高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)考點專項突破練習(xí)：專題九 化學(xué)反應(yīng)原理綜合練習(xí) 4含解析

2020屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)考點專項突破練習(xí)專題九 化學(xué)反應(yīng)原理綜合練習(xí)（4）1、運用化學(xué)反應(yīng)原理研究碳、氮、硫的單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)對緩解環(huán)境污染、能源危機具有重要意義。 1.CO還原NO的反應(yīng)為2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) H=-746 kJ·mol-1。部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表:化學(xué)鍵CONNC=OE/(kJ·mol-1)1076945745由以上數(shù)據(jù)可求得NO的鍵能為_kJ·mol-1。寫出兩條有利于提高NO平衡轉(zhuǎn)化率的措施_。  2.用焦炭還原NO的反應(yīng)為:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g) H。恒容恒溫條件下,向體積相同的甲、乙、丙三個容器中分別加入足量的焦炭和一定量的NO,測得各容器中NO的物質(zhì)的量n(NO)隨反應(yīng)時間(t)的變化情況如下表所示:               04080120160甲/4002.001.51.100.800.80乙/4001.000.800.650.530.45丙/T2.001.451.001.001.00H_0(填“>”或“<”)。乙容器在160 min時v正_v逆(填“>”、“<”或“=”)。3.某溫度下,向體積為2L的恒容真空容器中通入2.00mol NO2,發(fā)生反應(yīng):2NO2(g)N2O4(g) H=-57.0kJ·mol-1已知:v正(NO2)=k1·c2(NO2),v逆(N2O4)=k2·c(N2O4),其中k1、k2為速率常數(shù)。測得NO2的體積分數(shù)(NO2)與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系如下表:t/min020406080(NO2)1.00.750.520.500.50的數(shù)值為_。已知速率常數(shù)k隨溫度升高而增大,則升高溫度后k1增大的倍數(shù)_k2增大的倍數(shù)(填“>”、“<”或“=”)。4.用間接電化學(xué)法去除煙氣中NO的原理如下圖所示。已知陰極室溶液呈酸性,則陰極的電極反應(yīng)式為_。反應(yīng)過程中通過質(zhì)子交換膜(ab)的H+為2mol時,吸收柱中生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_L。2、近年來,研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)化與存儲。過程如下:1.反應(yīng):2H2SO4(l) 2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)  H1=+551 kJ·mol-1反應(yīng):S(s)+O2(g) SO2(g)  H3=-297 kJ·mol-1反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_。2.對反應(yīng),在某一投料比時,兩種壓強下,H2SO4在平衡體系中物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。   p2_p1(填“>”或“<”),得出該結(jié)論的理由是_。3.I-可以作為水溶液中SO2歧化反應(yīng)的催化劑,可能的催化過程如下。將ii補充完整。i.SO2+4I-+4H+ S+2I2+2H2Oii.I2+2H2O+_ _+_+2I-4.探究i、ii反應(yīng)速率與SO2歧化反應(yīng)速率的關(guān)系,實驗如下:分別將18 mL SO2飽和溶液加入到2 mL下列試劑中,密閉放置觀察現(xiàn)象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)序號ABCD試劑組成0.4 mol·L-1 KIa mol·L-1 KI0.2 mol·L-1 H2SO40.2 mol·L-1 H2SO40.2 mol·L-1 KI0.0002mol I2實驗現(xiàn)象溶液變黃,一段時間后出現(xiàn)渾濁溶液變黃,出現(xiàn)渾濁較A快無明顯現(xiàn)象溶液由棕褐色很快褪色,變成黃色,出現(xiàn)渾濁較A快B是A的對比實驗,則a=_。比較A、B、C,可得出的結(jié)論是_。實驗表明,SO2的歧化反應(yīng)速率D>A,結(jié)合i、ii反應(yīng)速率解釋原因:_。3、處理、回收CO是環(huán)境科學(xué)家研究的熱點課題。1.CO用于處理大氣污染物N2O所發(fā)生的反應(yīng)為N2O（g）+CO（g）CO2（g）+N2（g） H。幾種物質(zhì)的相對能量如下：物質(zhì)N2O(g)CO(g)CO2(g)N2(g)相對能量/kJ mol-1475.52830393.5H=_ kJ·mol1。改變下列“量”，一定會引起H發(fā)生變化的是_（填代號）A.溫度B.反應(yīng)物濃度C.催化劑D.化學(xué)計量數(shù)有人提出上述反應(yīng)可以用“Fe+”作催化劑。其總反應(yīng)分兩步進行：第一步：Fe+N2O=FeO+N2；第二步：_（寫化學(xué)方程式）。第二步反應(yīng)不影響總反應(yīng)達到平衡所用時間，由此推知，第二步反應(yīng)速率_第一步反應(yīng)速率（填“大于”“小于”或“等于”）。2.在實驗室，采用I2O5測定空氣中CO的含量。在密閉容器中充入足量的I2O5粉末和一定量的CO，發(fā)生反應(yīng)：I2O5 （s）+5CO（g）5CO2（g）+I2（s）。測得CO的轉(zhuǎn)化率如圖1所示。相對曲線a，曲線b僅改變一個條件，改變的條件可能是_。在此溫度下，該可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_（用含x的代數(shù)式表示）。3.工業(yè)上，利用CO和H2合成CH3OH。在1 L恒容密閉容器中充入1 mol CO（g）和 n mol H2，在250 發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），測得混合氣體中CH3OH的體積分數(shù)與H2的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖2所示。在a、b、c、d點中，CO的平衡轉(zhuǎn)化率最大的點是_。4.有人提出，利用2CO（g）=2C（s）+O2（g）消除CO對環(huán)境的污染，你的評價是_（填“可行”或“不可行”）5.CO空氣堿性燃料電池（用KOH作電解質(zhì)），當(dāng)恰好完全生成KHCO3時停止放電。寫出此時負極的電極反應(yīng)式：_。4、CoCO3主要用作選礦劑、偽裝涂料的顏料等。用鈷礦石(含Co2O3·CoO及少量Fe2O3、Al2O3、MnO2等)生產(chǎn)CoCO3的流程如下：下表列出了幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH(“沉淀完全”是指溶液中離子濃度低于1.0×10-5mol·L-1)Al3Fe3Fe2Mn2Co2開始沉淀的pH4.02.77.67.77.6沉淀完全的pH5.23.79.69.89.21.寫出“浸取”步驟Co2O3·CoO發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_。2.“浸取”步驟除Co2O3·CoO外，鈷礦石中還能被Na2SO3還原的物質(zhì)有_(填化學(xué)式)。3.加NaClO3的目的是氧化Fe2，NaClO3的用量過多會造成的不良后果是_。4.“沉鈷”步驟向CoCl2溶液加入NH4HCO3溶液需要5557條件下進行，溫度控制在5557的原因為_。5.已知金屬萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖所示。請補充完整由“氧化”后的溶液制備CoCO3的實驗方案：向“氧化”后的溶液中加入_，得較純CoCl2溶液，加入NH4HCO3溶液沉鈷得CoCO3。(實驗中須使用試劑：Na2CO3溶液、金屬萃取劑、鹽酸)。5、H2S在金屬離子的鑒定分析、煤化工等領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。請回答：工業(yè)上一種制備H2S的方法是在催化劑、高溫條件下，用天然氣與SO2反應(yīng)，同時生成兩種能參與大氣循環(huán)的氧化物。(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。H2S可用于檢測和沉淀金屬陽離子。(2)H2S的第一步電離方程式為_。(3)已知：25時，Ksp(SnS)1.0×1025，Ksp(CdS)8.0×1027。該溫度下，向濃度均為0.1 mol·L1的CdCl2和SnCl2的混合溶液中通入H2S，當(dāng)Sn2+開始沉淀時，溶液中c(Cd2+)_(溶液體積變化忽略不計)。H2S是煤化工原料氣脫硫過程的重要中間體。反應(yīng)原理為COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)H+7kJ·mol1；CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H42kJ·mol1。(4)已知：斷裂1mol分子中的化學(xué)鍵所需吸收的能量如表所示。分子COS(g)H2(g)CO(g)H2S(g)H2O(g)CO2(g)能量/(kJ·mol1)1319442x6789301606表中x_。(5)向10 L容積不變的密閉容器中充入1mol COS(g)、1mol H2(g)和1mol H2O(g)，進行上述兩個反應(yīng)。其他條件不變時，體系內(nèi)CO的平衡體積分數(shù)與溫度(T)的關(guān)系如圖所示。隨著溫度升高，CO的平衡體積分數(shù)_(填“增大”或“減小”)。原因為_。T1時，測得平衡時體系中COS的物質(zhì)的量為0.80mol。則該溫度下，COS的平衡轉(zhuǎn)化率為_；反應(yīng)的平衡常數(shù)為_(保留兩位有效數(shù)字)。6、合成氨是人類科學(xué)技術(shù)上的一項重大突破,其反應(yīng)原理為: 一種工業(yè)合成氨的簡易流程圖如下:1.天然氣中的雜質(zhì)常用氨水吸收,產(chǎn)物為。一定條件下將溶液中通入空氣,得到單質(zhì)硫并使吸收液再生,寫出再生反應(yīng)的化學(xué)方程式:_。2.步驟中制氫氣原理如下: 對于反應(yīng),一定可以提高平衡體系中百分含量,又能加快反應(yīng)速率的措施是_。a.升高溫度 b.增大水蒸氣濃度 c.加入催化劑 d.降低壓強利用反應(yīng),將進一步轉(zhuǎn)化,可提高產(chǎn)量。若1和的混合氣體(的體積分數(shù)為20%)與反應(yīng),得到1.18、和的混合氣體,則轉(zhuǎn)化率為_。3.圖1表示500、60.0條件下,原料氣投料比與平衡時體積分數(shù)的關(guān)系。根據(jù)圖中點數(shù)據(jù)計算的平衡體積分數(shù):_。4.依據(jù)溫度對合成氨反應(yīng)的影響,在圖2坐標(biāo)系中,畫出一定條件下的密閉容器內(nèi),從通入原料氣開始,隨溫度不斷升高, 物質(zhì)的量變化的曲線示意圖。5.上訴流程圖中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步驟是(填序號)_。簡述本流程中提高合成氨原料總轉(zhuǎn)化率的方法:_。7、鈷及其化合物可應(yīng)用于催化劑、電池、顏料與染料等。1. 是一種油漆添加劑,可通過反應(yīng)、制備。,則反應(yīng)的_。2.某鋰電池的電解質(zhì)可傳導(dǎo),電池反應(yīng)式為: 電池放電時,負極的電極反應(yīng)式為_,向_移動(填“正極”或“負極”)。一種回收電極中元素的方法是:將與、反應(yīng)生成。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。3. 高壓法制備醋酸采用鈷碘催化循環(huán)過程如圖所示,該循環(huán)的總反應(yīng)方程式為_(反應(yīng)條件無需列出)。 4.某含鈷催化劑可同時催化去除柴油車尾氣中的碳煙()和。不同溫度下,將10模擬尾氣(成分如下表所示)以相同的流速通過該催化劑,測得所有產(chǎn)物(、)與的相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果如下圖所示。 模擬尾氣氣體碳煙物質(zhì)的量分數(shù)或物質(zhì)的量0.25%5%94.75%380時,測得排出的氣體中含0.45 和0.0525 ,則的化學(xué)式為_。實驗過程中采用模擬,而不采用的原因是_。8、某地今年啟動11項工程治理氮磷污染,以保護空氣環(huán)境和飲用水源。下面是有關(guān)氮污染防治及處理方法。據(jù)此回答下列問題:1.三效催化劑是最常見的汽車尾氣催化劑,能同時凈化汽車尾氣中的、,其催化劑表面物質(zhì)轉(zhuǎn)化的關(guān)系如圖A所示,化合物可借助傅里葉紅外光譜圖(如圖B所示)確定。 從最終排放的氣體看,氮元素將_(填“被氧化”或“被還原”);若中, 、的體積之比為1:1,寫出生成的化學(xué)方程式:_。2.已知可將轉(zhuǎn)化為,某研究小組在實驗室研究反應(yīng)條件對轉(zhuǎn)化率的影響。 由圖1可知的百分含量越高, 轉(zhuǎn)化為的轉(zhuǎn)化率越_(填“高”或“低”)。當(dāng)時, 的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示,則應(yīng)控制反應(yīng)的最佳溫度在_左右。3.在催化劑存在的條件下,用將還原為。已知:則氫氣和一氧化氮反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣的熱化學(xué)方程式是_。4.氨氣氮氧化物燃料電池可用于處理氮氧化物,防止空氣污染,其裝置如圖所示。通入氨氣的電極為_(填“正極”或“負極”)。負極的電極反應(yīng)式為_。 答案以及解析1答案及解析：答案：1.513.5;降低溫度、增大壓強、增大CO與NO的投料比等;2.;<>3.6;<4.;11.2解析： 2答案及解析：答案：1.3SO2(g)+2H2O (g) 2H2SO4(l)+S(s)  H2=254 kJ·mol12.> 反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng),溫度一定時,增大壓強使反應(yīng)正向移動,H2SO4 的物質(zhì)的量增大,體系總物質(zhì)的量減小,H2SO4的物質(zhì)的量分數(shù)增大3.SO2;SO42 4H+4.0.4I是SO2歧化反應(yīng)的催化劑,H+單獨存在時不具有催化作用,但H+可以加快歧化反應(yīng)速率反應(yīng)ii比i快;D中由反應(yīng)ii產(chǎn)生的H+使反應(yīng)i加快解析：1. 分析:(1)應(yīng)用蓋斯定律結(jié)合反應(yīng)II分析。 (2)采用“定一議二”法,根據(jù)溫度相同時,壓強與H2SO4物質(zhì)的量分數(shù)判斷。 (3)依據(jù)催化劑在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變,反應(yīng)i+反應(yīng)ii消去I-得總反應(yīng)。 (4)用控制變量法對比分析。 根據(jù)過程,反應(yīng)II為SO2催化歧化生成H2SO4和S,反應(yīng)為3SO2+2H2O=2H2SO4+S。應(yīng)用蓋斯定律,反應(yīng)I+反應(yīng)III得,2H2SO4(l)+S(s)=3SO2(g)+2H2O(g)H=H1+H3=(+551kJ/mol)+(-297kJ/mol)=+254kJ/mol,反應(yīng)II的熱化學(xué)方程式為3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)H=-254kJ/mol。 2.在橫坐標(biāo)上任取一點,做縱坐標(biāo)的平行線,可見溫度相同時,p2是H2SO4物質(zhì)的量分數(shù)大于p1時;反應(yīng)ii是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),增大壓強平衡正反應(yīng)方向移動,H2SO4物質(zhì)的量增加,體系總物質(zhì)的量減小,H2SO4物質(zhì)的量分數(shù)增大;則p2>p13.反應(yīng)II的總反應(yīng)為3SO2+2H2O=2H2SO4+S,I-可以作為水溶液中SO2歧化反應(yīng)的催化劑,催化劑在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變,(總反應(yīng)-反應(yīng)i) ÷2得,反應(yīng)ii的離子方程式為I2+2H2O+SO2=4H+SO42-+2I-。4.B是A的對比實驗,采用控制變量法,B比A多加了0.2mol/LH2SO4,A與B中KI濃度應(yīng)相等,則a=0.4。對比A與B,加入H+可以加快SO2歧化反應(yīng)的速率;對比B與C,單獨H+不能催化SO2的歧化反應(yīng);比較A、B、C,可得出的結(jié)論是:I是SO2歧化反應(yīng)的催化劑,H+單獨存在時不具有催化作用,但H+可以加快歧化反應(yīng)速率。對比D和A,D中加入KI的濃度小于A,D中多加了I2,反應(yīng)i消耗H+和I-,反應(yīng)ii中消耗I2,D中“溶液由棕褐色很快褪色,變成黃色,出現(xiàn)渾濁較A快”,反應(yīng)速率DA,由此可見,反應(yīng)ii比反應(yīng)i速率快,反應(yīng)ii產(chǎn)生H+使c(H+)增大,從而反應(yīng)i加快。點睛:本題以利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)化與存儲為載體,考查蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡圖像的分析、方程式的書寫、控制變量法探究外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,考查學(xué)生靈活運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。 3答案及解析：答案：1. -365；D；FeOCO=FeCO2；大于；2.加入催化劑（或增大壓強）；3. d；4.不可行；CO2e3OH=H2O解析：1. H=生成物所具有的總能量-反應(yīng)物所具有的總能量=（393.5+0-475.5-283） kJ·mol1=-365 kJ·mol1；反應(yīng)熱只與具體反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)有關(guān)。與溫度、壓強、催化劑、轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)物濃度等無關(guān)。根據(jù)催化劑定義，第二步反應(yīng)中，中間產(chǎn)物(FeO+)氧化CO生成CO2本身被還原成Fe+，第二步反應(yīng)對總反應(yīng)速率沒有影響，說明第一步是慢反應(yīng)，控制總反應(yīng)速率。2.曲線b和曲線a的平衡狀態(tài)相同，曲線b反應(yīng)速率較大，對于氣體分子數(shù)相同的反應(yīng)，加壓可以增大濃度，正、逆反應(yīng)速率同倍數(shù)增大；加入催化劑，正、逆反應(yīng)速率同倍數(shù)增大，平衡不移動；設(shè)CO的起始濃度為c(對于等氣體分子數(shù)反應(yīng)，體積始終不變)，平衡時，c(CO)=(1-x)c mol·L1，c(CO2)=x cmol·L1，K=c5(CO2)/c5(CO)= 。3.圖2中，b點代表平衡點，增大H2、CO的投料比，CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大。4.該反應(yīng)是焓增、熵減反應(yīng)，任何溫度下自由能大于0，任何溫度下不能自發(fā)進行，故不可行。5.負極上CO發(fā)生氧化反應(yīng)生成KHCO3，負極的電極反應(yīng)式：CO2e3OH=H2O。 4答案及解析：答案：1.2.Fe2O3、MnO23.與Cl反應(yīng)生成Cl2污染環(huán)境或?qū)o2氧化成Co34.溫度過高NH4HCO3易分解，溫度過低反應(yīng)速率緩慢5.Na2CO3溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH至5.27.6，過濾，向濾液中加入鹽酸調(diào)pH至3.5左右(3.04.0均可)，加入金屬萃取劑萃取23次，靜置后分液。解析： 5答案及解析：答案：1. 4SO2+3CH44H2S+3CO2+2H2O2.(1) H2SH+HS;(2) 8.0×103mol·L1.3.(1)1076;(2)增大; 反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，CO的平衡體積分數(shù)增大；反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，CO的平衡體積分數(shù)也增大。20%;0.044.解析：1.天然氣與SO2反應(yīng),可制備H2S,同時生成兩種能參與大氣循環(huán)的氧化物應(yīng)為H2O和CO2,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4SO2+3CH44H2S+3CO2+2H2O.2.(1) H2S是二元弱酸,在溶液中分步電離,第一步電離方程式為H2SH+HS;(2)當(dāng)開始沉淀時,根據(jù),可知此時溶液中,則溶液中.3.(1)已知,則,解得.(2)由圖示可知隨著溫度升高, CO的平衡體積分數(shù)增大,原因為反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡正向移動, CO的平衡體積分數(shù)增大;反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動, CO的平衡體積分數(shù)也增大;平衡時COS的轉(zhuǎn)化率為,                                    起始物質(zhì)的量()    1                   1                     0                  0變化物質(zhì)的量()    0.2               0.2                 0.2              0.2平衡物質(zhì)的量()    0.8               0.8                 0.2              0.2                                    起始物質(zhì)的量()   0.2                1                    0                  0.8 變化物質(zhì)的量()                                                           平衡物質(zhì)的量()                                       此時的體積分數(shù)為5%,即,解得,平衡時的物質(zhì)的量為0.8,的物質(zhì)的量為0.85,的物質(zhì)的量為0.15,的物質(zhì)的量為0.2,則時,反應(yīng)的平衡常數(shù)為. 6答案及解析：答案：1. 2.a; 90%; 3.14.5%; 4.5.; 對原料氣加壓;分離液氨后,未反應(yīng)的N2、H2循環(huán)使用解析：1. 中價的具有還原性,易被空氣中的氧氣氧化為,該反應(yīng)的方程式為.2.對于反應(yīng),升高溫度,平衡向右移動, 的百分含量增加,速率加快,a項正確;增大水蒸氣濃度,平衡向右移動,但百分含量減小,反應(yīng)速率加快,b項錯誤;加入催化劑, 百分含量不變,c項錯誤;降低壓強,平衡向右移動,但反應(yīng)速率減小,d項錯誤。設(shè)反應(yīng)中轉(zhuǎn)化了,                            開始                0.2                                                 0              0.8變化                                                                                 一段時間                                                         則,的轉(zhuǎn)化率。3. 點時平衡體系中與的體積比為1:3,且兩者體積分數(shù)和為,故的體積分數(shù)為: 。4. ,反應(yīng)為放熱反應(yīng),開始一段時間的含量增加,但達平衡后再升高溫度,平衡向左移動, 的物質(zhì)的量減小。5.由流程圖看出處進行熱交換,故為熱量得到充分利用的主要步驟。為提高工業(yè)合成氨原料利用率,工業(yè)上常采用對原料進行加壓,計時分離出液氨,未反應(yīng)的、循環(huán)利用等措施。 7答案及解析：答案：1.(a2b)kJmol12.;正極;3.CO+CH3OHCH3COOH4.N2O; 真實的尾氣中的NOx以NO為主(或NO較NO2穩(wěn)定,NO2氣體中存在N2O4,不便于定量測定。)解析： 8答案及解析：答案：1.被還原; 2.高; 900K; 3. ,4.負極; 解析：