版优化方案高考化学二轮复习 下篇 专题一 非选择题提分策略 第一讲专题强化训练.docx

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版优化方案高考化学二轮复习下篇专题一非选择题提分策略第一讲专题强化训练

题型一　化学平衡与能量变化的综合考查

1．（2015·浙江名校联盟联考）科学家们对CO2的应用研究日新月异。

（1）科学家们研究发现，采用“CCS”技术捕获的CO2与海藻发生光合作用能大大提高海藻的产量，为人类提供一种新型生物能源。

下列说法不正确的是________。

A．CO2分子中C、O原子以双键结合

B．该过程中没有发生化学变化

C．海藻能提供生物质能，参与自然界的碳循环

D．如果能探明此反应机理，将有助于人类更好地利用太阳能，缓解能源危机

（2）合成尿素的原料是CO2和NH3，合成原理分两步：

①合成氨基甲酸铵：

CO2（g）＋2NH3（g）===NH2COONH4（s）　ΔH＝－159.47kJ/mol

②氨基甲酸铵分解：

NH2COONH4（s）===CO（NH2）2（s）＋H2O（l）　ΔH＝＋28.49kJ/mol

则2molCO2完全反应合成尿素所________（填“吸收”或“释放”）的热量为________。

（3）最近科学家们研制成功一种新型催化剂，能将CO2转变为甲烷。

在常压，300℃，CO2与H2体积比为1∶4时反应，CO2转化率达90%。

①写出此反应的化学方程式：

________________________________________________________________________。

②某兴趣小组，在一定条件下，在体积为VL的密闭容器中，模拟发生此反应达到化学平衡状态。

该反应的平衡常数表达式为________________________________________________________________________；

由图可知升高温度，K将________（填“增大”、“减小”或“不变”）；300℃时，从反应开始到达到平衡，以H2的浓度变化表示化学反应速率：

______________（用nA、tA、V表示）。

解析：

（1）CO2分子的结构式为OCO，C、O原子以双键结合，A项正确；光合作用为化学变化，B项错误；海藻为生物，为碳循环提供生物质能，C项正确；探明此反应机理，可充分利用太阳能，D项正确。

（2）根据盖斯定律，①＋②得CO2（g）＋2NH3（g）===CO（NH2）2（s）＋H2O（l）　ΔH＝－130.98kJ/mol，故2molCO2完全反应合成尿素所释放的热量为261.96kJ。

（3）根据反应物的体积比及产物中有CH4，可得出此反应的化学方程式为CO2＋4H2CH4＋2H2O；该反应的平衡常数表达式为K＝；从图中看出该反应为放热反应，故升高温度，K将减小；依据化学反应速率的定义知，300℃时，从反应开始到达到平衡，以H2的浓度变化表示的化学反应速率是mol/（L·min）。

答案：

（1）B　

（2）释放　261.96kJ

（3）①CO2＋4H2CH4＋2H2O

②K＝　减小　mol/（L·min）

2．（2015·浙江温州一模节选）肼（N2H4）通常用作火箭的高能燃料，N2O4作氧化剂。

请回答下列问题：

（1）已知：

N2（g）＋2O2（g）===2NO2（g）

ΔH＝akJ/mol

N2H4（g）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g）

ΔH＝－bkJ/mol

2NO2（g）N2O4（g）　ΔH＝－ckJ/mol

写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）工业上常用次氯酸钠与过量的氨气反应制备肼，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

（3）N2、H2合成氨气为放热反应。

800K时向下列起始体积相同的密闭容器中充入2molN2、3molH2，甲容器在反应过程中保持压强不变，乙容器保持体积不变，丙是绝热容器，三容器各自建立化学平衡。

①达到平衡时，平衡常数K甲________K乙________K丙。

（填“>”、“<”或“＝”）

②达到平衡时N2的浓度c甲（N2）________c乙（N2），c乙（N2）________c丙（N2）。

（填“>”、“<”或“＝”）

③对甲、乙、丙三容器的描述，以下说法正确的是________。

A．乙容器气体密度不再变化时，说明此反应已达到平衡状态

B．在甲中充入稀有气体He，化学反应速率增大

C．向甲容器中充入氨气，正向速率减小，逆向速率增大

D．丙容器温度不再变化时说明已达平衡状态

解析：

（1）将已知的三个热化学方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，由2×②－①－③可得：

2N2H4（g）＋N2O4（g）===3N2（g）＋4H2O（g）　ΔH＝－（a＋2b－c）kJ/mol。

（2）次氯酸钠具有氧化性，可将氨气氧化为肼，根据电子得失守恒配平方程式即可。

（3）①合成氨为放热反应，升温时平衡逆向移动，且平衡常数只与温度有关，温度越高其对应的平衡常数越小，故K甲＝K乙>K丙。

②甲容器中的反应相当于在乙容器中反应的基础上增大压强，增大压强的瞬间所造成的结果是反应物及生成物的浓度均增大，而该反应为气体分子数减小的反应，增大压强时虽然平衡右移，但根据勒夏特列原理可知，平衡时c甲（参与反应的各物质）>c乙（参与反应的各物质），故c甲（N2）>c乙（N2）。

丙为绝热容器，平衡时丙容器中温度高于乙容器中温度，则丙容器中反应的限度小于乙容器中反应的限度，故c乙（N2）

③乙容器反应过程中气体总质量和体积均不变，密度为恒量，A项错误；在甲容器中充入气体He，容器体积增大，反应体系中各物质的浓度减小，反应速率减小，B项错误；向甲容器中充入氨气，体积增大，氮气和氢气的浓度减小，而氨气的浓度增大，则逆向速率增大，正向速率减小，C项正确；丙为绝热容器，其温度不再变化时，说明反应不再放出热量，反应达到平衡状态，D项正确。

答案：

（1）2N2H4（g）＋N2O4（g）===3N2（g）＋4H2O（g）ΔH＝－（a＋2b－c）kJ/mol

（2）NaClO＋2NH3===N2H4＋NaCl＋H2O

（3）①＝　>　②>　<③CD

3．（2015·浙江湖州高三质量监测）甲醇是重要的基础有机化工原料，用二氧化碳、一氧化碳等合成甲醇意义重大。

用二氧化碳、一氧化碳等合成甲醇的反应如下，其中反应Ⅰ是主反应。

Ⅰ.CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）

ΔH1＝－48.97kJ/mol

Ⅱ.CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）

ΔH2＝－90.14kJ/mol

Ⅲ.副反应CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）　ΔH3

使用含铜的化合物作催化剂，使用的原料气CO2和H2体积比为1∶3，压强为5MPa时，测定不同温度下CO2的转化率和甲醇产率（图1、图2），以及温度为523K时测定不同压强下的CO2的转化率和甲醇产率（图3、图4），图中α表示转化率，φ表示产率。

回答下列问题：

（1）ΔH3＝________。

（2）①由图1和图2中实验值可知，反应Ⅰ的温度应控制在________之间。

②由图3和图4可以看出，压强增大，CO2的转化率和甲醇产率增大，原因是________________________________________________________________________。

③副反应Ⅲ对主反应Ⅰ平衡的影响是________________________________________________________________________。

（3）已知副反应：

CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g），在1123.15K时，K＝1。

①若升高温度到1223.15K，则达到平衡时K________1（填“>”、“<”或“＝”）。

②1123.15K时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0molCO、3.0molH2O、1.0molCO2、xmolH2。

当x＝5.0时，上述反应向________（填“正反应”或“逆反应”）方向进行。

③若1123.15K时，向定容的密闭容器中，按物质的量之比为1∶5的比例将CO和H2O充入该容器，此温度下达到平衡后，CO的转化率为________。

解析：

（1）根据盖斯定律，由反应Ⅰ－反应Ⅱ可得：

CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）　ΔH＝41.17kJ/mol。

（2）①由图1和图2可以看出，应控制温度在520～530K之间。

②合成甲醇的反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡右移，使CO2的转化率和甲醇的产率增大。

（3）①由

（1）可知该反应为吸热反应，升高温度，平衡右移，平衡常数增大。

②Q＝＝＝＝0.6<1，故此时反应向正反应方向进行。

③在该温度下反应CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）的化学平衡常数等于1，设平衡后CO的转化率为α，密闭容器的体积为1L，设起始时n（CO）＝1mol，n（H2O）＝5mol，根据三段式计算：

CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）

1500

αααα

1－α5－ααα

则化学平衡常数K＝＝1，解得α＝。

答案：

（1）＋41.17kJ/mol

（2）①520～530K　②合成甲醇的反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡右移，增大了CO2的转化率和甲醇的产率　③减小了反应Ⅰ中反应物的浓度，同时增大了反应Ⅰ中生成物的浓度，使反应Ⅰ平衡左移

（3）①>　②正反应　③83%（或）

题型二　化学反应中的能量变化与转化

1．（2015·浙江杭州二模）开发新能源是解决环境污染的重要举措，其中甲醇、甲烷是优质的清洁燃料，可制作燃料电池。

（1）已知：

①2CH3OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（g）

ΔH1＝－1274.0kJ/mol

②2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH2＝－566.0kJ/mol

③H2O（g）===H2O（l）　ΔH3＝－44kJ/mol

甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为________________________________________________________________________。

（2）生产甲醇的原料CO和H2可由反应CH4（g）＋H2O（g）CO（g）＋3H2（g）　ΔH>0得到。

①一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。

则p1________p2（填“<”、“>”或“＝”）。

A、B、C三点处对应平衡常数（KA、KB、KC）的大小顺序为________________。

②100℃时，将1molCH4和2molH2O通入容积为1L的定容密闭容器中发生反应，能说明该反应已经达到平衡状态的是________（填序号）。

a．容器的压强恒定

b．容器内气体密度恒定

c．3v正（CH4）＝v逆（H2）

d．单位时间内消耗0.1molCH4同时生成0.3molH2

（3）甲醇燃料电池（简称DMFC）由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。

DMFC工作原理如图所示，通入