备战高考化学易错题精选化学反应原理综合考查练习题附答案解析.docx

1、备战高考化学易错题精选化学反应原理综合考查练习题附答案解析备战高考化学易错题精选-化学反应原理综合考查练习题附答案解析一、化学反应原理综合考查1(1)SO2 的排放主要来自于煤的燃烧，工业上常用氨水吸收法处理尾气中的 SO2。已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下：SO2(g)+NH3H2O(aq)=NH4HSO3(aq) H1=a kJ/mol；NH3H2O(aq)+ NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(ag)+H2O(l) H2=b kJ/mol；2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq) H3=c kJ/mol。则反应 2SO2(g)+4NH3H2O

2、(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)的 H=_kJ/mol。(2)SO2是形成酸雨的主要污染物，燃煤脱硫原理为 2CaO(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)。向 10L 恒温恒容密闭容器中加入 3mol CaO，并通入 2mol SO2 和 lmol O2 发生上述反应，2min时达平衡，此时 CaSO4 为1.8mol。02min 内，用 SO2 表示的该反应的速率v(SO2)=_，其他条件保持不变，若上述反应在恒压条件下进行，达到平衡时 SO2 的转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)NO 的排放主要来自于汽车尾气，净化原理为：2N

3、O(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) H=746.8kJ/mol。实验测得，v正=k正c2(NO)c2(CO)，v 逆=k逆c(N2)c2(CO2)(k 正、k 逆为速率常数，只与温度有关)。达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数_(填“”“”或“=”)k逆增大的倍数。若在 1L 的密闭容器中充入 1molCO 和 1mol NO，在一定温度下达到平衡时，CO 的转化率为 40%，则k正k逆=_。(4)以连二硫酸根(S2O42-)为媒介，使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NO，装置如图所示：阴极区的电极反应式为_。NO 吸收转化后的主要产物为 NH4+，若通电时电路中转移了 0.

4、3mol e，则此通电过程中理论上吸收的 NO 在标准状况下的体积为_mL。(5)欲用 5L Na2CO3 溶液将 23.3g BaSO4 固体全都转化为 BaCO3，则所用的 Na2CO3 溶液的物质的量浓度至少为_。已知：常温下K(BaSO4)=1107、K(BaCO3)=2.5106。(忽略溶液体积的变化)【答案】2a+2b+c 0.09mol/(Lmin) 增大 2SO32-+4H+2e- =S2O42-+2H2O 1344 0.52mol/L 【解析】【分析】(1)根据盖斯定律解答；(2)根据化学反应速率的数学表达式计算反应速率；向正反应方向进行，气体物质的量减小，维持恒压不变，SO

5、2的转化率比恒容时增大；(3)正反应为放热反应，升高温度平衡向左移动，则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数，据此解答； 当反应达到平衡时，故，平衡时，据此解答；(4)阴极区发生还原反应，从图中找出阴极反应物，写它发生还原反应的电极反应式；NO吸收转化后的主要产物为NH4+，写出关系式，按电子数守恒，求出一氧化氮在标准状况下体积；(5) n(BaSO4)= =0.1mol，将0.1mol硫酸钡溶解于5L溶液中，设至少需要物质的量浓度为xmol/L的Na2CO3溶液，当BaSO4完全溶解后，所得5L溶液中c(SO42-)=0.02mol/L，此时溶液中c(CO32-)=(x-0.02)m

6、ol/L，由BaSO4+CO32-=BaCO3+SO42-可知，此反应的化学平衡常数。【详解】(1)根据盖斯定律，热化学方程式2+2+得：，故该反应的，故答案为：2a+2b+c；(2)生成CaSO4物质的量为1.8mol的同时消耗SO2的物质的量为1.8mol，根据化学反应速率的数学表达式，v(SO2)=1.8/(102)mol/(Lmin)=0.09 mol/(Lmin)；向正反应方向进行，气体物质的量减小，维持恒压不变，SO2的转化率比恒容时增大，故答案为：0.09mol/(Lmin)；增大；(3)正反应为放热反应，升高温度平衡向左移动，则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数，浓度

7、不变，故增大的倍数小于增大的倍数，故答案为：；当反应达到平衡时，故，平衡时，则，故答案为：；(4) 由图可知，阴极区通入液体主要含SO32-，流出主要含S2O42-，所以阴极区电极反应式为2SO32-+4H+2e-=S2O42-+2H2O，故答案为：2SO32-+4H+2e-=S2O42-+2H2O；NO吸收转化后的主要产物为NH4+，若通电一段时间后阴极区n(SO32-)减少了0.3mol，此过程转移0.3mole；由于NO吸收转化后的主要产物为NH4+，NONH4+5e，若电路中转移转移0.3mole，消耗NO0.06mol，标准状况下体积为V(NO)=0.06mol22.4L/mol=1

8、.344L=1344mL，故答案为：1344；(5)设至少需要物质的量浓度为x的溶液，当完全溶解后，所得5L溶液中，此时溶液中，由可知，此反应的化学平衡常数，解得，故答案为：。2水蒸汽催化重整生物油是未来工业化制氢的可行方案。以乙酸为模型物进行研究，发生的主要反应如下：.CH3COOH（g）+2H2O（g）2CO2（g）+4H2（g） H1.CH3COOH（g）2CO（g）+2H2（g） H2.CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g） H3回答下列问题：（1）用H1、H2表示，H3=_。（2）重整反应的含碳产物产率、H2产率随温度、水与乙酸投料比（S/C）的变化关系如图（a）、（b）所

9、示。由图（a）可知，制备H2最佳的温度约为_。由图（b）可知，H2产率随S/C增大而_（填“增大”或“减小”）。（3）向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH3COOH和H2O混合气体，若仅发生反应至平衡状态，测得H2的体积分数为50%，则CH3COOH的平衡转化率为_。（4）反应体系常生成积碳。当温度一定时，随着S/C增加，积碳量逐渐减小，其原因用化学方程式表示为_。【答案】 800 增大 40% C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) 【解析】【分析】【详解】(1)根据题干信息分析，反应= (反应-反应)，由盖斯定律可得，故答案为：；(2)由图(a)可知，制备H2在800时，达到最高转化

10、率，则制备氢气最佳的温度约为800,故答案为：800；由图(b)可知，S/C增大时，反应I平衡向正反应方向移动，反应III平衡向逆反应方向移动，使体系中的H2的量增大，故答案为：增大； (3)设CH3COOH和H2O的物质的量均为1mol，平衡时，反应了CH3COOH x mol，列三段式有：测得H2的体积分数为50%，则，计算得x=0.4mol，醋酸的转化率为： =40%，即CH3COOH平衡转化率为40%，故答案为：40%；(4)当温度一定时，随着S/C增加，积碳量逐渐减小，是由于积碳与水蒸气反应生成了CO和H2，反应的化学方程式为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，故答案为：C

11、(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)；3氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。（1）反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为41，甲烷和水蒸气反应的方程式是_。（2）已知反应器中还存在如下反应：i.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H1ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H2iii.CH4(g)=C(s)+2H2(g) H3反应iii为积炭反应，利用H1和H2计算H3时，还需要利用_（写化学方程式）反应的H。（3）反应物投料比采用n（H2O）n（CH4）=41，大于反

12、应的计量数之比，目的是_（填字母）。a.促进CH4转化 b.促进CO转化为CO2 c.减少积炭生成（4）用CaO可以去除CO2。H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图所示。从t1时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率_（填“升高”“降低”或“不变”）。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，因为此时CaO主要发生了_（写化学方程式）反应而使（1）中反应平衡向_移动。（5）以甲醇为燃料，氧气为氧化剂，KOH溶液为电解质溶液，可制成燃料电池。以此电池作电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理过程（装置如图所示）。其中物质a是_，电源负极电极反应为_。“钝化”装置中阳极电极反应为_

13、。【答案】CH4+2H2O4H2+CO2 C(s)+CO2(g)=2CO(g)或C(s)+2H2O(g)2H2(g)+CO2(g) abc 降低 CaO+H2O=Ca(OH)2 左（或逆向） 氧气（或O2） CH3OH-6e-+8OH-CO32-+6H2O 2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+ 【解析】【分析】【详解】（1）根据CH4与H2O反应生成H2、CO2的物质的量之比为4:1，结合原子守恒可得反应的化学方程式为CH4+2H2O4H2+CO2；（2）已知反应器中还存在如下反应：i.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H1ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g

14、)+H2(g) H2iii.CH4(g)=C(s)+2H2(g) H3根据盖斯定律，由i-ii-iii或i+ii- iii可得C(s)+CO2(g)=2CO(g)或C(s)+2H2O(g)2H2(g)+CO2(g)，所以利用H1和H2计算H3时，还需要利用C(s)+CO2(g)=2CO(g)或C(s)+2H2O(g)2H2(g)+CO2(g)；（3）反应物的投料比n(H2O):n(CH4)=4:1，大于初始反应的化学计量数之比，H2O 的物质的量增加，有利于促进CH4转化，促进CO转化为CO2，防止CH4分解生成C(s)，从而减少积炭生成；答案选abc。（4）根据题图可知，从t1时开始，CaO

15、 消耗率曲线的斜率逐渐减小，单位时间内CaO消耗率逐渐降低。CaO与CO2反应生成CaCO3， CaCO3会覆盖在CaO表面，减少了CO2与CaO的接触面积，从而失效；(5) 模拟铝制品表面“钝化” 处理，则电极铝是阳极，与电源的正极相连，则C为阴极，与电源的负极相连，所以a物质是氧气， b物质是甲醇，负极的电极反应式为：CH3OH-6e-+8OH-CO32-+6H2O。铝为阳极，会发生氧化反应，表面形成氧化膜，必须有水参加，所以电极反应式为：2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+。4页岩气中含有较多的乙烷，可将其转化为更有工业价值的乙烯。（1） 二氧化碳氧化乙烷制乙烯。将C2H6和CO

16、2按物质的量之比为11通入反应器中，发生如下反应： C2H6(g) C2H4(g) + H2(g) H1+136.4 kJmol 1 CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) H2+41.2 kJmol 1 C2H6(g) +CO2(g) C2H4(g) +CO(g) +H2O(g) H3用H1、H2计算H3_kJmol1。反应：C2H6(g) 2C(s)+3H2(g)为积碳反应，生成的碳附着在催化剂表面， 降低催化剂的活性，适当通入过量 CO2 可以有效缓解积碳，结合方程式解释其原因：_。二氧化碳氧化乙烷制乙烯的研究热点之一是选择催化剂，相同反应时间，不同温度、不同催化剂的

17、数据如下表（均未达到平衡状态）：（注）C2H4 选择性：转化的乙烷中生成乙烯的百分比。CO 选择性：转化的 CO2 中生成 CO 的百分比。对比和，该反应应该选择的催化剂为_，理由是_。实验条件下，铬盐作催化剂时，随温度升高，C2H6 的转化率升高，但 C2H4 的选择性降低，原因是_。（2） 利用质子传导型固体氧化物电解池将乙烷转化为乙烯，示意图如图：电极 a 与电源的_极相连。电极 b 的电极反应式是 _。【答案】+177.6 增大CO2的量，发生反应C+CO2 2CO，消耗C；增大CO2的量，反应正向进行程度增加，降低了C2H6的浓度，反应进行的程度减小 铬盐 相同温度下，铬盐作催化剂时

18、C2H6的转化率和C2H4的选择性均较高 温度升高，反应、的化学反应速率均增大，反应增大的更多 正极 CO2 +2e+2H+=CO+H2O 【解析】【分析】【详解】（1）已知：C2H6(g) C2H4(g) + H2(g) H1+136.4 kJmol 1 CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) H2+41.2 kJmol 1 C2H6(g) +CO2(g) C2H4(g) +CO(g) +H2O(g) H3由盖斯定律可知，反应+反应得反应，则H3H1+H2=（+136.4 kJmol 1）+（+41.2 kJmol 1）=+177.6 kJmol 1，故答案为：+177.

19、6；增大二氧化碳的量，可以有效缓解积碳的原因是，二氧化碳能与碳在加热条件下反应生成一氧化碳，消耗积碳，反应的化学方程式为C+CO2 2CO；增大二氧化碳的量，反应向正正反应方向移动，降低了体系中C2H6的浓度，使反应向逆反应方向移动，减少积碳的生成，故答案为：增大CO2的量，发生反应C+CO2 2CO，消耗C；增大CO2的量，反应正向进行程度增加，降低了C2H6的浓度，反应进行的程度减小；由表格数据可知，相同温度下，铬盐作催化剂时，C2H6的转化率和C2H4的选择性均较高，则对比和，该反应应该选择的催化剂为铬盐；升高温度，反应、的化学反应速率均增大，反应的化学反应速率增大的幅度更大，导致C2H

20、6 的转化率升高，C2H4的选择性降低，故答案为：温度升高，反应、的化学反应速率均增大，反应增大的更多；（2）电解池中，阳离子向阴极移动，由图给氢离子的移动方向可知，电极 a为阳极，与电源正极相连，故答案为：正；电解池中，阳离子向阴极移动，由图给氢离子的移动方向可知，电极b为阴极，在氢离子作用下，二氧化碳在阴极上得电子发生还原反应生成一氧化碳和水，电极反应式为CO2 +2e+2H+=CO+H2O。5（1）乙基叔丁基醚(以ETBE表示)是一种性能优良的高辛烷值汽油调和剂。用乙醇与异丁烯(以IB表示)在催化剂HZSM5催化下合成ETBE，反应的化学方程式为：C2H5OH(g)+IB(g)ETBE(

21、g) H。回答下列问题：反应物被催化剂HZSM5吸附的顺序与反应历程的关系如图所示，该反应的H=_kJmol-1。反应历程的最优途径是_(填C1、C2或C3)。（2）一定条件下，用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化剂对燃煤烟气回收。反应为2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l) H=-270kJmol-1其他条件相同、催化剂不同，SO2的转化率随反应温度的变化如图1，Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，不考虑催化剂价格因素，选择Fe2O3的主要优点是：_。某科研小组用Fe2O3作催化剂。在380时，分别研究了n(CO)n(SO2)为11、31时SO2转化率的变化

22、情况(图2)。则图2中表示n(CO)n(SO2)=31的变化曲线为_。（3）已知NO2存在如下平衡：2NO2(g)N2O4(g) H0，在一定条件下NO2与N2O4的消耗速率与各自的分压(分压=总压物质的量分数)有如下关系：v(NO2)=k1p2(NO2)，v(N2O4)=k2p(N2O4)，相应的速率与其分压关系如图所示。一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp(压力平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算)间的关系是k1=_；在图标出点中，指出能表示反应达到平衡状态的点是_，理由是_。（4）二氧化硫的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应O2(g)+2SO2(g)2SO3(g)。已知：标准平衡常数K=

23、，其中p为标准压强(1105Pa)，p(SO3)、p(O2)和p(SO2)为各组分的平衡分压，如p(SO3)=x(SO3)p，p为平衡总压，x(SO3)为平衡系统中SO3的物质的量分数。SO2和O2起始物质的量之比为2：1，反应在恒定温度和标准压强下进行，SO3的平衡产率为，则K=_(用含的最简式表示)。【答案】-4a C3 Fe2O3作催化剂时，在相对较低的温度可获得较高的SO2转化率，从而节约能源 a k1=2k2KP BD 达到平衡时，N2O4与NO2的消耗速率满足条件v(NO2)=2v(N2O4) 【解析】【分析】（1）由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，由图给数据可计

24、算H；活化能的大小可以反映化学反应发生的难易程度，活化能越小，反应越容易进行；（2）Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度可获得较高SO2的转化率，从而节约大量能源；n（CO）：n（SO2）=2：1时反应速率界于n（CO）：n（SO2）=3：1和n（CO）：n（SO2）=1：1之间，反应速率介于二者之间，且二氧化硫的转化率和n（CO）：n（SO2）=3：1是相等的；（3）当反应达到平衡时，正逆反应速率相等，NO2与N2O4的消耗速率的关系为v（NO2）=2v（N2O4），则k1p2（NO2）=2k2p（N2O4）；满足平衡条件v（NO2）=2v（N2O4）即为平衡点，B、D点的压强之比等于其反应

25、速率之比为1：2；（4）设SO2和O2起始物质的量为2mol和1mol，由SO3的平衡产率为可知，平衡时SO3的物质的量为2，由题意建立三段式计算可得。【详解】（1）由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，则该反应的H=（51）akJ/mol=4 akJ/mol；活化能的大小可以反映化学反应发生的难易程度，过渡态1和2的活化能都为6akJ/mol，过渡态3的活化能为4akJ/mol，活化能越小，反应越容易进行，过渡态3的活化能最小，反应历程最优，故答案为：-4a；C3；（2）根据图示内容，对比260时不同催化剂作用下SO2的转化率，可以看出Cr2O3作催化剂时，反应速率最快，Fe2

26、O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，但是Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度可获得较高SO2的转化率，从而节约大量能源，故答案为：Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度可获得较高SO2的转化率，从而节约大量能源；n（CO）：n（SO2）=2：1时反应速率界于n（CO）：n（SO2）=3：1和n（CO）：n（SO2）=1：1之间，反应速率介于二者之间，且二氧化硫的转化率和n（CO）：n（SO2）=3：1是相等的，Fe2O3作催化剂时，曲线a符合，故答案为：a；（3）反应的化学平衡常数Kp=，当反应达到平衡时，正逆反应速率相等，NO2与N2O4的消耗速率的关系为v（NO2）=2v（N2

27、O4），则k1p2（NO2）=2k2p（N2O4），k1=2k2KP；满足平衡条件v（NO2）=2v（N2O4）即为平衡点，B、D点的压强之比等于其反应速率之比为1：2，所以B、D为平衡点，故答案为：2k2KP；BD；（4）设SO2和O2起始物质的量为2mol和1mol，由SO3的平衡产率为可知，平衡时SO3的物质的量为2，由题意建立如下三段式：由三段式可得p(SO3)、p(O2)和p(SO2)分别为p、p、p，则标准平衡常数K=，故答案为：。【点睛】由平衡分压等于平衡总压和物质的量分数之积和K=可知K=是解答关键，也是难点。6水煤气变换CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)是重要的

28、化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：（1）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用标注。该历程中决速步骤的化学方程式为_（方程式两边若有相同物料不用约简）。水煤气变换反应的热化学方程式为_。（2）t1时，密闭容器中，通入一定量的CO和H2O，发生水煤气变换反应，容器中各物质浓度(单位：molL-1)变化如下表所示：时间(min)COH2OCO2H200.2000.3000020.1380.2380.0620.0623c1c2c3c34c1c2c3c350.1160.2160.08

29、460.0960.2660.104一定处于平衡状态的时间段为_。56min时间段内，平衡移动方向为_(填“向左移动”或“向右移动”)，根据表中数据判断，平衡移动的原因是_(填字母编号)。a.增加了H2O(g)的量 b.增加氢气浓度 c.使用催化剂 d.降低温度t2时(t2t1)，在相同条件下发生上述反应，达平衡时，CO浓度_c1(填“”“”或“=”)。（3）已知反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数随温度变化情况如图所示：该反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。若T1时水煤气变换反应的平衡常数等于0.5，则T1时FeO(s)+H2(g)Fe(s)+H2O(g)的平衡常数

30、为_。（4）水煤气可做燃料电池的燃料。一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。电极A上H2参与的电极反应为_。假设催化炉产生的CO与H2物质的量之比为12。电极A处产生的CO2有部分参与循环利用，其利用率为_。【答案】COOH+H+H2O=COOH+2H+OH CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H=-0.72NAeV/mol 3min4min 向右移动 a 吸热 1 H2+CO32-2e-=H2O+CO2 75% 【解析】【分析】【详解】(1)起始状态反应物的相对能量为0，最终状态生成物的相对能量为-0.72eV，反应物的能量高于生成物的能量，水煤气变换反应为放热反应，即H小于0。该历程中两次能垒分别为1.59eV-(-0.32eV)=1.91eV，1.86eV-(-0.16eV)=2.02eV，最大