高考化學(xué)二輪復(fù)習簡易通 下篇 專題二（二）專練二 化學(xué)反應(yīng)原理綜合題

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1、專練二　化學(xué)反應(yīng)原理綜合題 題型狂練 1．(2013·廣東韶關(guān)一模，31)汽車尾氣中含有CO、NO2等有毒氣體，對汽車加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體相互反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無毒氣體。 (1)汽車尾氣中CO、NO2氣體在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng)： 4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g)　 ΔH＝－1 200 kJ·mol－1 ①恒溫恒容條件下，不能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是________(填序號)。 A．容器內(nèi)混合氣體顏色不再變化 B．容器內(nèi)的壓強保持不變 C．2v逆(NO2)＝v正(N2) D．容器內(nèi)混合氣體密度保持不變 ②能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡

2、向逆反應(yīng)方向移動的是________(填序號)。 A．及時分離出CO2 B．適當升高溫度 C．減小容器體積使體系壓強增大 D．選擇高效催化劑 ③對于該反應(yīng)，溫度不同(T2>T1)、其他條件相同時，下列圖像正確的是________(填序號)。 (2)汽車尾氣中CO與H2O(g)在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0。820 ℃時在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中，起始時按照下表進行投料，達到平衡狀態(tài)時K＝1.0。 起始物質(zhì)的量 甲 乙 丙 n(H2O)/mol 0.10 0.20 0.20 n(CO)/mol 0

3、.10 0.10 0.20 ①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為________________；平衡時，甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率為________； ②平衡時，比較下列容器中CO的轉(zhuǎn)化率：乙________甲(填“>”“＝”或“<”，下同)；丙________甲。 解析　(1)①平衡狀態(tài)時，正、逆反應(yīng)速率相等，即v逆(NO2)＝2v正(N2)；由化學(xué)方程式知氣體質(zhì)量不變，容器體積不變，所以密度始終不變。②加快反應(yīng)速率：增大濃度、加壓、升溫、使用催化劑。A項，濃度減小，速率減小；B項，正反應(yīng)放熱，升溫平衡逆向移動；C項，增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動；D項，使用催化劑，平衡不移動。③T1→T2為升

4、溫，甲中正、逆反應(yīng)速率應(yīng)同時增大；乙中T2溫度高，速率快，先達到平衡，正反應(yīng)放熱，平衡時轉(zhuǎn)化率低；丙中相同壓強時，溫度越高轉(zhuǎn)化率越低，CO的體積分數(shù)應(yīng)越大。(2)①K＝，若K＝1，知甲中n(CO)＝0.05 mol，轉(zhuǎn)化率＝×100%；②甲→乙，增大了H2O(g)的量，平衡正向移動，CO轉(zhuǎn)化率增大，甲→丙，CO和H2O(g)增大相同倍數(shù)，相當于加壓，平衡不移動，轉(zhuǎn)化率不變。 答案　(1)①CD?、贐?、垡? (2)①K＝　50%?、??。? 2．(2013·廣東汕頭二模，31)為減小CO2對環(huán)境的影響，在限制其排放量的同時，應(yīng)加強對CO2創(chuàng)新利用的研究。 (1)①把含有較高濃度CO2的空氣

5、通入飽和K2CO3溶液。②在①的吸收液中通高溫水蒸氣得到高濃度的CO2氣體。寫出②中反應(yīng)的化學(xué)方程式：______ _________________________________________________________________。 (2)如將CO2與H2以1∶3的體積比混合。 ①適當條件下合成某烴和水，該烴是________(填序號)。 A．烷烴 B．烯烴 C．炔烴 D．苯的同系物 ②適當條件下合成燃料甲醇和水。在體積為2 L的密閉容器中，充入2 mol CO2和6 mol H2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H

6、2O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol－1。 測得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。 從反應(yīng)開始到平衡，v(H2)＝________；氫氣的轉(zhuǎn)化率＝________；能使平衡體系中n(CH3OH)增大的措施有_______________。 (3)如將CO2與H2以1∶4的體積比混合，在適當?shù)臈l件下可制得CH4。已知： CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1＝－890.3 kJ·mol－1 H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)　ΔH2＝－285.8 kJ·mol－1 則CO2(g)與H2(g)反應(yīng)生成CH4(g)與液

7、態(tài)水的熱化學(xué)方程式是________________________。 (4)某同學(xué)用沉淀法測定含有較高濃度CO2的空氣中CO2的含量，經(jīng)查得一些物質(zhì)在20 ℃的數(shù)據(jù)如下表。 溶解度(S)/g 溶度積(Ksp) Ca(OH)2 Ba(OH)2 CaCO3 BaCO3 0.16 3.89 2.9×10－9 2.6×10－9 (說明：Ksp越小，表示該物質(zhì)在水溶液中越易沉淀) 吸收CO2最合適的試劑是________[填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”]溶液，實驗時除需要測定工業(yè)廢氣的體積(折算成標準狀況)外，還需要測定________。 解析　(1)較高濃度的C

8、O2通入飽和碳酸鉀溶液中發(fā)生的反應(yīng)為CO2＋K2CO3＋H2O===2KHCO3，然后通入高溫水蒸氣，則相當于對KHCO3加熱，故生成CO2。(2)①假設(shè)生成的烴為CnHm，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為nCO2＋H2―→CnHm＋2nH2O，n：＝1∶3，得m＝2n，由此可知該烴為烯烴。②從反應(yīng)開始到平衡，v(CH3OH)＝＝0.075 mol·(L·min)－1，所以v(H2)＝3v(CH3OH)＝0.225 mol·(L·min)－1；由圖像可知，生成的甲醇為1.5 mol，故參加反應(yīng)的氫氣為3×1.5 mol＝4.5 mol，氫氣的轉(zhuǎn)化率為×100%＝75%；使平衡體系中甲醇的物質(zhì)的量增大，可以

9、增大反應(yīng)物的量或減少水蒸氣的量，根據(jù)反應(yīng)特點，降低溫度或者增大壓強均可。(3)根據(jù)蓋斯定律，第二個熱化學(xué)方程式×4－第一個熱化學(xué)方程式得，CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－252.9 kJ·mol－1。(4)通過表格中的溶解度數(shù)據(jù)可知Ba(OH)2的溶解度遠大于Ca(OH)2，而表格中碳酸鈣與碳酸鋇的溶度積相差不大，故選取Ba(OH)2作為二氧化碳的吸收劑最好；為測定廢氣中二氧化碳的含量，若廢氣的體積已知，則只需得出其中的二氧化碳的量即可，可通過測定沉淀的質(zhì)量來達到測定二氧化碳的量的目的。 答案　(1)2KHCO3K2CO3＋H2O＋CO2↑ (2)①B

10、?、?.225 mol·(L·min)－1　75%　降低溫度(或加壓或增大H2的量等) (3)CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－252.9 kJ·mol－1 (4)Ba(OH)2　BaCO3的質(zhì)量 3．天然氣(以甲烷計)在工業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛。 Ⅰ.在制備合成氨原料氣(H2)中的應(yīng)用 (1)甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化法制H2的主要轉(zhuǎn)化反應(yīng)如下： CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206.2 kJ/mol CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g) ΔH＝＋165.0 kJ/mol 上述反應(yīng)所得原料氣中的C

11、O會使氨合成催化劑中毒，必須除去。工業(yè)上常采用催化劑存在條件下CO與水蒸汽反應(yīng)生成易除去的CO2，同時又可制得等體積的氫氣的方法。此反應(yīng)稱為一氧化碳變換反應(yīng)，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是________________。 (2)CO變換反應(yīng)的汽氣比(水蒸汽與原料氣中的CO的物質(zhì)的量之比)與CO平衡變換率(已轉(zhuǎn)化的一氧化碳的量與轉(zhuǎn)化前一氧化碳的量之比)的關(guān)系如右圖所示： 析圖可知： ①相同溫度時，CO平衡變換率與汽氣比的關(guān)系是________________。 ②汽氣比相同時，CO平衡變換率與溫度的關(guān)系是________________。 (3)對于氣相反應(yīng)，用某組分(B)的平衡壓強(pB)

12、代替物質(zhì)的量濃度也可以表示平衡常數(shù)(記作Kp)，則CO變換反應(yīng)的平衡常數(shù)表示式為：Kp＝________。隨溫度的降低，該平衡常數(shù)________(填“增大”“減小”或“不變”)。 Ⅱ.在熔融碳酸鹽燃料電池中的應(yīng)用 以熔融Li2CO3和K2CO3為電解質(zhì)，天然氣經(jīng)內(nèi)重整催化作用提供反應(yīng)氣的燃料電池示意圖如下圖所示。 (1)外電路電子流動方向：由____流向____(填字母)。 (2)空氣極的電極反應(yīng)式是__________________________________________。 (3)以此燃料電池為電源電解精煉銅，當電路中有0.6 mol e－轉(zhuǎn)移時，有________

13、g精銅析出。 解析　Ⅰ.(1)根據(jù)蓋斯定律，用第二個熱化學(xué)方程式減去第一個熱化學(xué)方程式，即可得出所求反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。 Ⅱ.(3)Cu2＋＋2e－=== Cu 　　 　 2 mol 　 1 mol 　　 　 0.6 mol 　n n＝0.3 mol m＝0.3 mol×64 g/mol＝19.2 g。 答案?、?(1)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41.2 kJ/mol (2)①汽氣比越大，CO平衡變換率越大 ②溫度越高，CO平衡變換率越小 (3)　增大 Ⅱ.(1)A　B (2)O2＋4e－＋2CO2===2CO32－ (

14、3)19.2 4．(2013·吉林長春市一模，17)以甲烷(CH4)、合成氣(CO和H2)、CO2、甲醇(CH3OH)、甲醛(HCHO)等為初始反應(yīng)物可以合成一系列重要的化工原料和燃料。其中作為初始反應(yīng)物的甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。 (1)工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇。 反應(yīng)Ⅰ：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1 反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH2 ①上述反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟”原則的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 ②如表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)Ⅰ在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)。 溫度 250

15、 ℃ 300 ℃ 350 ℃ K 2.041 0.270 0.012 由表中數(shù)據(jù)判斷ΔH1________0(填“＞”、“＝”或“＜”)。 ③某溫度下，將2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密閉容器中，充分反應(yīng)，達到平衡后，測得c(CO)＝0.2 mol/L，則CO的轉(zhuǎn)化率為________，此時的溫度為________℃(從上表中選擇)。 (2)已知在常溫常壓下： ①2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)　ΔH1＝－1 277.0 kJ/mol ②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2＝－566.0 kJ/mol

16、③H2O(g)===H2O(l)　ΔH3＝－44.0 kJ/mol 寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：____________。 (3)2009年10月，中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破，組裝出了自呼吸電池及主動式電池。甲醇燃料電池的工作原理如圖所示。 ①該電池工作時，c口通入的物質(zhì)為________；該電池負極的電極反應(yīng)式為________________。 ②工作一段時間后，當6.4 g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時，有________NA個電子轉(zhuǎn)移。 ③若該電池通入O2的量為1 L(標準狀況)，且反應(yīng)完全，則用此電池來電解NaCl溶

17、液(惰性電極)，最多能產(chǎn)生Cl2的體積為________L(標準狀況)。 解析　(1)①化合反應(yīng)的原子利用率最高，為100%。②溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)減小，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)放熱，故ΔH1＜0。③達到平衡時，反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量為2 mol－2 L×0.2 mol/L＝1.6 mol，轉(zhuǎn)化率為×100%＝80%，平衡常數(shù)K＝＝＝2.041，所以此時的溫度為250 ℃。(2)根據(jù)蓋斯定律，由×①－×②＋2×③可得所求的熱化學(xué)方程式。(3)①根據(jù)裝置圖可知，d處生成大量的水，所以c口是通入氧氣；負極的電極反應(yīng)式為CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋。②當6.4 g(0.2 mol)甲醇完全反應(yīng)生成CO2時，轉(zhuǎn)移1.2 mol電子。③電解NaCl溶液生成Cl2的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－===Cl2↑，根據(jù)電荷守恒可知生成Cl2的體積為2 L(標準狀況)。 答案　(1)①Ⅰ?、冢肌、?0%　250　(2)CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－443.5 kJ/mol　(3)①O2　CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋?、?.2?、?