【新教材】高考化學二輪復習：主觀題綜合訓練 化學反應原理 含答案

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1、新教材適用高考化學化學反應原理【主觀題綜合訓練】化學反應原理1(2016江西三校聯(lián)考)工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產，流程如下圖所示。(1) 工業(yè)生產時，制取氫氣的一個反應為CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，T 時，往1 L密閉容器中充入0.2 mol CO和0.3 mol水蒸氣。反應建立平衡后，體系中c(H2)=0.12 molL-1。該溫度下此反應的平衡常數(shù)K=。(2) 合成塔中發(fā)生反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H”、“”或“=”)573 K。T/ T1300T2K1.001072.451051.88103(3) N2和H2以鐵作催化劑從145 就開始反應，

2、不同溫度下NH3的產率如右圖所示。溫度高于900 時，NH3產率下降的原因是 。(4) 硝酸廠的尾氣直接排放將污染空氣，目前科學家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮氧化物還原為氮氣和水，其反應機理如下：CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-574 kJ mol-1CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-1 160 kJ mol-1則甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學方程式為 。(5) 氨氣在純氧中燃燒，生成一種單質和水。科學家利用此原理，設計成氨氣-氧氣燃料電池，則在堿性條件下通入氨氣的電極發(fā)生的電極反應式為 。2(2015咸

3、陽模擬)硫酸鹽主要來自地層礦物質，多以硫酸鈣、硫酸鎂的形態(tài)存在。(1) 已知：Na2SO4(s)Na2S(s)+2O2(g)H1=+1 011.0 kJ mol-1C(s)+O2(g)CO2(g)H2=-393.5 kJ mol-12C(s)+O2(g)2CO(g)H3=-221.0 kJ mol-1則反應Na2SO4(s)+4C(s)Na2S(s)+4CO(g)H4=kJ mo，該反應能自發(fā)進行的原因是；工業(yè)上制備Na2S不用反應，而用反應的理由是 。(2) 已知不同溫度下2SO2+O22SO3的平衡常數(shù)見下表。溫度/527758927平衡常數(shù)7841.00.041 233 時，CaSO4熱

4、解所得氣體的主要成分是SO2和O2，而不是SO3的原因是。(3) 高溫時，用CO還原MgSO4可制備高純MgO。750 時，測得氣體中含等物質的量SO2和SO3，此時反應的化學方程式是 。將上述反應獲得的SO2通入含PtC的酸性溶液，可還原出Pt，則反應的離子方程式是 。由MgO可制成“鎂-次氯酸鹽”燃料電池，其裝置示意圖如右圖，則正極的電極反應式為。3(2015保定二模)氫在地球上主要以化合態(tài)的形式存在，是宇宙中分布最廣泛的物質，它構成了宇宙質量的75%，屬于二次能源。工業(yè)上生產氫的方式很多，常見的有電解水制氫、煤炭氣化制氫、重油及天然氣水蒸氣催化制氫等。氫氣是一種理想的綠色能源，圖1為氫能

5、產生和利用的途徑。圖1圖2圖3(1) 圖1的四個過程中能量轉化形式有(填字母)。A. 2種B. 3種C. 4種D. 4種以上(2) 電解過程要消耗大量的電能，而使用微生物作催化劑在陽光下也能分解水。2H2O(l)2H2(g)+O2(g)H12H2O(l)2H2(g)+O2(g)H2以上反應的H1(填“”或“=”)H2。(3) 已知H2O(l)H2O(g)H=+44 kJmol-1，依據圖2能量變化寫出氫氣燃燒生產液態(tài)水的熱化學方程式：。(4) 氫能利用需要選擇合適的儲氫材料。NaBH4是一種重要的儲氫載體，能與水反應生成NaBO2，且反應前后B的化合價不變，該反應的化學方程式為。鑭鎳合金在一定

6、條件下可吸收氫氣生成氫化物：LaNi3(s)+3H2(g)LaNi3H6(s)H0，欲使LaNi3H6(s)釋放出氣態(tài)氫，根據平衡移動的原理，可改變的條件之一是。一定條件下，如圖3所示裝置可實現(xiàn)有機物的電化學儲氫，使C7H8轉化為C7H14，則電解過程中產生的氣體X為，電極A上發(fā)生的電極反應式為 。4(2015江西模擬)鐵元素是重要的金屬元素，單質鐵在工業(yè)和生活中應用廣泛。鐵還有很多重要的化合物及其化學反應，如鐵與水的反應：3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)H(1) 上述反應的平衡常數(shù)表達式為。(2) 已知：3Fe(s)+2O2(g)Fe3O4(s)H1=-1 118.

7、4 kJ mol-12H2(g)+O2(g)2H2O(g)H2=-483.8 kJ mol-12H2(g)+O2(g)2H2O(l)H3=-571.8 kJ mol-1則H=。(3) 已知在T 時，該反應的平衡常數(shù)K=16，在2 L恒溫恒容密閉容器甲和乙中，分別按下表所示加入物質，經過一段時間后達到平衡。FeH2O(g)Fe3O4H2甲/mol1.01.01.01.0乙/mol1.01.51.01.0容器甲中H2O的平衡轉化率為(結果保留一位小數(shù))。下列說法正確的是(填字母)。A. 若容器壓強恒定，則反應達到平衡狀態(tài)B. 若容器內氣體密度恒定，則反應達到平衡狀態(tài)C. 甲容器中H2O的平衡轉化率

8、大于乙容器中H2O的平衡轉化率D. 增加Fe3O4就能提高H2O的轉化率(4) 在三個2 L恒容絕熱(不與外界交換能量)的裝置中加入起始物質，起始時與平衡后的各物質的量見下表。FeH2O(g)Fe3O4H2起始/mol3.04.000平衡/molmnpq若向上述平衡后的裝置中分別繼續(xù)按A、B、C三種情況加入物質，見下表：FeH2O(g)Fe3O4H2A/mol3.04.000B/mol001.04.0C/molmnpq當上述可逆反應再一次達到平衡狀態(tài)后，將上述各裝置中H2的百分含量按由大到小的順序排列：(用A、B、C表示)。(5) 已知常溫下Fe(OH)3的Ksp=4.010-39，將某FeC

9、l3溶液的pH調為3，此時溶液中c(Fe3+)=(結果保留2位有效數(shù)字)molL-1。5(2015太原模擬)為治理環(huán)境，減少霧霾，應采取措施減少二氧化硫、氮氧化物(NOx)和CO2的排放量。. 處理NOx的一種方法是利用甲烷催化還原NOx。CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)H1=-574 kJ mol-1CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H2=-586.7 kJ mol-1圖1圖2圖3(1) 若用4.48 L CH4還原NO生成N2，則放出的熱量為kJ。(氣體體積已折算為標準狀況下)(2) NOx可用強堿溶液吸收產生硝酸鹽。

10、在酸性條件下，F(xiàn)eSO4溶液能將N還原為NO，NO能與多余的FeSO4溶液作用生成棕色物質，這是檢驗N的特征反應。寫出該過程中產生NO的離子方程式：。(3) 用電化學處理含N的廢水，電解的原理如圖1所示，則電解時陰極的電極反應式為；當電路中轉移20 mol電子時，交換膜左側溶液質量減少g。. 利用I2O5消除CO污染的反應為5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)。不同溫度下，向裝有足量I2O5固體的2 L恒容密閉容器中通入4 mol CO，測得CO2的體積分數(shù)()隨時間(t)變化曲線如圖2所示。(4) T1時，該反應的化學平衡常數(shù)的數(shù)值為。(5) 下列說法不正確的是(填字母)。

11、A. 容器內氣體密度不變，表明反應達到平衡狀態(tài)B. 兩種溫度下，c點時體系中混合氣體的壓強相等C. d點時，在原容器中充入一定量氦氣，CO的轉化率不變D. b點和d點時化學平衡常數(shù)的大小關系：KbKd. 以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4 為催化劑，可以將CO2和CH4通過反應CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g)H”、“”、“=”或“”)v逆。(3) 全釩液流儲能電池是利用不同價態(tài)離子的氧化還原反應來實現(xiàn)化學能和電能相互轉化的裝置，其原理如下圖所示。當左槽溶液逐漸由黃變藍，其電極反應式為 。充電過程中，右槽溶液顏色變化是。若用甲醇燃料電池作為電源對其充電時，若消耗甲醇4.8 g時，電

12、路中轉移的電量為(法拉第常數(shù)F=9.65l04 C mol-1)?！局饔^題綜合訓練答案】化學反應原理1(1) 1(2) (3) 溫度高于900 時，平衡向左移動(4) CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-867 kJ mol-1(5) 2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O【解析】 (1) CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+H2(g)初始/molL-1：0.20.300變化/molL-1：0.120.120.120.12平衡/molL-1：0.080.180.120.12則K=1。(2) 對于放熱反應，溫度升高，化學平衡逆向移動，導致平衡常數(shù)減小，

13、所以T10一氧化碳能保護硫化鈉不被氧化(2) 1 233 時，平衡常數(shù)遠遠小于1，氣體主要以二氧化硫和氧氣的形式存在(3)CO+2MgSO42MgO+CO2+SO2+SO3PtC+SO2+2H2OS+4H+4Cl-+PtClO-+2e-+H2OCl-+2OH-【解析】 (1) 依據蓋斯定律計算2+得到反應的熱化學方程式：Na2SO4(s)+4C(s)Na2S(s)+4CO(g)H4=+569.0 kJmol-1；該反應能自發(fā)進行的原因是焓變H0、S0，高溫下滿足H-TS0，反應自發(fā)進行；工業(yè)上制備Na2S不用反應，因為分解后生成的硫化鈉易被氧氣氧化，而用反應Na2SO4(s)+4C(s)Na2

14、S(s)+4CO(g)，在一氧化碳環(huán)境中避免了硫化鈉被氧化。(2) 依據圖表數(shù)據可知，平衡常數(shù)隨溫度升高而減小，說明反應是放熱反應，升溫平衡逆向移動，1 233 時，平衡常數(shù)遠遠小于1，氣體主要以二氧化硫和氧氣的形式存在。(3) 用CO還原MgSO4可得到MgO、CO2、SO2和SO3，方程式為CO+2MgSO42MgO+CO2+SO2+SO3。SO2通入含PtC的酸性溶液，可還原出Pt，二氧化硫被氧化為硫酸，反應的離子方程式為PtC+SO2+2H2OS+4H+4Cl-+Pt。由圖可知鎂-次氯酸鹽”燃料電池中Mg與ClO-、H2O反應生成Cl-與Mg(OH)2，該電池反應的總反應為Mg+ClO

15、-+H2OCl-+Mg(OH)2，正極是ClO-得到電子發(fā)生還原反應，電極反應式為ClO-+2e-+H2OCl-+2OH-。3(1) D(2) =(3) 2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJ mol-1(4) NaBH4+2H2ONaBO2+4H2升高溫度(或降低壓強)O2C7H8+6H+6e-C7H14【解析】 (1) 由圖1中4個過程可知，能量轉化形式有太陽能轉化成電能，電能與化學能之間的轉化，化學能轉化成熱能、光能等，所以4個過程中能量轉化形式有4種以上。(2) 因為焓變只與反應物和生成物的狀態(tài)及其系數(shù)有關，2H2O(l)2H2(g)+O2(g)H1 2H2O(l

16、)2H2(g)+O2(g)H2反應物、生成物完全相同，所以H1=H2。(3) 由圖像可知H2(g)+O2(g)H2O(g)H=683.8 kJmol-1-925.6 kJmol-1=-241.8 kJ mol-1，已知H2O(l)H2O(g)H=+44 kJ mol-1，利用蓋斯定律將2-2可得2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJ mol-1。(4) NaBH4與水發(fā)生氧化還原反應生成NaBO2和H2，化學方程式為NaBH4+2H2ONaBO2+4H2。欲使LaNi3H6 (s)釋放出氣態(tài)氫，則平衡逆向移動，由LaNi3(s)+3H2(g)LaNi3H6(s)HCA(5

17、) 4.010-6【解析】 (1) 3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)的平衡常數(shù)K=。(2) 3Fe(s)+2O2(g)Fe3O4(s)H1=-1 118.4 kJ mol-12H2(g)+O2(g)2H2O(g)H2=-483.8 kJ mol-12H2(g)+O2(g)2H2O(l)H3=-571.8 kJ mol-1依據蓋斯定律-2得到3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)H=-150.8 kJmol-1。(3) 設甲容器中達到平衡時轉化的水的物質的量為x mol，3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)起始量/mol：1.0

18、1.01.01.0轉化量/mol：xx平衡量/mol：1.0-x1.0+x則K=16，所以x=，則甲容器中H2O的平衡轉化率為100%=33.3%。該反應為氣體體積不變的反應，所以容器內壓強始終不變，不能用壓強判斷平衡狀態(tài)，A錯；水蒸氣的密度與氫氣的密度不同，所以當容器內的密度不變時，即是平衡狀態(tài)，B正確； 設乙中水轉化了x mol，則=K=16，則x=0.667，所以乙中水的轉化率為100%=44.4%，大于甲中水的轉化率，C錯；增加固體的量平衡不移動，所以水的轉化率不變，D錯。(4) 由于反應前后氣體體積相等，所以C條件下，平衡不移動，氫氣的體積分數(shù)與平衡時相同；A狀況下，反應正向進行生成

19、氫氣，反應放出熱量使容器溫度升高，抑制反應繼續(xù)生成氫氣，故氫氣體積分數(shù)較低；B狀況下，反應逆向進行生成Fe和水，是吸熱過程，使容器溫度降低，抑制反應繼續(xù)消耗氫氣，所以氫氣的體積分數(shù)較高。故H2的百分含量按由大到小的順序排列：BCA。(5) 已知Fe(OH)3的Ksp=4.010-39，而某FeCl3溶液的pH為3，即c(H+)=10-3 molL-1，則c(OH-)=10-11 molL-1，所以c(Fe3+)=4.010-6。5(1) 119.88(2) 3Fe2+N+4H+3Fe3+NO+2H2O(3) 2N+12H+10e-N2+6H2O180(4) 1 024(5) BD(6) 溫度超

20、過250 時，催化劑的催化效率降低250 時，催化劑的催化效果最好，升高溫度耗費較高的能量，并且低溫條件有利于平衡向著正反應方向移動【解析】 (1) 由蓋斯定律2-得到CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-599.4 kJmol-1，若用4.48 L即0.2 mol CH4還原NO生成N2，則放出的熱量為599.4 kJmol-10.2 mol=119.88 kJ。(2) 酸性條件下，亞鐵離子和硝酸根離子反應生成鐵離子、一氧化氮和水，離子方程式為3Fe2+N+4H+3Fe3+NO+2H2O。(3) 根據圖像知，硝酸根離子得電子發(fā)生還原反應，則Ag-Pt作陰極

21、，陰極上電極反應式為2N+12H+10e-N2+6H2O，Pt電極為陽極，陽極反應為2H2O-4e-O2+4H+，當轉移20 mol電子時，陽極消耗10 mol水，產生20 mol H+進入陰極室，交換膜左側溶液質量減少180 g。(4) 5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)起始量/mol： 40轉化量/mol： yyb點量/mol： 4-yy根據b點時CO2的體積分數(shù)(CO2)=0.80，得y=3.2 mol，c(CO)=0.4 molL-1，c(CO2)=1.6 molL-1，T1時化學平衡常數(shù)K=1 024。(5) 因為條件為恒容，而反應前后氣體質量變化，所以容器內氣體

22、密度不變時，表明反應達到平衡狀態(tài)，A正確；c點為交點，氣體物質的量分別相等，但兩種溫度下，體系中混合氣體的壓強不等，B錯；反應前后氣體體積不變，充入一定量氦氣，平衡不移動，CO的轉化率不變，C正確；b點比d點時生成物CO2的體積分數(shù)大，說明反應進行的程度大，則化學平衡常數(shù)：KbKd，D錯誤。(6) 溫度超過250 時，催化劑的催化效率降低，所以溫度升高而乙酸的生成速率降低。工業(yè)生產中該反應的溫度常選擇250 ，不選擇400 ，從綜合經濟效益考慮，是因為250 時，催化劑的催化效果最好，升高溫度耗費較高的能量，并且低溫條件有利于平衡向著正反應方向移動。6(1) 2NH3+CO2NH2COONH4

23、(2) BD(3) 減小(4) c(CNO-)c(N)c(H+)c(OH-)(5) CO(NH2)2-6e-+8OH-C+N2+6H2O0.2【解析】 (1) 該過程實際上分兩步進行，第一步產生氨基甲酸銨，反應方程式為2NH3+CO2NH2COONH4。(2) 從圖像中可知060 min二氧化碳的轉化率始終增大，到60 min后保持不變，說明該反應達到平衡狀態(tài)，A正確；設氨氣的物質的量為4 mol，則二氧化碳的物質的量為1 mol，平衡時消耗的二氧化碳為1mol60%=0.6mol，2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O初始量/ mol：4100轉化量/mol：1.20.6則氨氣的轉化率=1

24、00%=30%，B錯誤；反應達到平衡后再增加氨氣的用量可以使平衡進一步向正反應方向移動，二氧化碳轉化率提高，C正確；N點反應達到平衡，N點的正反應速率v正(CO2)等于N點的逆反應速率v逆(CO2)，M點時生成物的濃度低于N點，所以M點的逆反應速率v逆(CO2)小于N點的逆反應速率v逆(CO2)，也就是小于N點的正反應速率v正(CO2)，D錯。(3) 題給H=-536.1 kJmol-1，所以升高溫度，平衡常數(shù)K減小。(4) 25 NH3H2O的電離常數(shù)為1.710-5，氰酸HCNO的電離常數(shù)為3.310-4，所以氰酸銨水溶液中銨根離子的水解程度大于氰酸根離子的水解程度，溶液呈酸性，所以離子濃

25、度大小順序為c(CNO-)c(N)c(H+)c(OH-)。(5) 尿素CO(NH2)2中的氮由-3價到0價，發(fā)生氧化反應，所以a為陽極，電極反應式為CO(NH2)2-6e-+8OH-C+N2+6H2O；根據關系式：CO(NH2)26e-3H2，所以尿素的質量為 g=0.2 g。7(1) CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l)H=-442.8 kJ mol-1(2) 0.08 molL-1min-1(3) V+2H+e-VO2+H2O由綠色變?yōu)樽仙?.685104 C【解析】 (1) 由蓋斯定律計算，(-4)得到甲醇不完全燃燒生成CO和液態(tài)水的熱化學反應方程式為CH3OH(l)+

26、O2(g)CO(g)+2H2O(l)H=-442.8 kJ mol-1。(2) 在一定溫度下，向2 L密閉容器中充入1 mol CO和2 mol H2，發(fā)生上述反應，5 min反應達平衡，此時CO的轉化率為80%，則CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)起始量/molL-1：0.510變化量/molL-1：0.40.80.4平衡量/molL-1：0.10.20.4前5 min內甲醇的平均反應速率=0.08 molL-1min-1；已知該反應在低溫下能自發(fā)進行，H-TS0，反應S0，則H0。K=100。某時刻向該平衡體系中加入CO、H2、CH3OH各0.2 mol后，濃度商Q=v逆。(3) 當左槽溶液逐漸由黃變藍，其電極反應式為V+2H+e-VO2+H2O，說明此時為原電池，且為原電池的正極。充電過程中，右槽連接的是電源負極，為電解池的陰極，電極反應式為V3+e-V2+，V3+為綠色，V2+為紫色，故可以看到右槽溶液顏色逐漸由綠色變?yōu)樽仙?。若用甲醇燃料電池作為電源對其充電時，若消耗甲醇4.8 g時，物質的量為0.15 mol，電極反應為CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O，電子轉移0.15 mol6=0.9 mol，電路中轉移的電量=9.65104C mol-1 0.9 mol=8.685104 C。