2018年高考化学拿分专题最后一击：化学反应原理综合题(无答案)

化学反应原理综合题

1.CO、SO2是常见的大气污染物，应用化学原理变废为宝，意义重大。

(1)CO与SO2用铝矾土作催化剂、475 ℃条件下反应生成CO2和硫蒸气，该反应可用于从烟道气中回收硫，反应过程中各组分的物质的量与反应时间的关系如图所示，该反应的化学方程式为___________________。

(2)利用CO可以合成新能源物质——甲醇。其原理为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH。在压强分别为p1、p2，体积均为V L的两个容器中充入a mol CO、2a mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡时转化率与温度、压强的关系有下表数据：

℃ΔH________0，p1________p2。(填“>”“<”或“＝”)

℃压强为p2，温度为300 ℃时，该反应的平衡常数K＝________。

℃压强为p1，温度为100 ℃时，达到平衡后，继续向其中通入0.5a mol CO、a mol H2、0.5a mol CH3OH，则平衡时CH3OH的体积分数________(填“增大”“减小”或“不变”)。

℃下列说法正确的是________。

a．当n(CO)℃n(H2)℃n(CH3OH)＝1℃2℃1时，可逆反应达到平衡状态

b．平衡后向体积为V L的容器内继续充入He，平衡不移动

c．使用新型催化剂，可提高CO的平衡转化率

(3)MnO2悬浊液、NaOH溶液都是SO2气体常用的吸收剂。

℃已知MnO2＋SO2===MnSO4，吸收SO2的装置如图所示。反应过程中，为使SO2尽可能转化完全，可采取的合理措施有_________________、___________________。

℃将标准状况下 4.48 L SO2气体缓缓通入100 mL 3 mol·L－1NaOH溶液中，充分反应后c(Na＋)＝______________________(填几种粒子浓度之和)。

℃取℃中所得溶液10 mL，加水稀释成1 L，向其中加入CaCl2固体至有沉淀CaSO3(K sp＝3.1×10－7)生成，则所加CaCl2固体的质量为________mg。

2.氨是一种重要的化工原料，工业合成氨对农业、化工和国防意义重大。回答下列有关问题：

(1)NH3在纯氧中燃烧发生置换反应，该反应的化学方程式为_________________，若反应过程中转移0.3 mol电子，则得到标准状况下氧化产物的体积为________L。

(2)随着机动车数量的增加，大气污染物中氮的氧化物逐渐增多。利用氨的还原性可治理氮氧化物的污染。已知下列热化学方程式：℃N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH1＝a kJ·mol－1℃4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(l)ΔH2＝b kJ·mol－1，则4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)===4N2(g)＋6H2O(l)ΔH3＝________kJ·mol－1。(用含字母的代数式表示)

(3)氨的水溶液的溶质为一水合氨(NH3·H2O)，一水合氨和联氨(H2N—NH2)均为重要的碱，其电离常数如下表：

℃联氨的二级电离方程式为________________________________________。

℃常温下，浓度均为0.1 mol·L－1的NH3·H2O和H2N—NH2溶液，pH较大的是_______(写化学式)。

℃常温下，0.1 mol·L－1的氯化铵溶液中c(H＋)＝________mol·L－1。

(4)工业生产中可用天然气来制备合成氨的原料气H2，反应的化学方程式：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。某科研小组在2 L密闭容器中模拟该工业生产，一定温度下测得如下部分数据：

℃前5 min，平均反应速率v(CO)＝____mol·L－1·min－1。

℃该温度下的平衡常数K＝________(保留3位小数)。

℃第7～10 min，在反应体系中充入了一定量的H2，平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动，第10 min________(填“是”或“否”)达到新的平衡状态。

3.对温室气体二氧化碳的研究一直是科技界关注的重点。

I．在催化剂存在下用H2还原CO2是解决温室效应的重要手段之一，相关反应如下：主反应：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ℃H1℃，副反应：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ℃H2=+41.2kJ/mol，已知H2和CH4的燃烧热分别为-285.5kJ·mol-1和-890.0kJ·mol-1，H2O(l)=H2O(g) ℃H=＋44 kJ·mol-1

（1）℃H1=______kJ·mo l-1。

（2）有利于提高CH4平衡产率的反应条件是（至少写两条）_________。工业上提高甲烷反应选择性的关键因素是_____________。

（3）T℃时，若在体积恒为2L的密闭容器中同时发生上述反应，将物质的量之和为5mol的H2和CO2以不同的投料比进行反应，结果如图所示。若a、b表示反应物的转化率，则表示H2转化率的是______，c、d分别表示CH4(g)和CO(g)的体积分数，由图可知=______时，甲烷产率最高。若该条件下CO的产率趋于0，则T℃时℃的平衡

常数K=________。

II.溶于海水的CO295%以HCO3-形式存在。在海洋中，通过如下左图钙化作用实现碳自净。

（4）写出写出钙化作用的离子方程式____________。

（5）电解完成后，a室的pH值______（“变大”、“变小”或“几乎不变”)；其间b室发生反应的离子方程式为____________。

3.减少氮的氧化物和碳的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。。

（1）己知：N2 (g) +O2 (g) =2NO (g)℃H=+180.5kJ·mol-1，C (s) +O2 (g) =CO2 (g)℃H=-393.5 kJ·mol-1，2C (s) +O2(g) =2CO (g)℃H=-221 kJ·mol-1，若某反应的平衡常数表达式为：，请写出此反应的热化学方程式

___________________。

（2）用CH4催化还原NO x可以消除污染，若将反应CH4+2NO2=CO2+2H2O+N2设计为原电池，电池内部是掺杂氧化钇的氧化锆晶体，可以传导O2-，则电池的正极反应式为_______。

（3）利用H2和CO2在一定条件下可以合成乙烯：6H2(g)+2CO2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g)己知不同温度对CO2的转化率及催化剂的效率影响如图所示，下列有关说法不正确的是____（填序号）。

℃不同条件下反应，N点的速率最大

℃M点时平衡常数比N点时平衡常数大

℃温度低于250℃时，随温度升高乙烯的产率增大

℃实际反应应尽可能在较低的温度下进行，以提高CO2的转化率

（4）在密闭容器中充入5mol CO和4mol NO，发生上述（1）中某反应，如图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。回答下列问题：

℃温度：T1______ T2（填“<”或“>”）。

℃某温度下，若反应进行到10分钟达到平衡状态D点时，容器的体积为2L，则此时的平衡常数K=______（结果精确到两位小数）；用CO的浓度变化表示的平均反应速率V(CO)=________。

℃若在D虑对反应容器升温的同时扩大体积至体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中A～G点中的_______点。

5.钒的化合物常用于制作催化剂和新型电池。回答下列问题：

（1）金属钒可由铝热反应制得。已知25℃、101 kPa时，4A1(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) ℃H1=a kJ·mol-1，4V(s) +5O2 (g)=2V2O5(s) ℃H2=b kJ·mol-1，则用铝热反应冶炼金属V(s)的热化学方程式为_____________________。

（2）V2O5为橙黄至砖红色固体，无味、有毒，微溶于水，是许多有机和无机反应的催化剂。下图表示的是25℃时，部分含钒微粒的存在形式、浓度和存在的pH范围(其余可溶性微粒均未标出），图中“”表示含钒微粒的浓度，虚线表示或pH的范围尚未准确确定。

℃V2O5溶于足量2mol ? L-1NaOH溶液中，发生反应的离子方程式为_________________，向反应后的溶液中，滴加硫酸溶液至过量(pH<1)的过程中，开始溶液保持澄淸，滴加一段时间后，观察到有橙黄色沉淀产生，继续滴加硫酸溶液，沉淀又消失。则沉淀消失过程中发生反应的化学方程式为______。

℃上述滴加硫酸溶液的过程中，先后发生如下反应：

则“X所示区域溶液中的离子”不可能是___________(填序号)；

A．V3O93-B．V4O103-c．V4O124-

（3）V2O5是反应2SO2+O22SO3的催化剂。其他条件不变，加入V2O5后，该反应的速率加快的原因是_______________；恒温恒压下，加人V2O5，该反应的平衡常数________________ (填“增大”、“减小”或“不变”)；（4）下图所示为可充电的全钒液流电池构造示意图，该电池中的隔膜只允许H+通过。电池放电时，负极区溶液的pH将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)，电池充电时，阳极的电极反应式为___。

6.二氧化碳是常见的温室气体，其回收利用是环保领域研究的热点课题。回答下列问题：

（1）Li4SiO4可用于富集CO2，原理是在500℃ ，低浓度CO2与Li4SiO4接触后反应生成两种锂盐；平衡后加热至700℃，反应逆向进行，放出高浓度CO2，Li4SiO4再生，700℃时反应的化学方程式为________。

（2）CO2加氢合成低碳烯烃的技术在节能减排等方面具有重要意义。以合成C2H4为例，该转化分为两步进行：第一步：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)+H2O(g) ℃H=+41.3kJ·mol-1，第二步，2COg(g)＋4H2(g)=C2H4(g)+ 2H2O(g) ℃H=-210.5kJ·mol-1

℃CO2氢合成乙烯的热化学方程式为_________。

℃－定条件下的密闭容器中，总反应达到平衡，要提高CO2的转化率。可以采取的措施是___（填字母）。

A．减小压强B．增大H2的浓度C．加入适当催化剂D．分离出H2O(g)

（3）由CO2和H2合成CH3OH 的反应如下：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ℃H，在10L的恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2，在不同条件下发生上述反应，测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示。

℃上述反应的℃H______（填“> “或“<”），判断理由是______。

℃图中压强p1______（城“>”或“<”）p2。

℃经测定知Q点时容器的压强是反应前压强的9/10，若反应从开始到平衡所需的时间为5min，则0～5min内H2的反应速率v(H2)=_____________。

℃N点时，该反应的平衡常数K=_______（计算结果保留2位小数）。

7.N2H4（肼）可作用制药的原料，也可作火箭的燃料。

（1）肼能与酸反应。N2H6C12溶液呈弱酸性，在水中存在如下反应：℃N2H62+＋H2O N2H5+＋H3O+平衡常数K1 ℃N2H5+＋H2O N2H4＋H3O+平衡常数K2，相同温度下，K1>K2，其主要原因有两个：℃电荷因素，N2H5+水解程度小于N2H62+；℃ ______________________；

（2）工业上，可用次氯酸钠与氨反应制备肼，副产物对环境友好，该反应化学方程式是_____。

（3）气态肼在催化剂作用下分解只产生两种气体，其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。在密闭容器中发生上述反应，平衡体系中肼的体积分数与温度关系如图所示。

℃P2 _____P1（填：＜、＞或＝，下同）。

℃反应I：N 2H4(g)N2(g)＋4NH3(g)ΔH1；反应II：N2(g)＋3H2(g)Δ2NH3(g) ΔH2。

ΔH 1___ΔH2，7N2H4(g)8NH3(g)＋3N2(g)＋2H2(g) ΔH，ΔH＝______（用ΔH1、ΔH2表示）。

℃向1L恒容密闭容器中充入0.1 mol N2H4，在30℃、Ni－Pt催化剂作用下发生反应N2H4(g)N2(g)＋2H2(g)，测得混合物体系中（只含N2、H2、N2H4），n(N2)＋n(H2)/n(N2H4)(用y表示)与时间的关系如图所示。

4分钟时反应到达平衡，0～4.0 min时间内H2的平均生成速率v(H2)=____ ___。

（4）肼还可以制备肼—碱性燃料电池，氧化产物为稳定的对环境友好的物质。该电池负极的电极反应式为______________；若以肼—氧气碱性燃料电池为电源，以NiSO4溶液为电镀液，在金属器具上镀镍，开始两极质量相等，当两极质量之差为1.174g时，燃料电池中内电路至少有_________mol OH-迁移通过阴离子交换膜。

8.随着科技的进步，合理利用资源、保护环境成为当今社会关注的焦点。甲胺铅碘(CH3NH3PbI3)用作全固态钙钛矿敏化太阳能电池的敏化剂，可由CH3NH2、PbI2及HI为原料合成，回答下列问题：

(1)制取甲胺的反应为CH3OH(g)＋NH3(g)CH3NH2(g)＋H2O(g)ΔH。已知该反应中相关化学键的键能数据如下：

共价键C—O H—O N—H C—N

键能/kJ·mol－1351463393293

则该反应的ΔH＝________kJ·mol－1。

(2)上述反应中所需的甲醇工业上利用水煤气合成，反应为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0。在一定条件下，将1 mol CO和 2 mol H2通入密闭容器中进行反应，当改变某一外界条件(温度或压强)时，CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示：

℃平衡时，M点CH3OH的体积分数为10%，则CO的转化率为________。

℃X轴上a点的数值比b点________(填“大”或“小”)。某同学认为上图中Y轴表示温度，你认为他判断的理由是________________________________________________________。

(3)实验室可由四氧化三铅和氢碘酸反应制备难溶的PbI2，则每生成3 mol PbI2的反应中，转移电子的物质的量为__________。

(4)常温下，PbI2饱和溶液(呈黄色)中c(Pb2＋)＝1.0×10－3 mol·L－1，则K sp(PbI2)＝_________；已知K sp(PbCl2)＝1.6×10－5，则转化反应PbCl2(s)＋2I－(aq)PbI2(s)＋2Cl－(aq)的平衡常数K＝_____________。

(5)分解HI曲线和液相法制备HI反应曲线分别如图1和图2所示：

℃反应H2(g)＋I2(g)2HI(g) 的ΔH__________(填大于或小于)0。

℃将二氧化硫通入碘水中会发生反应：SO2＋I2＋2H2O3H＋＋HSO－4＋2I－，I2＋I－I－3，图2中曲线a、b分别代表的微粒是________、___________(填微粒符号)；由图2 知要提高碘的还原率，除控制温度外，还可以采取的措施是________________。

9.汽车尾气净化中的一个反应如下：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，请回答下列问题：

(1)已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH＝＋180.5 kJ·mol－1，C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5 kJ·mol－1，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221 kJ·mol－1，则2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝____________kJ·mol－1。

(2)一定温度下，向容积为1 L 的密闭容器中充入一定量的NO 和CO 。在t 1时刻达到平衡状态，此时n (CO)＝0.1 mol ，n (NO)＝0.2 mol ，n (N 2)＝a mol ，且平衡时混合气体压强为初始气体压强的0.8。

℃则该反应的平衡常数K ＝____________。若保持温度及容器容积不变，平衡后在此基础上再向容器中充入2a mol 的N 2、0.2 mol 的NO ，平衡将____________(填“向左”、“向右”或“不”)移动。

℃下列各种情况，可说明该反应已经达到平衡状态的是____________(填字母)。

A.v (CO 2)生成＝v (CO)消耗

B.混合气体的密度不再改变

C.混合气体的平均相对分子质量不再改变

D.NO 、CO 、N 2、CO 2的浓度均不再变化

E.单位时间内生成2n mol 碳氧双键的同时消耗n mol N≡N

℃在t 2时刻，改变某一外界条件，正反应速率的变化曲线如图1所示：可能改变的条件是_。

(3)有人提出可以用如图2所示的电解原理的方法消除汽车尾气，写出阳极发生的电极反应式_______________。

(4)如果要净化汽车尾气同时提高该反应的速率和NO 的转化率，采用的措施是__________。

A.降低温度

B.增大压强同时加催化剂

C.升高温度同时充入N 2

D.及时将CO 2和N 2从反应体系中移走

10.氮氧化物(NO x )种类很多，造成大气污染的主要是NO 和NO 2，研究它们的综合利用有重要意义。

(1)NO 可通过氧化还原法转化为N 2，转化关系如下：NO――→O 2反应℃NO 2――→CO NH 22反应℃

N 2。反应℃的化学方程式是

___________________________________，反应℃的还原剂是________。

(2)NO 还可与C 在一定条件下反应得到无污染的气体，NO 与C 在一定条件下反应的化学方程式是_________________________________。

(3)NO 也可直接用活性铁粉转化为N 2，已知：

N 2(g)＋O 2(g)===2NO(g) ΔH 1

4Fe(s)＋3O 2(g)===2Fe 2O 3(s) ΔH 2

则6NO(g)＋4Fe(s)===2Fe 2O 3(s)＋3N 2(g)

ΔH ＝________(用“ΔH 1”、“ΔH 2”表示)。

(4)NO 2可电解制备绿色硝化试剂N 2O 5，下图是其原理示意图。

℃阳极电解液中的N 2O 4由NO 2降温转化得到，降温的原因是_________________________。

℃阳极区生成N 2O 5的电极反应式是_______________________________________________。

℃阴极区得到一种可循环利用的物质，其化学式是_________。

11.某地今年启动11项工程治理氮磷污染，以保护空气环境和饮用水源。下面是有关氮污染防治及处理方法。据此回答下列问题：

(1)三效催化剂是最常见的汽车尾气催化剂，能同时净化汽车尾气中的CO、C x H y、NO x，其催化剂表面物质转化的关系如图A所示，化合物X可借助傅里叶红外光谱图(如图B所示)确定。

从最终排放的气体看，氮元素将________(填“被氧化”或“被还原”)；若NO x中，NO、NO2的体积之比为1℃1，写出生成X的化学方程式：_______________________________。

(2)已知CO可将NO转化为N2，某研究小组在实验室研究反应条件对NO转化率的影响。

℃由图1可知CO的百分含量越高，NO转化为N2的转化率越________(填“高”或“低”)。

℃当n NO

n CO＝1时，NO的转化率随温度的变化如图2所示，则应控制反应的最佳温度在___左右。

(3)在催化剂存在的条件下，用H2将NO还原为N2。已知：

则氢气和一氧化氮反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式是____________________。

(4)氨气-氮氧化物燃料电池可用于处理氮氧化物，防止空气污染，其装置如图所示。通入氨气的电极为______(填“正极”或“负极”)。负极的电极反应式为___________。

12.二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。

(1)科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图1所示。若“重整系统”发生的反应中＝6，则Fe x O y的化学式为____________________。

图1

(2)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－53.7 kJ·mol－1，CH3OCH3(g)＋H2O(g)===2CH3OH(g)ΔH2＝＋23.4 kJ·mol－1，则2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH3＝________kJ·mol－1。

(3)℃一定条件下，上述合成二甲醚的反应达到平衡状态后，若改变反应的某一个条件，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________(填代号)。

a．逆反应速率先增大后减小b．H2的转化率增大

c．反应物的体积分数减小d．容器中减小

℃在某压强下，合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的平衡转化率如图2所示。T1温度下，将6 mol CO2和12 mol H2充入2 L的密闭容器中，5 min后反应达到平衡状态，则0～5 min内的平均反应速率v(CH3OCH3)＝___________________________。

图2

℃上述合成二甲醚的过程中提高CO2的转化率可采取的措施有________________(回答2点)。

(4)常温下，用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液，在NH4HCO3溶液中，c(NH＋4)______(填“>”“<”或“＝”)c(HCO－3)；

反应NH＋4＋HCO－3＋H2O NH3·H2O＋H2CO3的平衡常数K＝__________。(已知常温下NH3·H2O的电离常数K b ＝2×10－5，H2CO3的电离常数K1＝4×10－7，K2＝4×10－11)

(5)据报道，以二氧化碳为原料采用特殊的电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到多种燃料，其原理如图3所示。电解时b极上生成乙烯的电极反应式为____________。

图3