2（g）和1molH2O（g），发生上述两个反应。

①在T℃时测得平衡体系中COS为0.80mol，H2为0.85mol，则T℃时反应ⅰ的平衡常数K=_______（保留2位有效数字）。

②上述反应达平衡后，若向其中再充入1molCOS（g）、1mol H2（g）和1molH2O（g），则再次达平衡后H2的体积分数_______（填“增大”、“减小”或“不变”）;若升高温度，则CO的平衡体积分数_______（填“增大”、“减小”或“不变”），其理由是_______。

Ⅱ．H2S在高温下分解制取H2，同时生成硫蒸气。

（3）向2L密闭容器中加入0.2molH2S，反应在不同温度（900~1500℃）下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如下图所示，则在此温度区间内，H2S 分解反应的主要化学方程式为_______；在1300℃时，反应经2min达到平衡，则0～2min的反应速率v（H2S）=_______。

Ⅲ．H2S用作重金属离子的沉淀剂。

（4）25℃时，向浓度均为0.001mol·L−1Sn2+和Ag+的混合溶液中通入H2S，当Sn2+开始沉淀时，溶液中c（Ag+）=_______。

  （已知：

25 ℃时，Ksp（SnS）= 1.0×10−25，Ksp（Ag2S）=1.6×10−49）。

6．根据下列有关天然气的研究和应用回答问题：

（1）在一定温度和压强下，由最稳定单质生成1mol化合物的焓变称为该物质的摩尔生成焓。

根据此定义，稳定单质的摩尔生成焓为0，某些化合物的摩尔生成焓如下表所示：

化合物

CO2

CH4

CO

摩尔生成焓（kJ·mol−1）

−395

−74.9

−110.4

CH4（g）与CO2（g）反应生成CO（g）和H2（g）的热化学方程式为______________________

（2）若上述反应分Ⅰ、Ⅱ两步进行，其能量曲线如图所示。

则总反应的反应速率取决于反应_______（填“I”或“Ⅱ”）。

（3）一定温度下反应：

CO2（g）+CH4（g） 

2CO（g）+2H2（g）的平衡常数表达式Kp=__________（用平衡分压p代替平衡浓度表示）

（4）在压强为p1、p2、p3的三个恒压密闭容器中分别通入1.0molCH4（g）与1.0molCO2（g）， 发生反应：

CO2（g）+CH4（g） 

2CO（g）+2H2（g）.测得平衡时CH4的体积分数与温度、压强的关系如图所示。

①a点时CH4的转化率为___________________________

②压强p1、p2、p3由大到小的顺序为_______________，判断理由是____________________。

温度为T l℃、压强为P3时，b点处v（正）________v（逆）（填“<”、“>”或“="”）

（5）某种燃料电池以熔融碳酸钠、碳酸钾为电解质，其工作原理如图所示，该电池负极的电极反应式为_________________________________.若电极B附近通入1m3空气（假设空气中O2的体积分数为20%）并完全反应，理论上可消耗相同条件下CH4的体积为_______m3

7．将不可再生的天然气、石油、煤等化石燃料转化利用、变废为宝已成为当务之急。

（1）根据键能数据估算CH4+4F2

CF4+4HF的反应热ΔH=。

化学键

C—H

C—F

H—F

F—F

键能/（kJ·mol‒1）

414

489

565

155

（2）甲醇、二甲醚（CH3OCH3）被称为21世纪的新型燃料，均可利用CO和H2反应合成。

某燃料电池以二甲醚为原料，熔融碳酸盐为电解质，其负极反应如下：

CH3OCH3+6

‒12e‒

8CO2+3H2O。

写出该燃料电池的正极反应式：

。

（3）某企业采用如图所示原理处理化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气。

①电解池中电极A、B均为惰性电极，其中A为电解池的极；电极B所得到的物质X的分子式为。

②反应池中发生的离子反应方程式为。

8．氮氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一，消除氮氧化物有多种方法。

（1）目前，应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术是NH3催化还原法，化学反应可表示为：

2NH3（g）+NO（g）+NO2（g）=2N2（g）+3H2O（g）   △H＜0

①该反应中，反应物总能量_____（填“>”、“<”或“=”）生成物总能量。

②当该反应有2molN2（g）生成时，转移电子的物质的量为__mol。

③该反应中，还原剂为______（填化学式），氧化产物与还原产物的质量比为______________。

（2）也可以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

CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）      △H=−867kJ/mol

则CH4（g）将NO（g）还原为N2（g）的热化学方程式是_________________。

（3）还可利用ClO2 消除氮氧化物的污染，反应过程如下（部分反应物或生成物略去）：

反应I的产物中还有两种强酸生成，且其中一种强酸为硝酸，且硝酸与NO3物质的量相等，则化学反应方程式为______，反应中若生成22.4LN2（标准状况），则消耗ClO2______g。

（4）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。

下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。

①氢氧燃料电池的能量转化主要形式是________，工作时电流方向为________（用a、b和箭头表示）。

②负极的电极反应式为__________________。

③电极表面镀铂粉的原因为____________________。

9．碳、氮、氧、铝都为重要的短周期元素，其单质及化合物在工农业生产生活中有着重要作用。

请回答下列问题：

（1）在密闭容器内（反应过程保持体积不变），使1molN2和3molH2混合发生下列反应：

N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）ΔH=−92.4kJ·mol−1。

当反应达到平衡时，N2和H2的浓度之比是__________；当升高平衡体系的温度，则混合气体的平均式量________（填“增大”“减小”或“不变”）；当达到平衡时，再向容器内充入1molN2，H2的转化率__________（填“提高”“降低”或“不变”）；当达到平衡时，将c（N2）、c（H2）、c（NH3）同时增大1倍，平衡__________移动（填“正向”“逆向”或“不”）。

（2）由题干所述元素中的三种组成的某种强酸弱碱盐的化学式为__________，其溶于水能________水的电离（填“促进”或“抑制”），且使溶液的pH________（填“升高”“降低”或“不变”），原因是____________________________（用离子方程式表示）。

（3）空气是硝酸工业生产的重要原料，氨催化氧化是硝酸工业的基础，氨气在铁触媒作用下只发生主反应①和副反应②：

4NH3（g）+5O2

4NO（g）+6H2O（g）ΔH=−905kJ·mol−1①

4NH3（g）+3O2（g）

2N2（g）+6H2O（g）ΔH=−1268kJ·mol−1②

①氮气与氧气反应生成NO的热化学方程式为__________________________。

②在氧化炉中催化氧化时，有关物质的产率与温度的关系如图。

下列说法中正确的是____________。

A．工业上氨催化氧化生成NO时，最佳温度应控制在780～840℃之间

B．工业上采用物料比

在1.7～2.0，主要是为了提高反应速率

C．加压可提高NH3生成NO的转化率

D．由图可知，温度高于900℃时，生成N2的副反应增多，故NO产率降低

（4）M是重要的有机化工原料，其分子与H2O2含有相同的电子数，将1molM在氧气中完全燃烧，只生成1molCO2和2molH2O，则M的化学式为__________。

某种燃料电池采用铂作为电极催化剂，以KOH溶液为电解质，以M为燃料，以空气为氧化剂。

若该电池工作时消耗1molM，则电路中通过__________mol电子。

参考答案

1．【答案】

（1）D

（2）H2O（l）=H2（g）+1/2O2（g）ΔH=+286kJ/molH2S（g）=H2（g）+S（s）ΔH=+20kJ/mol（Ⅱ）

（3）①2.52.8×10–3②>>③B

2．【答案】

（1）

（2）2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S增加反应物O2的浓度，能够有效提高As2S3的转化率

（3）2△H1−3△H2−△H3（4）①ac②大于③小于tm时AsO43−浓度更小，反应速率更慢④

3．【答案】

（1）蓝紫色溶液变浅，同时有灰蓝色沉淀生成，然后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液

（2）①2CrO42−+2H+

Cr2O72−+H2O②增大1.0×1014③小于

（3）2.0×10−55×10−3

（4）Cr2O72−+3HSO3−+5H+=2Cr3++3SO42−+4H2O

4．【答案】

（1）两个反应均为放热量大的反应降低温度、降低压强催化剂

（2）不是该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低AC

（3）1该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低1：

7.5：

1

5．【答案】

（1）1076

（2）①0.044②不变增大反应ⅰ为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO的平衡体积分数增大;反应ⅱ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的平衡体积分数也增大（3）2H2S

2H2+S20.02 mol·L−1·min−1（4）4.0×10−14mol·L−1

6．【答案】

（1）CH4（g）+CO2（g）

2CO（g）+2H2（g）ΔH=+249.1kJ/mol

（2）I（3）

（4）①80%②p3>p2>p1该反应为气体分子数增大的反应，压强增大，平衡逆移，甲烷的体积分数增大＞（5）CH4+4CO32−−8e−=5CO2+2H2O0.1

7．【答案】

（1）–1940kJ·mol‒1

（2）2CO2+O2+4e‒

2

（或将各计量数扩大3倍）

（3）①阳H2②H2S+2Fe3+

2Fe2++S↓+2H+

8．【答案】

（1）①＞②6③NH31：

1

（2）CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=−1160kJ·mol−1

（3）2NO+ClO2 +H2O=NO2 +HNO3 +HCl135（4）①化学能→电能b→a②H2−2e−+2OH−=2H2O③增大电极单位面积吸附H2和O2的分子数，增大反应速率

9．

（1）1∶3减小提高正向

（2）Al（NO3）3促进降低Al3++3H2O

Al（OH）3+3H+

（3）①N2（g）+O2（g）

2NO（g）ΔH=+181.5kJ·mol−1②AD

（4）CH3OH6