届高考人教版化学化学反应原理综合二轮练习试题含答案.docx

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届高考人教版化学化学反应原理综合二轮练习试题含答案

2020届高考（人教版）化学：

化学反应原理综合二轮练习题含答案

**化学反应原理综合**

1、根据热化学方程式：

S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝

akJ·mol－1（a＝－297.2）进行分析，下列说法中不正确的是（　　）

A．S（s）在O2（g）中燃烧的反应是放热反应

B．S（g）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝bkJ·mol－1，则a>b

C．1molSO2（g）所具有的能量低于1molS（s）与1molO2（g）所具有的能量之和

D．16g固体硫在空气中充分燃烧，可吸收148.6kJ的热量

【答案】D

【解析】由题中条件可知：

反应的热效应ΔH＝akJ·mol－1＝－297.2kJ·mol－1，可知该反应为放热反应，故D错误。

2、采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。

回答下列问题：

（1）1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N2O5。

该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为____________。

（2）F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5（g）分解反应：

其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。

体系的总压强p随时间t的变化如表所示（t＝∞时，N2O5（g）完全分解）：

t/min

0

40

80

160

260

1300

1700

∞

p/kPa

35.8

40.3

42.5

45.9

49.2

61.2

62.3

63.1

①已知：

2N2O5（g）===2N2O4（g）＋O2（g）ΔH1＝－4.4kJ·mol－1

2NO2（g）===N2O4（g）　ΔH2＝－55.3kJ·mol－1

则反应N2O5（g）===2NO2（g）＋

O2（g）的ΔH＝______kJ·mol－1。

②研究表明，N2O5（g）分解的反应速率v＝2×10－3×pN2O5（kPa·min－1）。

t＝62min时，测得体系中pO2＝2.9kPa，则此时的pN2O5＝________kPa，v＝________kPa·min－1。

③若提高反应温度至35℃，则N2O5（g）完全分解后体系压强p∞（35℃）________63.1kPa（填“大于”“等于”或“小于”），原因是_________________________________________________________________________________________________________________。

④25℃时N2O4（g）2NO2（g）反应的平衡常数Kp＝________kPa（Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数）。

（3）对于反应2N2O5（g）―→4NO2（g）＋O2（g），R.A.Ogg提出如下反应历程：

第一步　N2O5NO2＋NO3快速平衡

第二步　NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2慢反应

第三步　NO＋NO3―→2NO2快反应

其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。

下列表述正确的是________（填标号）。

A．v（第一步的逆反应）>v（第二步反应）

B．反应的中间产物只有NO3

C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效

D．第三步反应活化能较高

[解析]　

（1）氯气与硝酸银反应生成N2O5，氯气作氧化剂，还原产物为氯化银，又硝酸银中氮元素、银元素已经是最高化合价，则只能是氧元素化合价升高，所以气体氧化产物为O2。

（2）①将已知热化学方程式依次编号为a、b，根据盖斯定律，由

×a－b得N2O5（g）===2NO2（g）＋

O2（g）　ΔH＝

＝

kJ·mol－1＝＋53.1kJ·mol－1。

②t＝62min时，体系中pO2＝2.9kPa，根据三段式法得

则62min时pN2O5＝30.0kPa，v＝2×10－3×30.0kPa·min－1＝6.0×10－2kPa·min－1。

③刚性反应容器的体积不变，25℃N2O5（g）完全分解时体系的总压强为63.1kPa，升高温度，从两个方面分析：

一方面是体积不变，升高温度，体系总压强增大；另一方面，2NO2N2O4的逆反应是吸热反应，升温，平衡向生成NO2的方向移动，体系物质的量增大，故体系总压强增大。

④N2O5完全分解生成N2O4和O2，起始pN2O5＝35.8kPa，其完全分解时pN2O4＝35.8kPa，pO2＝17.9kPa，设25℃平衡时N2O4转化了x，则

　N2O4　　　　　　2NO2

平衡35.8kPa－x2x

35．8kPa－x＋2x＋17.9kPa＝63.1kPa，解得x＝9.4kPa。

平衡时，pN2O4＝26.4kPa，pNO2＝18.8kPa，K＝

＝

kPa＝13.4kPa。

（3）快速平衡，说明第一步反应的正、逆反应速率都较大，则第一步反应的逆反应速率大于第二步反应的速率，A项正确；反应的中间产物除NO3外还有NO，B项错误；有效碰撞才能发生反应，第二步反应慢，说明部分碰撞有效，C项正确；第三步反应快，说明反应活化能较低，D项错误。

[答案]　

（1）O2

（2）①＋53.1　②30.0　6.0×10－2　③大于　温度提高，体积不变，总压强提高；NO2二聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高　④13.4

（3）AC

3、电镀行业产生的酸性含铬废水对环境有污染，其中所含的Cr（VI）是主要污染物，可采用多种方法处理将其除去。

查阅资料可知：

1在酸性环境下，Cr（VI）通常以Cr2O72-的形式存在，Cr2O72-+H2O

2CrO42-+2H+

2Cr2O72-的氧化能力强于CrO42-

3常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表：

阳离子

Fe3+

Fe2+

Cr3+

开始沉淀的pH

1.9

7.0

4.3

沉淀完全的pH

3.2

9.0

5.6

I．腐蚀电池法

（1）向酸性含铬废水中投放废铁屑和焦炭，利用原电池原理还原Cr（VI）。

下列关于焦炭的说法正确的是（填字母序号）。

a.作原电池的正极b.在反应中作还原剂c.表面可能有气泡产生

II．电解还原法

向酸性含铬废水中加入适量NaCl固体，以Fe为电极电解，经过一段时间，有Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀生成排出，从而使废水中铬含量低于排放标准。

装置如右图所示。

（2）A极连接电源的极，A极上的电极反应式是。

（3）电解开始时，B极上主要发生的电极反应为2H++2e-=H2↑，此外还有少量Cr2O72-在B极上直接放电，该反应的电极反应式为。

（4）电解过程中，溶液的pH不同时，通电时间（t）与溶液中Cr元素去除率的关系如右图所示。

①由图知，电解还原法应采取的最佳pH范围为。

a.2~4b.4~6c.6~10

②解释曲线I和曲线IV去除率低的原因：

。

（1）AC

（2）正（此空1分）Fe–2e-

Fe2+

（3）Cr2O72-+6e-+14H+

2Cr3++7H2O

（4）①B（此空1分）

②曲线I的pH较小，此时Cr（IV）被还原生成的Cr3+难以生成Cr（OH）3沉淀，仍以Cr3+存在于溶液中，导致去除率较低；曲线IV的pH较大，铬元素主要以CrO42-存在，其氧化能力弱于Cr2O72-，Cr（IV）难以被还原继而生成沉淀，导致去除率较低

4、二氧化硫是危害最为严重的大气污染物之一，它主要来自化石燃料的燃烧，研究CO催化还原SO2的适宜条件，在燃煤电厂的烟气脱硫中具有重要价值。

Ⅰ.从热力学角度研究反应

（1）C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH1＝－393.5kJ·mol－1

CO2（g）＋C（s）===2CO（g）　ΔH2＝172.5kJ·mol－1

S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH3＝－296.0kJ·mol－1

写出CO还原SO2的热化学方程式：

____________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）关于CO还原SO2的反应，下列说法正确的是________。

A．在恒温恒容条件下，若反应体系压强不变，则反应已达到平衡状态

B．平衡状态时，2v正（CO）＝v逆（SO2）

C．其他条件不变，增大SO2的浓度，CO的平衡转化率增大

D．在恒温恒压的容器中，向达到平衡状态的体系中充入N2，SO2的平衡转化率不变

Ⅱ.NOx的排放主要来自汽车尾气，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）　ΔH＝－34.0kJ·mol－1

反应b：

2C（s）＋2NO2（g）N2（g）＋2CO2（g）　ΔH＝－64.2kJ·mol－1

（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）　　　　

0

10

20

30

40

50

NO

1.00

0.58

0.40

0.40

0.48

0.48

N2

0

0.21

0.30

0.30

0.36

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________（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）①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________。

②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＝__________（用计算表达式表示）。

已知：

气体分压（p分）＝气体总压（p总）×体积分数。

解析：

Ⅰ.

（1）CO与SO2反应的化学方程式为2CO＋SO2===2CO2＋S。

①C（s）＋O2（g）===CO2（g），②CO2（g）＋C（s）===2CO（g），③S（s）＋O2（g）===SO2（g），根据盖斯定律有①－②－③得出2CO（g）＋SO2（g）===2CO2（g）＋S（s）　ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3＝－270.0kJ·mol－1。

（2）A.根据反应方程式，硫为固体，其余为气体，反应前后气体分子数不相等，因此当压强不再改变，说明反应达到平衡，故A正确；B.利用不同物质的速率表示反应达到平衡时，要求反应的方向一正一逆，且反应速率之比等于化学计量数之比，即v正（CO）＝2v逆（SO2）才能表示反应已达到平衡状态，故B错误；C.其他条件不变，增大SO2的浓度，增加反应物的浓度，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，故C正确；D.恒温恒压下，通入非反应气体，容器的体积增大，各物质的浓度降低，相当于减压，平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率降低，故D错误。

Ⅱ.（3）①根据反应速率的定义，v（NO）＝（1.00－0.58）mol·L－1÷10min＝0.042mol·L－1·min－1；反应a和b都是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，即升高温度，平衡常数K减小；

②A.活性炭为固体，加入活性炭，不影响化学平衡，故A不符合题意；B.通入一定量的NO，NO浓度增大，平衡向正反应方向移动，N2浓度增大，故B符合题意；C.适当缩小容器的体积，所有气体的浓度均增大，故C符合题意；D.加入合适的催化剂，不影响化学平衡，故D不符合题意。

（4）①根据示意图可知，1050kPa前反应未达到平衡状态，随着压强增大，反应速率加快，NO2的转化率增大；假设通入1molNO2，

2C（s）＋2NO2（g）N2（g）＋2CO2（g）

起始/mol100

变化/mol0.40.20.4

平衡/mol0.60.20.4

1100kPa时，NO2的体积分数为

×100%＝50%；

②NO2的体积分数为

，N2的体积分数为

＝

，CO2的体积分数为

＝

，Kp＝

＝

＝

×1.1×106。

答案：

Ⅰ.

（1）2CO（g）＋SO2（g）===2CO2（g）＋S（s）　ΔH＝－270.0kJ·mol－1

（2）AC

Ⅱ.（3）①0.042mol·L－1·min－1　减小　②BC

（4）①1050kPa前反应未达平衡状态，随着压强增大，反应速率加快，NO2的转化率增大　50%

②

×1.1×106

5、（2020届新题预测）

采用H2或CO催化还原NO能达到消除污染的目的，在氮氧化物尾气处理领域有着广泛应用。

回答下列问题：

（1）用CO处理NO时产生两种无毒、无害的气体，该反应的氧化产物为________。

（2）已知：

氢气的燃烧热为285.8kJ/mol

2NO（g）===N2（g）＋O2（g）　ΔH1＝－180.5kJ/mol

H2O（g）===H2O（l）　ΔH2＝－44kJ/mol

写出用H2处理NO生成水蒸气和1molN2的热化学方程式：

______________________________________。

（3）针对上述用H2处理NO生成水蒸气和1molN2的反应，回答下列问题：

①研究表明，上述反应中，反应速率v＝k·c2（NO）·c2（H2），其中k为速率常数，只与温度有关。

t1时刻，v＝v1，若此刻保持温度不变，将c（NO）增大到原来的2倍时，c（H2）减小为原来的

（此时v＝v2）。

则有v1______v2（填“>”“<”或“＝”）。

②在温度T时，向容积固定的密闭容器中充入3molNO和2molH2发生上述反应，起始压强为p0，一段时间后，反应达到平衡，此时压强p＝0.9p0，则NO的平衡转化率α（NO）＝______（结果保留三位有效数字），该反应的平衡常数Kp＝______（用含p的代数式表示，Kp为以分压表示的平衡常数，且某气体的分压＝总压×该气体的物质的量分数）。

（4）实验室常用NaOH溶液吸收法处理NOx，反应的化学方程式如下：

（已知NO不能与NaOH溶液反应）

NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O

2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O

①若NOx（此处为NO和NO2的混合气体）能被NaOH溶液完全吸收，则x的取值范围为________。

②1molNO2和溶质物质的量为1mol的NaOH溶液恰好完全反应后，溶液中各离子浓度由大到小的顺序为______________________________________________。

（5）一氧化氮空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合，其工作原理如图所示，写出放电过程中负极的电极反应式：

________________________，若过程中产生2molHNO3，则消耗标准状况下O2的体积为________L。

解析：

（1）用CO处理NO时产生两种无毒、无害的气体，分别为N2和CO2，氧化产物为CO2。

（2）由氢气的燃烧热为285.8kJ/mol可得：

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH3＝－571.6kJ/mol，根据盖斯定律，用H2处理NO生成1mol氮气和水蒸气的热化学方程式为2H2（g）＋2NO（g）===N2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝ΔH3＋ΔH1－2ΔH2＝－664.1kJ/mol。

（3）①k只与温度有关，故当c（NO）增大到原来的2倍，c（H2）减少为原来的

时，v1与v2相等；②设反应达到平衡时，生成xmolN2。

根据题意可列出三段式：

　　　2H2（g）＋2NO（g）===N2（g）＋2H2O（g）

起始/mol　　　2　　　　3　　　　0　　　0

转化/mol2x2xx2x

平衡/mol2－2x3－2xx2x

反应达到平衡，此时压强p＝0.9p0，则有

＝

＝

＝0.9，解得x＝0.5，故NO的转化率α（NO）＝

×100%≈33.3%，由分压公式可知，p（H2）＝

p，p（NO）＝

p，p（N2）＝

p，p（H2O）＝

p，则Kp＝

＝

＝

。

（4）①NO不能被NaOH溶液单独吸收，NO2可以被NaOH溶液单独吸收，因此NO和NO2的混合气体被NaOH溶液完全吸收的条件应满足：

n（NO）∶n（NO2）≤1，当n（NO）∶n（NO2）＝1时，x取最小值1.5，因为混有NO，所以x的最大值<2，故x的取值范围为1.5≤x<2；②等物质的量的NO2和NaOH溶液完全反应后，其溶质为等物质的量的NaNO2和NaNO3，由于NO

发生水解，则溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c（Na＋）>c（NO

）>c（NO

）>c（OH－）>c（H＋）。

（5）由原电池的工作原理图示可知，左端的铂电极为原电池的负极，其电极反应为NO－3e－＋2H2O===NO

＋4H＋，当过程中产生2molHNO3时转移6e－电子，而1molO2参加反应转移4mole－，故需要1.5molO2参加反应，标准状况下的体积为1.5mol×22.4L/mol＝33.6L。

答案：

（1）CO2　

（2）2H2（g）＋2NO（g）===N2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－664.1kJ/mol　（3）①＝　②33.3%　

（4）①1.5≤x<2　②c（Na＋）>c（NO

）>c（NO

）>c（OH－）>c（H＋）　（5）NO－3e－＋2H2O===NO

＋4H＋　33.6