高考化学——化学反应原理综合考查的综合压轴题专题复习附详细答案
高考化学——化学反应原理综合考查的综合压轴题专题复习附详细答案
一、化学反应原理综合考查
1．甲醇与水蒸气重整制氢可直接用于燃料电池。回答下列问题：
(1)已知甲醇分解反应：CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g) △H1＝＋90.64 kJ·mol－1；
水蒸气变换反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) △H2＝－41.20 kJ·mol－1。
则CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g) △H3＝___________kJ·mol－1。
(2)科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时，得到甲醇在Pd(III)表面发生解离时四个路径与相对能量的关系如图所示，其中附在Pd(III)表面的物种用*标注。此历程中活化能最小的反应方程式为_____________________________________________。
(3)在0.1MPa下，将总进料量为1 mol且n(CH3OH)：n(H2O)＝1：1.3的混合气体充入一刚性密闭容器中反应。
①实验测得水蒸气变换反应的速率随温度的升高明显下降，原因是____________________。
②平衡时，测得CH3OH的含量在给定温度范围内极小，H2、H2O(g)、CO、CO2四种组分的含量与反应温度的关系如图所示，曲线b、c对应物质的化学式分别为________、________。
(4)573.2K时，向一刚性密闭容器中充入5.00 MPa CH3OH使其分解，t h后达平衡时H2的物质的量分数为60%，则t h内v(CH3OH)＝_____MPa·h－1，其分压平衡常数Kp＝_____MPa2。
【答案】+49.44 CH2O*+2H*=CHO*+3H*（或CH2O*=CHO*+H*） 随温度升高，催化活性降低 CO2 H2O（g） 3.75t 168.75
【解析】
【分析】
【详解】
（1）甲醇分解反应：CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g) △H1＝＋90.64 kJ·mol－1；①
水蒸气变换反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) △H2＝－41.20 kJ·mol－1。②
将①+②，即可求出CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g) △H3＝=+90.64 kJ·mol－1+（-41.20
kJ·mol－1）=+49.44 kJ·mol－1，故答案为：+49.44；
（2）活化能为反应物的总能量与过渡态能量之差，从图中可以看出，过渡态3发生的反应活化能最小。反应物为“CH2O*+2H*”，产物为“CHO*+3H*，故反应方程式为CH2O*+2H*=CHO*+3H*．因为2H*反应前后都吸附在催化剂表面，未参与反应，故反应实质为CH2O*=CHO*+H*，故答案为：CH2O*+2H*=CHO*+3H*（或CH2O*=CHO*+H*）；
（3）因为温度升高，反应速率应加快，而图中速率减小，显然不是温度的影响，只能为催化剂的活性降低，故答案为：随温度升高，催化活性降低；
②对于反应CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H＜0，其他条件不变时，升高温度，平衡向左移动，即CO、H2O的含量均增大，CO2、H2的含量均减小。依据图中信息，可初步得知，a、b曲线分别对应CO2或H2，c、d曲线则对应CO或H2O（g）。根据反应方程式可知：该反应起始时，n（H2）＞n（CO2）、n（H2O）＞n（CO），平衡时含量必然有H2＞CO2、H2O＞CO．故a、b、c、d曲线分别对应H2、CO2、H2O（g）、CO，曲线b、c对应物质的化学式分别为CO2、H2O（g），故答案为：CO2、H2O（g）；
（4）假设CH3OH的压强变化量为x，列出三段式：
32CHOHgCOg+2HgMPa5.000MPaxx2xMPa5.00-xx2x（）（）（）起始（）转化（）平衡（）
26052100xx ，x=3.75Mpa，v（CH3OH）=3.75MPath=3.75t MPa·h－1；Kp=2223PCO?PH3.75MPa7.5MPa=PCHOH1.25MPa =168.75（MPa）2，
故答案为：3.75t；168.75（MPa）2。
【点睛】
本题综合考查化学平衡问题，题目涉及化学平衡计算与影响因素、反应热计算等，侧重考查学生分析计算能力，注意盖斯定律在反应热计算中应用，难点（4）列出三段式，理清平衡时各物质的量，是解题关键。
2．资源化利用CO2，可以减少温室气体排放，还可以获得燃料或重要的化工产品。回答下列问题：
(1)CO2的捕集
①用饱和Na2CO3溶液做吸收剂可“捕集”CO2。写出“捕集”CO2反应的离子方式_____________。
②聚合离子液体是目前广泛研究的CO2吸附剂。结合图像分析聚合离子液体吸附CO2的有利条件是_________________________。
(2)生产尿素：
工业上以CO2、NH3为原料生产尿素[CO(NH2)2]，该反应分为二步进行：
第一步：2NH3(g)+CO2(g)⇌H2NCOONH4(s) △H = - 159.5 kJ·mol-1
第二步：H2NCOONH4(s)⇌CO(NH2)2(s)+ H2O(g) △H = +116.5 kJ·mol-1
①写出上述合成尿素的热化学方程式___________________________。该反应化学平衡常数K的表达式：_________________________。
②某实验小组模拟工业上合成尿素，在一定体积的密闭容器中投入4mol NH3和1mol CO2，实验测得反应中各组分物质的量随时间的变化如图所示：
已知总反应的快慢由慢的一步反应决定，则合成尿素总反应的快慢由第__________步反应决定，总反应进行到___________min时到达平衡
(3)合成乙酸：中国科学家首次以CH3OH、CO2和H2为原料高效合成乙酸，其反应路径如图所示：
①原料中的CH3OH可通过电解法由CO2制取，用稀硫酸作电解质溶液，写出生成CH3OH的电极反应式_______________________。
②根据图示，写出总反应的化学方程___________。
【答案】H2O + CO32- + CO2=2HCO3- 低温，低流速 2NH3(g)+ CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+
H2O(g)△H= -43kJ·mol-1 K=[H2O]/[NH3]2.[CO2] 二 55 CO2 + 6e- + 6H+ = CH3OH + H2O CH3OH
+ CO2 + H2*HI、RhCH3COOH + H2O
【解析】
【分析】
(1)①H2O、CO32－、CO2反应生成HCO3－；
②根据图知，温度越低、流速越小吸附量越大；
(2)利用盖斯定律求解热化学方程式；K等于气体生成物浓度幂之积与气体反应物浓度幂之积的比；
②达到平衡时时间越长，反应速率越慢，慢反应决定整个反应速率；各物质的物质的量不变时反应达到平衡状态；
(3)①电解时，CO2失电子和H＋反应生成CH3CH2OH；
②根据图知，反应物是CH3CH2OH、CO2和H2，生成物是CH3COOH和水，LiI和Rh作催化剂。
【详解】
(1)①H2O、CO32－、CO2反应生成HCO3－，离子方程式为H2O+CO32－+CO2=2HCO3－；
②根据图知，温度越低、流速越小吸附量越大，所以聚合离子液体吸附CO2的有利条件是低温，低流速(或25℃，10mL·min-1)；
(2)①将第一步和第二步方程式相加得到方程式2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=(-159.5+116.5)kJ·mol－1=-43kJ·mol－1；化学平衡常数K等于气体生成物浓度幂之积与气体反应物浓度幂之积的比，2232(HO)=(NH)(CO)cKcc；
②达到平衡时时间越长，反应速率越慢，慢反应决定整个反应速率。根据图知，第一步的反应，的反应物NH3和CO2的量迅速达到定值，说明第一步反应速率大，第二步反应较慢，所以第二步决定整个反应速率；根据图知，55min各物质的物质的量不变，反应达到平衡状态；
(3)①电解时，CO2失电子和H＋反应生成CH3OH，电极反应式为CO2+6e－+6H＋=CH3OH+H2O； ②根据图知，反应物是甲醇、二氧化碳和氢气，生成物是乙酸和水，LiI和Rh作催化剂，总反应方程式为：CH3OH+CO2+H2*HI、RhCH3COOH+H2O。
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) ΔH1
ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2
iii.CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH3
……
反应iii为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用__（写化学方程式）反应的ΔH。
（3）反应物投料比采用n（H2O）∶n（CH4）=4∶1，大于反应的计量数之比，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___。
【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) ΔH1
ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2
iii.CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH3
2020-2021高考化学—化学反应原理综合考查的综合压轴题专题复习含答案
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一、化学反应原理综合考查
1．铁的许多化合物在生产、生活中有着广泛的应用，如FeCl3是重要的金属蚀刻剂、水处理剂；影视作品拍摄中常用Fe(SCN)3溶液模拟血液；FeS可用于消除水中重金属污染等。
（1）已知：①3Cl2(g)+2Fe(s)=2FeCl3(s) ΔH1=akJ·mol-1
②2FeCl2(s)+Cl2(g)=2FeCl3(s) ΔH2=bkJ·mol-1
则2FeCl3(s)+Fe(s)=3FeCl2(s) ΔH3=____。
（2）将c(FeCl3)=0.2mol·L-1的溶液与c(KSCN)=0.5mol·L-1的溶液按等体积混合于某密闭容器发生反应：FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl，测得常温下溶液中c(Fe3+)的浓度随着时间的变化如图1所示；测得不同温度下t1时刻时溶液中c[Fe(SCN)3]如图2所示。
①研究表明，上述反应达到平衡后，向体系中加入适量KCl固体后，溶液颜色无变化，其原因是___，根据图1分析，在t1、t2时刻，生成Fe3+的速率较大的是____时刻。
②常温下Fe3++3SCN-Fe(SCN)3的平衡常数的值约为___，其它条件不变时，若向容器中加适量蒸馏水，则新平衡建立过程中v(正)___v(逆)（填“＞”“＜”或“=”）。
③根据图2判断，该反应的ΔH___0（填“＞”或“＜”），图中五个点对应的状态中，一定处于非平衡态的是___（填对应字母）。
（3）利用FeS可除去废水中的重金属离子，如用FeS将Pb2+转化为PbS可消除Pb2+造成的污染，当转化达到平衡状态时，废水中c(Fe2+)=___c(Pb2+)[填具体数据，已知Ksp(PbS)=8×10-28，Ksp(FeS)=6×10-18]。
【答案】(0.5a-1.5b)kJ·mol-1 反应的本质是Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，KCl的加入对可逆反应状态不造成影响 t2 1000 ＜ ＜ a、b 7.5×109
高考化学化学反应原理综合考查提高练习题压轴题训练附详细答案
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一、化学反应原理综合考查
1．碳、氮及其化合物在化工生产和国防工业中具有广泛应用。请回答：
（1）科学家研究利用某种催化剂，成功实现将空气中的碳氧化合物和氮氧化合物转化为无毒的大气循环物质。已知：
①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1=+180kJ·mol−1
②NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g) ΔH2=-235kJ·mol−1
③2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH3=-112kJ·mol−1
则反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH=__kJ·mol−1，有利于提高CO平衡转化率的条件是__（填标号）。
A．高温低压 B．低温高压 C．高温高压 D．低温低压
某温度下，在体积为2L的容器中加入2molNO、2molCO，达到平衡时CO的转化率是50%，其平衡常数为__。
（2）在密闭容器中充入10molCO和8molNO，发生反应，如下图为平衡时NO的体积分数与温度，压强的关系。
①由图判断，温度T1__T2（填“低于”或“高于”），理由是__？升高温度时，下列关于该反应的平衡常数（K）和速率（v）的叙述正确的是__填标号）。
A．K、V均增加 B．K增加，v减小
C．K减小，V增加 D．K、V均减小
②压强为20MPa、温度为T2下，若反应进行到10min达到平衡状态，容器的体积为2L，则此时CO的转化率=__，用CO2的浓度变化表示的平均反应速率v(CO2)=__，该温度下，如图所示A、B、C对应的pA(CO2)、pB(CO2)、pC(CO2)从大到小的顺序为__。
③若在D点对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大，重新达到的平衡状态可能是图中A～G点中的__点。
（3）用活化后的V2O5作催化剂，氨气将NO还原成N2的一种反应历程如图所示。
高考化学压轴题专题化学反应原理综合考查的经典综合题含答案(1)
高考化学压轴题专题化学反应原理综合考查的经典综合题含答案 (1)
1 ． 甲醇与水蒸气重整制氢可直接用于燃料电池。回答下列问题：
(1)已知甲醇分解反应： CH3OH(g)? CO(g)＋ 2H2(g) △ H1＝＋ 90.64 kJ m·ol － 1；
CO(g)＋ H2O(g) ? CO2(g)＋ H2(g) △ H2＝－ 41.20 kJ m·ol－ 1。
CH3OH(g)＋ H2O(g) ? CO2(g)＋ 3H2(g) △ H3＝ ______ kJ m·ol－ 1。
(2)科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时，得到甲醇在 Pd(III)表
Pd(III)表面的物种用 *标注。
___________________________________________ 。
(3)在 0.1MPa 下，将总进料量为 1 mol 且 n(CH3OH)： n(H2O)＝ 1： 1.3 的混合气体充入一刚性
密闭容器中反应。
①实验测得水蒸气变换反应的速率随温度的升高明显下降，原因是
②平衡时，测得 CH3OH 的含量在给定温度范围内极小， H2、 H2O(g)、 CO、 CO2四种组分的
含量与反应温度的关系如图所示，曲线 b、 c 对应物质的化学式分别为 、
(4)573.2K 时，向一刚性密闭容器中充入 5.00 MPa CH3OH 使其分解， t h 后达平衡时 H2的物 质的量分数为 60%，则 ___________ t h 内 v（CH3OH）＝ MPa · h－ 1，其分压平衡常数 Kp＝
____ MPa2。
【答案】 +49.44 CH2O*+2H*=CHO*+3H* （或 CH2O*=CHO*+H*） 随温度升高，催化活性
降低 CO2 H2O（ g） 3.75 168.75
t
【解析】
【分析】
【详解】
（ 1）甲醇分解反应： CH3OH（g） ? CO（g）＋ 2H2（g） △ H1＝＋ 90.64 kJ m·ol－ 1；①
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一、化学反应原理
1．研究+6价铬盐不同条件下微粒存在形式及氧化性，某小组同学进行如下实验：
已知：Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+△H=+13.8kJ/mol，+6价铬盐在一定条件下可被还原为Cr3+，Cr3+在水溶液中为绿色。
（1）试管c和b对比，推测试管c的现象是_____________________。
（2）试管a和b对比，a中溶液橙色加深。甲认为温度也会影响平衡的移动，橙色加深不一定是c(H+)增大影响的结果；乙认为橙色加深一定是c(H+)增大对平衡的影响。你认为是否需要再设计实验证明？__________（“是”或“否”），理由是____________________________________________________。
（3）对比试管a、b、c的实验现象，可知pH增大2-272-4c(CrO)c(CrO)_____（选填“增大”，“减小”，“不变”）；
（4）分析如图试管c继续滴加KI溶液、过量稀H2SO4的实验现象，说明+6价铬盐氧化性强弱为Cr2O72-__________CrO42-（填“大于”，“小于”，“不确定”）；写出此过程中氧化还原反应的离子方程式_________。
（5）小组同学用电解法处理含Cr2O72-废水，探究不同因素对含Cr2O72-废水处理的影响，结果如表所示（Cr2O72-的起始浓度，体积、电压、电解时间均相同）。
实验 ⅰ ⅱ ⅲ ⅳ
是否加入Fe2(SO4)3 否 否 加入5g 否
是否加入H2SO4 否 加入1mL 加入1mL 加入1mL
电极材料 阴、阳极均为石墨 阴、阳极均为石墨 阴、阳极均为石墨 阴极为石墨，阳极为铁
Cr2O72-的去除率/% 0.922 12.7 20.8 57.3
①实验ⅱ中Cr2O72-放电的电极反应式是________________。
高考化学压轴题之化学反应原理综合考查(高考题型整理,突破提升)及详细答案
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一、化学反应原理综合考查
1．近年全球气候变暖，造成北极冰川大面积融化，其罪魁之一就是CO2，如何吸收大气中的CO2，变废为宝，是当今化学研究的主题之一。
I.二甲醚可用作溶剂、冷冻剂喷雾剂等，科学家提出利用CO2和H2合成二甲醚，反应原理为2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ∆H
（1）已知：①H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g) △H1=+42kJ/mol
②CH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g) ∆H2=+24.52kJ/mol
③CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ∆H3=+90.73kJ/mol
则∆H=__kJ/mol。
（2）一定温度下，在一个2L的密闭容器中充入2molCO2和6molH2发生上述反应，经过5min反应达到平衡，此时容器中压强与起始压强之比为3：4，则用CH3OCH3表示的平均反应速率为__，H2的转化率为___；此时若向体系中再加入2molCO2和1.5molH2O(g)，平衡__移动(填正向、逆向、不)。
（3）对于恒温恒容条件下进行的反应①，下列说法能说明反应已达平衡的是__。
A．混合气体密度不发生改变
B．混合气体的平均相对分子质量不再发生改变
C．v(CO)正=v(H2)逆
D．n(CO)与n(H2)的比值不变
（4）一定温度下，密闭容器中进行的反应③，测得平衡时混合物中某物质的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示，则纵坐标表示的物质是__，压强P1_P2(填>、<)。
II.工业锅炉长期煮烧会形成锅垢(主要成分CaSO4、Mg(OH)2)，必须定期除去。
（5）CaSO4微溶于水和酸，可加入氢氧化钠并通入CO2使转化为CaCO3，然后加酸浸泡除去，反应的离子方程式为CaSO4+CO32-=CaCO3+SO42-，室温下，该反应的化学平衡常数为__(室温下，Ksp(CaCO3)=3×10-9，Ksp(CaSO4)=9×10-6)。
高考化学压轴题之化学反应原理综合考查(高考题型整理,突破提升)附答案解析
高考化学压轴题之化学反应原理综合考查(高考题型整理,突破提升)附答案解析
一、化学反应原理综合考查
1．2CO和4CH是两种主要的温室气体，以4CH和2CO为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向，回答下列问题：
(1)工业上42CHHO催化重整是目前大规模制取合成气（CO和H2混合气称为合成气）的重要方法，其原理为：
反应Ⅰ：422CH(g)HO(g)CO(g)3H(g)垐?噲?；11206.4kJmolH
反应Ⅱ：222CO(g)HO(g)CO(g)H(g)ƒ；1241kJmolH
4CH(g)和2HO(g)反应生成2CO(g)和2H(g)的热化学方程式是___________________。
(2)将1 mol 4CH(g)和1 mol 2HO(g)加入恒温恒压的密闭容器中（温度298K、压强100kPa），发生反应Ⅰ，不考虑反应Ⅱ的发生，该反应中，正反应速率42pCHpHOvk正正，p为分压（分压=总压×物质的量分数），若该条件下4114.510kPask正，当4CH分解20%时，v正__________kPa∙s-1。
(3)将2CO和4CH在一定条件下反应可制得合成气，在1 L密闭容器中通入4CH与2CO，使其物质的量浓度均为11.0molL，在一定条件下发生反应：422CH(g)CO(g)2CO(g)2H(g)垐?噲?，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示：
①压强1P、2P、3P、4P由小到大的关系为_________。
②对于气相反应，用某组分（B）的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数（记作pK），如果4P2MPa，求x点的平衡常数pK________________（用平衡分压代替平衡浓度计算）。
③下列措施中能使平衡正向移动的是___________（填字母）。
【化学】高考化学化学反应原理综合考查解答题压轴题提高专题练习含答案
【化学】高考化学化学反应原理综合考查解答题压轴题提高专题练习含答案
一、化学反应原理综合考查
1．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：
Ⅰ.CH3COOH（g）+2H2O（g）⇌2CO2（g）+4H2（g） △H1
Ⅱ.CH3COOH（g）⇌2CO（g）+2H2（g） △H2
Ⅲ.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）所示。
①由图（a）可知，制备H2最佳的温度约为___。
②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Ⅰ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】21H-H2VV 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Ⅲ=12(反应Ⅱ-反应Ⅰ)，由盖斯定律可得213-2HHH，故答案为：21-2HH；
(2)①由图(a)可知，制备H2在800℃时，达到最高转化率，则制备氢气最佳的温度约为800℃,故答案为：800℃；
②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：
3222CHCOOHg+2HOg2COg+ 4Hgmol1100molx2x2x4xmol1-x1-2x2x4xƒ起始转化平衡
高考化学压轴题之化学反应原理综合考查(高考题型整理,突破提升)含答案
高考化学压轴题之化学反应原理综合考查(高考题型整理,突破提升)含答案
一、化学反应原理综合考查
1．研究煤的合理利用及 CO2的综合应用有着重要的意义。请回答以下问题：
I.煤的气化
已知煤的气化过程涉及的基本化学反应有：
①C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) △H=+131kJ·mol-1
②CO(g)+3H2(g) CH4(g) +H2O(g) △H=akJ·mol-1
查阅资料反应②中相关化学键能数据如下表：
化学键 C≡O H—H H—C H—O
E(kJ·mol-1) 1072 436 414 465
(1)则反应②中 a =_____________。
(2)煤直接甲烷化反应 C(s) + 2 H2 (g) CH4(g) 的△H=为 _____kJ • mol-1，
该反应在_____________（填“高温”或“低温 ”）下自发进行。
II.合成低碳烯烃
在体积为1 L 的 密闭容器中，充入 1mol CO2和 2 .5 mol H2, 发生 反应： 2CO2 ( g) + 6
H2(g)C2H4(g)+4 H2O(g) △H=-128kJ·mol-1，测得温度对催化剂催化效率和CO2 平衡转化率的影响如右图 所 示 ：
(3) 图中低温时， 随着温度升高催化剂的催化效率提高， 但 CO2的平衡转化率却反而降低 ，其原因是_______________．
(4) 250℃时，该反应的平衡常数K 值为____________。
III.合成甲醇
在恒温 2 L 容积不变的密闭容器中，充入 1molCO2 和 3 molH2, 发生反应：. CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+ H2O(g),测得不同时刻反应前后容器内压强变化（p后/p前）如下表：
时间/h 1 2 3 4 5 6
p后/p前 0.90 0.85 0.82 0.81 0.80 0.80
(5) 反应前 1 小时内的平均反应速率 v(H2）为_______mol•L-1h-1 , 该温度下CO2的平衡转化率为_____________。
备战高考化学与化学反应原理综合考查有关的压轴题附详细答案
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一、化学反应原理综合考查
1．磷酸是重要的化学试剂和工业原料。请回答下列问题：
(1)已知：25℃时，磷酸和氢氟酸的电离常数如下表所示。
物质 H3PO4 HF
电离常数 Ka1＝7.1×10−3；
Ka2＝6.3×10−8；
Ka3＝4.2×10−13 Ka＝6.6×10−4
向NaF溶液中滴加少量H3PO4溶液，反应的离子方程式为____________
(2)已知：
Ⅰ.CaO(s)+H2SO4(l)CaSO4(s)+H2O(l) ΔH＝-271kJ·mol−1
Ⅱ.5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l) ΔH＝-937kJ·mol−1
则：①工业上用Ca5(PO4)3F和硫酸反应制备磷酸的热化学方程式为____________。
②一定条件下，在密闭容器中只发生反应Ⅱ，达到平衡后缩小容器容积，HF的平衡转化率________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；HF的平衡浓度________。
(3)工业上用磷尾矿制备Ca5(PO4)3F时生成的副产物CO可用于制备H2，原理为CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH。
①一定温度下，向10L密闭容器中充入0.5mol CO和1mol H2O(g)，2min达到平衡时，测得0～2min内用CO2表示的反应速率v(CO2)＝0.02mol·L−1·min−1。则CO的平衡转化率α＝________；该反应的平衡常数K＝________。
②在压强不变的密闭容器中发生上述反应，设起始的2n(CO)n(HO)＝y，CO的平衡体积分数(φ)与温度(T)的关系如图所示。则：该反应的ΔH___0(填“＞”“＜”或“＝”，下同)。a_____1，理由为_____________
【答案】H3PO4+F－＝HF+H2PO4－ Ca5(PO4)3F(s)＋5H2SO4(l)3H3PO4(l)＋HF(g)＋5CaSO4(s)
高考化学压轴题专题化学反应原理综合考查的经典综合题含答案解析
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一、化学反应原理综合考查
1．德国化学家哈伯(F.Haber)从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。合成氨为解决世界的粮食问题作出了重要贡献。其原理为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol
(1)若已知H-H键的键能为436.0kJ/mol，N-H的键能为390.8kJ/mol，则NN的键能约为_____kJ/mol
(2)合成氨反应不加催化剂很难发生，催化剂铁触媒加入后参与了反应降低了活化能。其能量原理如图所示，则加了催化剂后整个反应的速率由______决定(填“第一步反应”或者“第二步反应”)，未使用催化剂时逆反应活化能______正反应活化能(填“大于”“小于”或者“等于”)
(3)从平衡和速率角度考虑，工业生产采取20MPa到50MPa的高压合成氨原因______
(4)一定温度下恒容容器中，以不同的H2和N2物质的量之比加入，平衡时NH3体积分数如图所示，则H2转化率a点______b点(填"大于”“小于”或者“等于”)。若起始压强为20MPa，则b点时体系的总压强约为______MPa。
(5)若该反应的正逆反应速率分别表示为v正=K正322NcHgg，v逆=K逆∙c2(NH3)，则一定温度下，该反应 的平衡常数K=______(用含K正和K逆的表达式表示)，若K正和K逆都是温度的函数，且随温度升高而升高，则图中c和d分别表示______和______随温度变化趋势(填K正或者K逆)。
(6)常温下，向20mL的0.1mol/L的盐酸中通入一定量氨气反应后溶液呈中性(假设溶液体积变化忽略不计)则所得溶液中c(NH4+)=_______
【答案】944.4 第一步反应 大于 当压强低于20MPa时，反应速率慢，且反应转化率低，压强过大于50MPa时，转化率提升不大，但对设备的要求高，生产成本高 小于 19 KK正逆 K正 K逆 0.1mol/L