题型一 反应原理高考题专题训练 教师版.docx
《题型一 反应原理高考题专题训练 教师版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《题型一 反应原理高考题专题训练 教师版.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
题型一反应原理高考题专题训练教师版
题型一 化学反应原理专题
考点一热化学方程式和盖斯定律
1.（14分）NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3，如下图所示。
（1）Ⅰ中，NH3和O2在催化剂作用下反应，其化学方程式是_______________________。
（2）Ⅱ中，2NO（g）＋O2（g）
2NO2（g）。
在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（p1、p2）下温度变化的曲线（如图）。
①比较p1、p2的大小关系：
。
②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是。
（3）Ⅲ中，降低温度，将NO2（g）转化为N2O4（l），再制备浓硝酸。
①已知：
2NO2（g）
N2O4（g）ΔH12NO2（g）
N2O4（l）ΔH2
下列能量变化示意图中，正确的是（选填字母）。
②N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是。
（4）Ⅳ中，电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示。
为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充A。
A是，说明理由：
。
2.化学反应原理在工业生产中具有十分重要的意义．
（1）工业生产可以用NH3（g）与CO2（g）经过两步反应生成尿素，两步反应的能量变化示意图如图：
则NH3（g）与CO2（g）反应生成尿素的热化学方程式为．
（2）已知反应Fe（s）+CO2（g）
FeO（s）+CO（g）△H=akJ．mol-1．测得在不同温度下，该反应的平衡常数K随温度的变化如下：
温度/℃
500
700
900
K
1.00
1.47
2.40
①该反应的化学平衡常数表达式K=，a0（填“＞”、“＜”或“=”）．在500℃2L密闭容器中进行反应，Fe和CO2的起始量均为4mol，则5min后达到平衡时CO2的转化率为，生成CO的平均速率v（CO）为．
②700℃反应达到平衡后，要使该平衡向右移动，其他条件不变时，可以采取的措施有（填字母）．
A．缩小反应器容积B．增加Fe的物质的量C．升高温度到900℃D．使用合适的催化剂
考点二化学反应速率和化学反应平衡
1.合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）△H=-92.4kJ·mol-1．一种工业合成氨的简式流程图1：
（1）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：
．
（2）步骤Ⅱ中制氢气的原理如下：
①CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H=+206.4kJ·mol-1
②CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H=-41.2kJ·mol-1
对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2的百分含量，又能加快反应速率的措施是．（填序号）
a．升高温度 b．增大水蒸气浓度 c．加入催化剂 d．降低压强
利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2的产量．若1molCO和H2的混合气体（CO的体积分数为20%）与H2O反应，得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体，则CO的转化率为．
（3）图2表示500℃、60.0MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系．根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：
．
（4）上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是（填序号）．简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：
．
2.合成氨工业的原料气H2，可用天然气制取，其生产流程如图：
（1）写出反应I的反应方程式：
该反应的平衡常数表达式为：
；
（2）转化炉中反应为：
CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g），其平衡常数与温度关系如表：
温度
400℃
500℃
800℃
1000℃
平衡常数
10
9
1
0.5
该反应为：
反应（填“吸热”或“放热”）．
（3）合成氨反应原理为：
N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）△H=-92.4KJ/mol
回答下列问题：
①工业合成氨原料氮气制备方法是；
②在一定温度下，将1molN2和3molH2充入一容积不变的密闭容时器中进行合成反应，达到平衡时，容器的压强为起始的4/5，平衡状态记为S0，则平衡时容器内NH3的体积分数为；若保持温度不变，开始时向容器加入amolN2，bmolH2，cmolNH3，要使反应始终向逆反应方向进行，且达到平衡后向各物质的理与原平衡S0完全相同，则起始时c的取值范围应是．
考点三电化学
1.ClO2为一种黄绿色气体，是目前国际上公认的高效，广谱，快速安全的杀菌剂．制备ClO2的新工艺是电解法．
（1）如图表示用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2，写出阳极ClO2产生的电极方程式：
；图中b电极为；（填“阳极”或“阴极”）
（2）电解一段时间，当阴极产生标准状况下气体112ml时，停止电解，则通过阳离子交换膜的阳离子物质的量为
mol，阴极区pH（填“变大”、“变小”或“不变”）
（3）ClO2对污水中Fe2+，Mn2+，S2-，CN-等有明显去除效果，某工厂中污水含CN-（amg/L），现将ClO2把CN-氧化成两种无毒气体，写出该反应的离子方程式：
．
2.锰锂电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池．该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2．回答下列问题：
（1）外电路的电流方向是由极流向极（填字母）．
（2）电池正极反应式．
（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？
（填“是”或“否”），原因是．
（4）MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为．K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为．
考点四水溶液中的离子平衡
1.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
2NO2（g）+NaCl（s）
NaNO3（s）+ClNO（g） K1 ∆H<0 （I）
2NO（g）+Cl2（g）
2ClNO（g） K2 ∆H<0 （II）
（1）4NO2（g）+2NaCl（s）
2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）的平衡常数K= （用K1、K2表示）。
（2）为研究不同条件对反应（II）的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2，10min时反应（II）达到平衡。
测得10min内v（ClNO）=7.5×10-3mol•L-1•min-1，则平衡后n（Cl2）= mol，NO的转化率а1= 。
其它条件保持不变，反应（II）在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率а2 а1（填“>”“<”或“=”），平衡常数K2 （填“增大”“减小”或“不变”。
若要使K2减小，可采用的措施是 。
（3）实验室可用NaOH溶液吸收NO2，反应为2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。
含0.2molNaOH的水溶液与0.2molNO2恰好完全反应得1L溶液A，溶液B为0.1mol•L‾1的CH3COONa溶液，则两溶液中c（NO3‾）、c（NO2-）和c（CH3COO‾）由大到小的顺序为 。
（已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4mol•L‾1，CH3COOH的电离常数K a=1.7×10-5mol•L‾1，可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是 。
a．向溶液A中加适量水 b．向溶液A中加适量NaOH
c．向溶液B中加适量水 d．向溶液B中加适量NaOH
2.“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了全世界的普遍重视。
所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
（1）用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式：
（将配平后的系数填在横线上）
__C+__KMnO4+___H2SO4→___CO2↑+___MnSO4 +___K2SO4+___H2O
（2）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO（g）＋H2O（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
CO
H2O
H2
CO
1
650
4
2
1．6
2．4
6
2
900
2
1
0．4
1．6
3
3
900
a
b
c
d
t
①实验2条件下平衡常数K= 。
②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b的值（填具体值或者取值范围）
③实验4，若900℃时，在此容器中加入的CO、H2O、CO2、H2均为1mol，则此时v正v逆（填“＞”“＜”或“=”）
（3）已知在常温常压下：
① 2CH3OH（l） ＋ 3O2（g） ＝ 2CO2（g） ＋ 4H2O（g） ΔH ＝－1275.6kJ／mol
② 2CO（g）+O2（g） ＝ 2CO2（g） ΔH ＝－566.0kJ／mol
③ H2O（g） ＝ H2O（l） ΔH ＝－44.0kJ／mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式
⑷已知草酸是一种二元弱酸，草酸氢钠（NaHC2O4）溶液显酸性。
常温下，向10mL 0.01mol/L H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01mol/L NaOH溶液时，比较溶液中各种离子浓度的大小关系：
；
（5）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10—9。
CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×10—4mo1/L ，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为 。
综合训练
1．目前“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
请回答下列问题：
Ⅰ.甲烷自热重整是一种先进的制氢方法，其反应方程式为CH4（g）＋H2O（g）
CO（g）＋3H2（g）。
（1）阅读下图，计算上述反应的反应热ΔH＝________kJ·mol－1。
Ⅱ.用CH4或其他有机物、O2为原料可设计成燃料电池。
（2）以CnH2nOn、O2为原料，H2SO4溶液为电解质设计成燃料电池，则负极的电极反应式为_________________________________________________________________________。
（3）以CH4、O2为原料，100mL0.15mol·L－1NaOH溶液为电解质设计成燃料电池，若放电时参与反应的氧气体积为448mL（标准状况），产生的气体全部被溶液吸收，则所得溶液中溶质的成分及物质的量之比为_____，各离子浓度由大到小的顺序为_______________________________________。
Ⅲ.利用I2O5消除CO污染的反应为5CO（g）＋I2O5（s）
5CO2（g）＋I2（s），不同温度下，向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入4molCO，测得CO2的体积分数随时间t变化曲线如图。
请回答：
1S
（4）T2时，0～0.5min内的反应速率v（CO）＝________________。
（5）T1时化学平衡常数K＝________。
（6）下列说法不正确的是________。
A．容器内气体密度不变，表明反应达到平衡状态
B．两种温度下，c点时体系中混合气体的压强相等
C．d点时，增大体系压强，CO的转化率不变
D．b点和d点时化学平衡常数的大小关系：
Kb
答案
（1）＋161.1
（2）CnH2nOn－4ne－＋nH2O===nCO2＋4nH＋
（3）n（Na2CO3）∶n（NaHCO3）＝1∶1
c（Na＋）>c（HCO
）>c（CO
）>c（OH－）>c（H＋）
（4）1.6mol·L－1·min－1 （5）1024 （6）BD
解析
（1）CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O ΔH＝－846.3kJ·mol－1，
CO2（g）===CO（g）＋
O2（g） ΔH＝＋282kJ·mol－1，
3H2O（g）===
O2（g）＋3H2（g） ΔH＝＋725.4kJ·mol－1，
上述三式相加：
CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g） ΔH＝＋161.1kJ·mol－1。
（3）CH4＋2O2 === CO2＋2H2O
0.02mol0.01mol
＝
＝
，
所以发生反应2CO2＋3OH－===CO
＋HCO
＋H2O，溶质为Na2CO3和NaHCO3，其物质的量之比为1∶1，其离子浓度大小顺序：
c（Na＋）>c（HCO
）>c（CO
）>c（OH－）>c（H＋）。
（4） 5CO（g）＋I2O5（s）5CO2（g）＋I2（s）
起始（mol）40
0．5min（mol）4－xx
×100%＝40%，x＝1.6mol，
所以v（CO）＝
＝1.6mol·L－1·min－1。
（5）达到平衡时，CO2的体积分数为80%，
此时，c（CO）＝0.4mol·L－1，c（CO2）＝1.6mol·L－1，
所以K＝
＝
＝45＝1024。
（6）D项，T2>T1，但φ（CO2）减小，所以升温平衡左移，该反应为放热反应，所以Kd
2．目前工业合成氨的原理是N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g） ΔH＝－93.0kJ·mol－1。
（1）已知一定条件下：
2N2（g）＋6H2O（l）
4NH3（g）＋3O2（g） ΔH＝＋1530.0kJ·mol－1。
则氢气燃烧热的热化学方程式为。
（2）如下图，在恒温恒容装置中进行合成氨反应。
①表示N2浓度变化的曲线是________。
②前25min内，用H2浓度变化表示的化学反应速率是________________。
③在25min末刚好平衡，则平衡常数K＝________________。
（3）在恒温恒压装置中进行工业合成氨反应，下列说法正确的是________。
A．气体体积不再变化，则已平衡
B．气体密度不再变化，尚未平衡
C．平衡后，往装置中通入一定量Ar，压强不变，平衡不移动
D．平衡后，压缩容器，生成更多NH3
（4）电厂烟气脱氮的主反应：
①4NH3（g）＋6NO（g）
5N2（g）＋6H2O（g） ΔH<0，副反应：
②2NH3（g）＋8NO（g）
5N2O（g）＋3H2O（g） ΔH>0。
平衡混合气中N2与N2O含量与温度的关系如图。
请回答：
在400～600K时，平衡混合气中N2含量随温度的变化规律是______________，导致这种规律的原因是______________________（任答合理的一条原因）。
（5）直接供氨式燃料电池是以NaOH溶液为电解质溶液，电池反应为4NH3（g）＋3O2===2N2＋6H2O。
则负极电极反应式为________________________。
答案
（1）H2（g）＋
O2（g）===H2O（l）
ΔH＝－286.0kJ·mol－1
（2）①C ②0.12mol·L－1·min－1 ③
（或0.15）
（3）AD
（4）随温度升高，N2的含量降低 主反应为放热反应，升温使主反应的平衡左移（或副反应为吸热反应，升温使副反应的平衡右移，降低了NH3和NO的浓度，使主反应的平衡左移）
（5）2NH3＋6OH－＋6e－===N2＋6H2O
解析
（1）2N2（g）＋6H2（g）===4NH3（g） ΔH＝－186.0kJ·mol－1，
4NH3（g）＋3O2（g）===2N2（g）＋6H2O（l） ΔH＝－1530.0kJ·mol－1，
上述两式相加得：
6H2（g）＋3O2（g）===6H2O（l） ΔH＝－1716.0kJ·mol－1，
所以H2燃烧热的热化学方程式为H2（g）＋
O2（g）===H2O（l） ΔH＝－286.0kJ·mol－1。
（2）②v（H2）＝
＝0.12mol·L－1·min－1。
③K＝
＝
＝
。
（4）由图示可以判断，随着温度的升高，N2O的含量增加，而N2的含量减小，其原因是主反应为放热反应而副反应为吸热反应，升温，主反应平衡左移导致N2含量降低，副反应平衡右移导致N2O含量增加。
3．磷及其化合物在科研及生产中均有着重要的应用。
（1）红磷P（s）和Cl2（g）发生反应生成PCl3（g）和PCl5（g），反应过程如下：
2P（s）＋3Cl2（g）===2PCl3（g） ΔH＝－612kJ·mol－1
2P（s）＋5Cl2（g）===2PCl5（g） ΔH＝－798kJ·mol－1
气态PCl5生成气态PCl3和Cl2的热化学方程式为。
（2）可逆反应PCl3（g）＋Cl2（g）
PCl5（g）、2E（g）
F（g）＋G（g）分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有可滑动、无摩擦的密封隔板。
反应开始和达到平衡时有关物理量变化如图所示：
①达到平衡Ⅰ时，体系压强与反应开始时体系压强之比为________。
②平衡Ⅰ到平衡Ⅱ的条件①是________（填“升温”或“降温”）。
（3）亚磷酸（H3PO3）与适量的NaOH溶液反应生成Na2HPO3，电解Na2HPO3溶液也可得到亚磷酸，装置如图所示：
阴极的电极反应式为__________________________________________________________；
产品室中反应的离子方程式为__________________________________________________。
（4）在一定温度下，Ksp[Mg3（PO4）2]＝6.0×10－29，Ksp[Ca3（PO4）2]＝6.0×10－26。
现向浓度均为0.20mol·L－1的MgCl2和CaCl2混合溶液中逐滴加入Na3PO3，先生成________沉淀（填化学式）；当测得溶液其中一种金属阳离子沉淀完全（浓度小于10－5mol·L－1）时，溶液中的另一种金属阳离子的物质的量浓度c＝________mol·L－1。
答案
（1）PCl5（g）===PCl3（g）＋Cl2（g）
ΔH＝＋93kJ·mol－1
（2）①20∶23 ②降温
（3）2H＋＋2e－===H2↑ HPO
＋2H＋===H3PO3
（4）Mg3（PO4）2 10－4
解析
（1）2PCl5（g）===5Cl2（g）＋2P（s） ΔH＝＋798kJ·mol－1，
2P（s）＋3Cl2（g）===2PCl3（g） ΔH＝－612kJ·mol－1，
上述两式相加得：
2PCl5（g）===2Cl2（g）＋2PCl3（g） ΔH＝＋186kJ·mol－1，
即PCl5（g）===Cl2（g）＋PCl3（g） ΔH＝＋93kJ·mol－1。
（2）①达到平衡时左右两侧压强相等，由于2E（g）F（g）＋G（g）是等体积反应，则
＝
＝
。
②由于气体物质的量进一步减小，所以应降温使PCl3（g）＋Cl2（g）PCl5（g）右移。
（4）当Mg2＋完全沉淀时，c（PO
）＝
＝
，
此时c（Ca2＋）＝
＝10－4mol·L－1。
升级会员 