高考化学二轮复习考点专项突破练习：专题九 化学反应原理综合练习 2含解析

2020届高考化学二轮复习考点专项突破练习专题九 化学反应原理综合练习（2）1、请参考题中图表，已知E1134 kJmol1、E2368 kJmol1，根据要求回答下列问题：(1)图是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，H的变化是_。请写出NO2和CO反应的热化学方程式：_(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下：CH3OH(g)H2O(g)=CO2(g)3H2(g) H49.0 kJmol1CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g) H192.9 kJmol1又知H2O(g)=H2O(l)H44 kJmol1，则甲醇蒸气燃烧为液态水的热化学方程式为_(3)如表所示是部分化学键的键能参数。化学键PPPOO=OP=O键能/(kJmol1)abcx已知白磷的燃烧热为d kJmol1，白磷及其完全燃烧的产物的结构如图所示，则表中x_ kJmol1(用含a、b、c、d的代数式表示)。2、中科院一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷在催化作用下脱氢,在气相中经自由基偶联反应生成乙烯，其反应如下：2CH4(g) C2H4(g) +2H2(g) H 0化学键HHCHC = CCCE(kJ / mol)abcd1.已知相关化学键的键能如上表，甲烷制备乙烯反应的H = (用含a.b.c.d的代数式表示)。2.T1温度时，向1L的恒容反应器中充入2mol CH4 ,仅发生上述反应，反应过程中 015min CH4的物质的量随时间变化如图1,测得10-15min时H2的浓度为1.6molL-10 10min内CH4表示的反应速率为_mol/(Lmin) o若图1中曲线a、曲线b分别表示在温度T1时，使用质量相同但表面积不同的催化剂时，达到平衡过程中n (CH4)的变化曲线，其中表示催化剂表面积较大的曲线是 (填“a”或 “b”)。15 min时,若改变外界反应条件,导致n( CH4)发生图中所示变化，则改变的条件可能是 (任答一条即可)。3.实验测得. 其中K正、K逆为速率常数仅与温度有关，T1温度时k正与K逆的比值为 (填数值)。若将温度由T1升高到T2,则反应速率增大的倍数V正 V逆(选填“”、“”或“=”)；判断的理由是 4.科研人员设计了甲烷燃料电池并用于电解。如图2所示，电解质是掺杂了 Y2O3与 ZrO2的固体，可在高温下传导O2-C极的Pt为 极(选填“阳”或“阴” )。该电池工作时负极反应方程式为 。用该电池电解饱和食盐水，一段时间后收集到标况下气体总体积为112mL,则电解后所得溶液在25时pH= (假设电解前后NaCl溶液的体积均为500mL)。3、“绿水青山就是金山银山”,研究NO2、NO、CO、碳氢化合物大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。1.已知:汽车尾气中的CO、NOx、碳氮化合物是大气污染物。使用稀土等催化剂能将CO、NO转化成无毒物质。 已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) H1=+180.5kJ/mol K1(该反应的平衡常数) 2C(s)+O2(g)=2CO(g)H2=-221kJ/mol K2(同上) C(s)+O2(g)=CO2(g)H3=-393.5kJ/mol K3(同上) 写出NO(g)与CO(g)催化转化成N2(g)和CO2(g)的热化学方程式_,以及该热化学方程式的平衡常数K=_(用K1、K2、K3表示)2.污染性气体NO2与CO在一定条件下的反应为:2NO2+4CO 4CO2+N2 H=-1200kJ/mol。某温度下,在2L密闭容器中充入0.1mol NO2和0.2mol CO,此时容器的压强为1个大气压,5秒时反应达到平衡时,容器的压强变为原来的29/30,则反应开始到平衡时NO2的平均反应速率v(NO2)=_mol/(Ls)。若容器中观察到_,可判断该反应达到平衡状态;能使该反应的反应速率增大,且平衡向逆反应方向移动的是_。A.及时分离出CO2B.适当升高温度C.减小容器体积使体系压强增大D.选择高效催化剂3.电化学降解NO2-的原理如下图,阴极反应式为_。4.在高效催化剂作用下可用NH3还原NO2进行污染物处理。相同条件下,选用A、B、C三种催化剂进行反应,生成氮气的物质的量与时间变化如图a。活化能最小的是_用E(A)、E(B)、E(C)表示三种催化剂下该反应的活化能。在催化剂A作用下测得相同时间处理NO2的量与温度关系如图b。试说明图中曲线先增大后减小的原因_(假设该温度范围内催化剂的催化效率相同)。4、研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。(1) 现有反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H”、“0，温度升高，k正增大的倍数大于k逆4.阳CH48e+4O2=CO2+2H2O 12解析： 3答案及解析：答案：1.2NO(g)+2CO(g) =N2(g)+2CO2(g) H=-746.5kJmol-1; 2.0.002; 体系内颜色不再发生变化; B3.2+6e-+8H+=N2+4H2O4.E(A);低于300,反应未达到平衡,温度升高,反应速度加快;高于300,反应已平衡,随温度升高,反应逆向进行解析： 4答案及解析：答案：(1) ad 0.05 molL-1min-1逆反应(2) 温度超过250，催化剂的催化效率降低增大反应压强(或增大CH4的浓度)解析： 5答案及解析：答案：（1）33（2）2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S;加压反应速率增大，而且平衡右移，可提高生产效率（3）2H1-3H2-H3（4）bd;大于;小于;tm时生成物浓度较低;(5) 解析：（1）砷(As)与氮处于同一主族，As原子比N原子多两个电子层，原子核外有四个电子层，最外层5个电子，砷元素原子序数为7+8+18=33，故答案为：33；（2）工业上常将含砷废渣（主要成分为As2O3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫，砷元素化合价+3价变化为+5价，反应的化学方程式为2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S；增大压强，可增大反应速率，并使平衡正向移动，增大反应物的转化率，故答案为：2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S；加压反应速率增大，而且平衡右移，可提高生产效率；（3）已知：As(s)+3/2H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s)H1H2(g)+1/2O2(g)=H2O（l）H22As(s)+5/2O2(g)=As2O5(s)H3，则利用盖斯定律将2-3-可得As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)H=2H1-3H2-H3，故答案为：2H1-3H2-H3；（4）a同一个化学反应，速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡，都存在v（I-）=2v()，a项错误；b溶液pH不变时，则c(OH)也保持不变，反应达到平衡状态，b项正确；c由图可知，当c()=y molL1时，浓度不再发生变化，则达到平衡状态，由方程式可知此时c(I)=2y molL1，所以c(I)=y molL1时没有达到平衡状态，c项错误；d不再变化，可说明各物质的浓度不再变化，反应达到平衡状态，d项正确；故答案为：bd；反应从正反应开始进行，tm时反应继续正向进行，则v正大于v逆，故答案为：大于；tm时比tn时浓度更小，则逆反应速率更小，故答案为：小于；tm时浓度更小，反应速率更慢；反应前，三种溶液混合后，Na3AsO3的浓度为3x mol/L20/(20+20+20)=x mol/L，同理I2的浓度为x mol/L，反应达到平衡时，生产c()为y mol/L，则反应生产的c(I)=2y mol/L，消耗的、I2的浓度均为ymol/L，平衡时c()=（x-y）mol/L，c(I2)=（x-y）mol/L，溶液中c(OH)=1mol/L，则，故答案为：4y3/(xy)2。 6答案及解析：答案：1.大于;O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低2.1163.增加反应体系压强、及时除去产物4.Fe3+e=Fe2+，4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O;5.6解析：1.根据反应方程式知，HCl平衡转化率越大，平衡常数K越大，结合图像知K(300 )K(400 )；由图像知，400 时，HCl平衡转化率为84%，用三段式法对数据进行处理得：起始（浓度） c0 c0 0 0变化（浓度） 0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0平衡（浓度）(1-0.84)c0 (1-0.21)c0 0.42c0 0.42c0则K=；根据题干信息知，进料浓度比过低，氧气大量剩余，导致分离产物氯气和氧气的能耗较高；进料浓度比过高，HCl不能充分反应，导致HCl转化率较低；2.根据盖斯定律知，（反应I+反应II+反应III）2得 H=（H1+H2+H3）2=-116 kJmol-1；3.若想提高HCl的转化率，应该促使平衡正向移动，该反应为气体体积减小的反应，根据勒夏特列原理，可以增大压强，使平衡正向移动；也可以及时除去产物，较小产物浓度，使平衡正向移动；4.电解过程中，负极上发生的是得电子反应，元素化合价降低，属于还原反应，则图中左侧为负极反应，根据图示信息知电极反应为：Fe3+e-=Fe2+和4=Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O。 7答案及解析：答案：1.酸性; 4; 2. a、b3. 温度升高,反应速率加快,平衡右移 该反应是焓增、熵减的反应,任何温度下均不自发进行解析：1.由电荷守恒 ,代入数值,显然溶液呈酸性, 接近4。2.利用盖斯定律第2个反应减去第1个反应,得 。为酸性气体,可用碱液洗涤,由于酸性,也可用溶液作洗涤液。3.利用“三段式”求起始物质的量/ 0.8 0.2 0平衡物质的量/ 设汽缸体积为。温度升高反应速率加快,且由于该反应正反应为吸热反应,则升温平衡向正方向移动,故温度越高单位时间内排放量越大。该反应,则,故任何情况下,都不能实现自发转化。、在催化剂作用下转化为和,化学反应方程式为: 。 8答案及解析：答案：1. 2.0.5; 增大; ;AC.解析：