2021届高考化学一轮专题：化学反应原理综合含答案

2021届高考化学一轮专题：化学反应原理综合含答案一轮：化学反应原理综合1、在一定条件下的密闭容器中，加入2molSO2和1molO2，充分反应后能证明2SO2+O22SO3是可逆反应的事实是（）A. O2仍然为1molB. 反应足够长时间后，速率变为零C. SO2、O2和SO3同时存在D. SO2完全转化为SO3【答案】C2、H—H键的键能是436 kJ·mol－1，I—I键的键能是151 kJ·mol－1，H—I键的键能是299 kJ·mol－1。

则对反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)的说法不正确的是()A．吸热反应B．放热反应C．化合反应D．可逆反应【答案】A3、(2019·北京卷)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。

(1)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4∶1，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)ΔH1ⅱ.CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH2ⅲ.CH4(g)===C(s)＋2H2(g)ΔH3……ⅲ为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用________________反应的ΔH。

③反应物投料比采用n(H2O)∶n(CH4)＝4∶1，大于初始反应的化学计量数之比，目的是________(选填字母序号)。

a．促进CH4转化b．促进CO转化为CO2c．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，结合化学方程式解释原因：__________________________________________________。

(2)可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如图。

通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2。

①制H2时，连接________。

产生H2的电极反应式是________________________________________________。

②改变开关连接方式，可得O2。

③结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：____________________________________________________________________ ________________________________________________。

[解析](1)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＋2H2O(g)===4H2＋CO2。

②根据盖斯定律，由ⅰ＋ⅱ－ⅲ或ⅰ－ⅱ－ⅲ可得目标热化学方程式。

③反应物的投料比n(H 2O)∶n(CH 4)＝4∶1，大于初始反应的化学计量数之比，H 2O 的物质的量增加，有利于促进CH 4转化，促进CO 转化为CO 2，防止CH 4分解生成C(s)，从而减少积炭生成。

④根据题图可知，从t 1时开始，CaO 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CO 2反应生成CaCO 3，CaCO 3会覆盖在CaO 表面，减少了CO 2与CaO 的接触面积，从而失效。

(2)①电解碱性电解液时，H 2O 电离出的H ＋在阴极得到电子产生H 2，根据题图可知电极1与电池负极连接，为阴极，所以制H 2时，连接K 1，产生H 2的电极反应式为2H 2O ＋2e －===H 2↑＋2OH －。

③制备O 2时碱性电解液中的OH －失去电子生成O 2，连接K 2，O 2在电极2上产生。

连接K 1时，电极3为电解池的阳极，Ni(OH)2失去电子生成NiOOH ，电极反应式为Ni(OH)2－e －＋OH －===NiOOH ＋H 2O ，连接K 2时，电极3为电解池的阴极，电极反应式为NiOOH ＋e －＋H 2O===Ni(OH)2＋OH －，使电极3得以循环使用。

[答案] (1)①CH 4＋2H 2O =====催化剂4H 2＋CO 2②C(s)＋2H 2O(g)===CO 2(g)＋2H 2(g)或C(s)＋CO 2(g)===2CO(g)③abc ④降低 CaO ＋CO 2===CaCO 3，CaCO 3覆盖在CaO 表面，减少了CO 2与CaO 的接触面积(2)①K 1 2H 2O ＋2e －===H 2↑＋2OH －③制H 2时，电极3发生反应：Ni(OH)2＋OH －－e －===NiOOH ＋H 2O 。

制O 2时，上述电极反应逆向进行，使电极3得以循环使用4、NO x 会造成大气污染，在工业上采用多种方法进行处理。

I.氧化法：烟气中的NO 经O 3预处理后转化为NO 2，再用CaSO 3悬浊液吸收NO 2。

已知：常温下，CaSO 4的沉淀溶解平衡常数数值为9.1×10-6，CaSO 3的沉淀溶解平衡常数数值为3.1×10-7。

（1）NO 与O 3反应过程的能量变化如下：NO 被O 3氧化的总反应是化合反应，该反应的热化学方程式为 。

（2）将CaSO 3悬浊液静置，取上层清液，测得pH 约为8，用化学用语解释其原因为 。

（3）用CaSO 3悬浊液吸收NO 2，将其转化为HNO 2，该反应的化学方程式为 。

（4）在实际吸收NO 2的过程中，通过向CaSO 3悬浊液中加入Na 2SO 4固体，提高NO 2的吸收速率，从溶解平衡的角度解释其原因： 。

II. 选择性非催化还原法：该反应不使用催化剂，但必须在高温有氧下利用NH 3做还原剂与NO x 进行选择性反应：4NH 3 + 4NO + O 2 3N 2 + 6H 2O 不同温度（T ）下，反应时间（t ）与NO 浓度的关系如右图所示。

（5）判断该反应为 （填“吸热”或“放热”）反应，说明理由： 。

（1）3NO(g) + O 3(g)3NO 2(g) ΔH= -317.3 kJ•mol ﹣1 （2）SO 32- + H 2O HSO 3- + OH -（多答CaSO 3的沉淀溶解平衡不扣分）（3）CaSO 3 + 2NO 2 + H 2O 2HNO 2 + CaSO 4（4）CaSO 3浊液中存在：CaSO 3(s)Ca 2+(aq) + SO 32-(aq)，加入Na 2SO 4固体，由于CaSO 4的Ksp 较小，SO 42-与Ca 2+结合生成CaSO 4沉淀，c(Ca 2+)减小，平衡正向移动，导致c(SO 32-)增大，从而使NO 2的吸收速率加快（5）放热（此空1分）由图像中T 1下反应先达平衡可推断T 1>T 2，由T 1（高温）时NO 的平衡浓度高可推断正反应是放热反应5、二氧化硫是危害最为严重的大气污染物之一，它主要来自化石燃料的燃烧，t /sT 2 T 1NO 浓度/mL研究CO催化还原SO2的适宜条件，在燃煤电厂的烟气脱硫中具有重要价值。

Ⅰ.从热力学角度研究反应(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1CO2(g)＋C(s)===2CO(g)ΔH2＝172.5 kJ·mol－1S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH3＝－296.0 kJ·mol－1写出CO还原SO2的热化学方程式：____________________________________________________________________________________________________________________。

(2)关于CO还原SO2的反应，下列说法正确的是________。

A．在恒温恒容条件下，若反应体系压强不变，则反应已达到平衡状态B．平衡状态时，2v正(CO)＝v逆(SO2)C．其他条件不变，增大SO2的浓度，CO的平衡转化率增大D．在恒温恒压的容器中，向达到平衡状态的体系中充入N2，SO2的平衡转化率不变Ⅱ.NO x的排放主要来自汽车尾气，包含NO2和NO，有人提出用活性炭对NO x进行吸附，发生反应如下：反应a：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)ΔH＝－34.0 kJ·mol－1反应b：2C(s)＋2NO2(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－64.2 kJ·mol－1(3)对于反应a，在T1℃时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下：时间/min0 10 20 30 40 50浓度/(mol·L－1)NO 1.00 0.58 0.40 0.40 0.48 0.48N20 0.21 0.30 0.30 0.36 0.36①0～10 min内，NO的平均反应速率v(NO)＝__________，当升高反应温度，该反应的平衡常数K________(填“增大”“减小”或“不变”)。

②30 min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡；根据上表中的数据判断改变的条件可能是______(填字母)。

A．加入一定量的活性炭B．通入一定量的NOC．适当缩小容器的体积D．加入合适的催化剂(4)①某实验室模拟反应b，在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO2气体，维持温度为T2℃，如图为不同压强下反应b经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图。

请从动力学角度分析，1 050 kPa前，反应b中NO2转化率随着压强增大而增大的原因：____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ____；在1 100 kPa时，NO2的体积分数为________。

②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作K p)；在T2℃、1.1×106 Pa时，该反应的化学平衡常数K p＝__________(用计算表达式表示)。

已知：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。

解析：Ⅰ.(1)CO与SO2反应的化学方程式为2CO＋SO2===2CO2＋S。

①C(s)＋O2(g)===CO2(g)，②CO2(g)＋C(s)===2CO(g)，③S(s)＋O2(g)===SO2(g)，根据盖斯定律有①－②－③得出2CO(g)＋SO2(g)===2CO2(g)＋S(s)ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3＝－270.0 kJ·mol－1。