1、 2020年高考化学二轮复习大题精准训练年高考化学二轮复习大题精准训练 化学反应原理综合练化学反应原理综合练 1. 二氧化碳的捕集与利用是实现温室气体减排的重要途径之一。 (1)目前工业上使用的捕碳剂有NH3和(NH4)2CO3， 它们与CO2可发生如下可逆反应： 2NH3(l) + H2O(l)+ CO2(g) (NH4)2CO3(aq) K1 NH3(l) + H2O(l)+ CO2(g) NH4HCO3(aq) K2 (NH4)2CO3(aq) + H2O(l) + CO2(g) 2NH4HCO3(aq) K3 则K3=_(用含K1、K2的代数式表示)。 (2)利用CO2制备乙烯是我国能
2、源领域的一个重要战略方向，具有如下： 方法一： CO2催化加氢合成乙烯，其反应为：2CO2(g) + 6H2(g) C2H4(g) + 4H2O(g) H = a kJ mol;1 起始时按n(CO2) n(H2) = 1 3的投料比充入20 L的恒容密闭容器中，不同温度下 平衡时H2和H2O的物质的量如图甲所示： a_0(选填“”或“ 0.6平衡向逆反应方向移动 (2)T时，在恒容密闭容器中通入CH3OCH3，发生反应 II：CH3OCH3(g) CO(g) + H2(g) + CH4(g)，测得容器内初始压强为41.6 kPa，反应过程中反应速率 v(CH3OCH3)、时间 t与CH3OC
3、H3分压P(CH3OCH3)的关系如图 b所示。 t = 400 s时，CH3OCH3的转化率为_ (保留 2位有效数字)；反应速 率满足v(CH3OCH3) = kPn(CH3OCH3)，k =_ s;1；400 s时 v(CH3OCH3) =_ kPa s;1。 达到平衡时，测得体系的总压强P总= 121.6 kPa，则该反应的平衡常数 Kp=_ kPa2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数)。 该温度下，要缩短达到平衡所需的时间，除改进催化剂外，还可采取的措施是 _，其理由是_。 8. 为了实现“将全球温度上升幅度控制在2以内”的目标，科学家正在研究温室气 体CO2的转化
4、和利用。 (1)海洋是地球上碳元素的最大“吸收池”。在海洋中，可通过如图所示的途径来 固碳。 发生光合作用时， CO2与H2O反应生成(CH2O)x和O2的化学方程式为_。 (2)在一定温度和催化剂作用下，CH4与CO2可直接转化成乙酸，这是实现“减排” 的一种研究方向。 在不同温度下，催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如下图所示，则该反应的 最佳温度应控制在_左右。 第 10 页，共 35 页 该反应催化剂的有效成分为偏铝酸亚铜(CuAlO2，难溶物)。将CuAlO2溶解在稀 硝酸中生成两种盐并放出 NO气体，其离子方程式为_。 (3)有科学家提出可利用FeO来吸收CO2，已知： C(s) +
5、 2H2O(g) CO2(g) + 2H2(g) H = +113.4 kJ mol;1 3FeO(s) + H2O(g) Fe3O4(s)+ H2(g) H = +18.7 kJ mol;1 则6FeO(s) + CO2(g) 2Fe3O4(s)+ C(s) H =_ kJ mol;1。 (4)往 2L恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应： CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)。在不同催化剂作用下，相同时间内CO2的 转化率随温度变化如下图所示(图中 c 点的转化率为66.67%，即转化了2/3 )。 催化剂效果最佳的是_(
6、填“催化剂”“催化剂”或“催化剂”)。 b点v(正)_(填“”“”或“”或“； 该反应为放热反应， 温度升高， 平衡逆向移动； 16 3 (或5.3)； (5)CO2+ 2e;+ 2H:= HCOOH 【解析】 【分析】 本题主要化学原理知识，包含化学方程式、离子方程式的书写和配平，电极反应式的书 写，原电池的原理，化学平衡的移动，化学平衡常数的计算和简单应用，热化学方程式 的书写和盖斯定律的应用，涉及的知识点较多，考查综合能力，题目难度中等。 【解答】 (1)发生光合作用时，CO2与H2O在叶绿素和酶的作用下反应生成(CH2O)x和O2，其反应 的化学方程式为，故答案为： ； (2)由图可以
7、看出250时，乙酸的生成速率最大，催化剂的催化效率最高，则该反应 的最佳温度应控制在250左右，故答案为：250； 将CuAlO2溶解在稀硝酸中生成的盐为硝酸铝、硝酸铜，反应还有水生成，其离子方 程式为3CuAlO2+ NO3 ; + 16H:= 3Cu2:+ 3Al3:+ NO +8H2O，故答案为： 3CuAlO2+ NO3 ; + 16H:= 3Cu2:+ 3Al3:+ NO +8H2O； (3)C(s) + 2H2O(g) CO2(g) + 2H2(g)H = +113.4kJ mol;1，3FeO(s) + H2O(g) Fe3O4(s) + H2(g) H = +18.7kJ mo
8、l;1，则由 2 可得反应 6FeO(s) + CO2(g) 2Fe3O4(s) + C(s) ，H = 2 H2 H1= +18.7 kJ mol;1 2 113.4 kJ mol;1 = 76.0kJ mol;1，故答案为：76.0； 第 28 页，共 35 页 (4)由图可以看出，温度相同时，相同时间内使用催化剂CO2的转化率最大，催化 剂效果最佳的是催化剂，故答案为：催化剂； 由图可以看出，反应从正反应开始，b点还未达到化学平衡状态，v(正) v(逆)，故 答案为：； 若此反应在 a点时已达到平衡状态，a点的转化率比 c点高，是因为该反应为放热反 应，温度升高，平衡逆向移动，故答案为：
9、该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移 动； c点时， CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) 起始(mol/L)：0.5 1.5 0 0 转化(mol/L)：0.5 2 3 1.5 2 3 0.5 2 3 0.5 2 3 平衡(mol/L)：0.5 1 3 0.5 0.5 2 3 0.5 2 3 c 点时该反应的平衡常数K = c(CH3OH)c(H2O) c(CO2)c3(H2) = 0.52 30.5 2 3 0.51 30.5 3 = 16 3 ，故答案为：16 3 (或5.3)； (5)该装置中，根据H:流向知，a是负极，b是正极，正极得电子发生还原反应，
10、反应式 为CO2+ 2e;+ 2H:= HCOOH； 故答案为：CO2+ 2e;+ 2H:= HCOOH。 9.【答案】 H = 410.8 kJ mol;1 (2)放热 0.135 mol L;1 min;1 下移 (3)不能 c(Na:) c(SO3 2;) c(OH;) c(HSO3;) c(H:) (4)先生成白色沉淀，后生成砖红色沉淀 【解析】【分析】本题考查比较综合，涉及热化学方程式的书写、反应速率的计算等， 难度一般，解题的关键是对基础知识的掌握，要求学生有一定的知识迁移能力。 【解答】 (1)由 NaCl的溶解热可知：NaCl(s) = Na:(aq) + Cl;(aq) H
11、= +3.8 kJ mol;1，Na(s) e;= Na:(aq) H = 240 kJ mol;1， H = 167 kJ mol;1，Na 在Cl2中燃烧的化学方程式为 ， 该反应可由 + 得到， 根据盖斯定律可求算出该 反应的反应热：H = (240 kJ mol;1) + (167 kJ mol;1) (+3.8 kJ mol;1) = 410.8 kJ mol;1。 (2)由图像可知其他条件不变时，温度越高，CO2平衡转化率越低，即升高温度，平 衡逆向移动， 逆反应为吸热反应， 所以正反应是放热反应。 由图像可知反应在500 K达 到平衡状态时CO2的平衡转化率为60%，所以010
12、min时段v(H2) = 3v(CO2) = 3 1.5 mol60% 2 L 10min = 0.135 mol L;1 min;1。充入2 mol CO2和3 mol H2可认为是先充入 1.5 mol CO2和3 mol H2，则得到的曲线如题图，在该平衡的基础上再充入0.5 mol CO2， 尽管平衡会正向移动，但是CO2的平衡转化率会降低，即图中曲线会下移。 (3)NaClO对应 HClO， Na2CO3对应HCO3 ;， 所以不能比较 HClO 与H2CO3酸性的强弱。 、SO3 2; + H2O HSO3 ; + OH;、HSO3 ; + H2O H2SO3+ OH;，由于水解是
13、微弱的，且水解程度逐渐减小，则溶液中各离子浓度大小关系为 c(Na:) c(SO3 2;) c(OH;) c(HSO3;) c(H:)。H 2SO 3的一级电离平衡常数为 1.3 10 ;2， 二级电离平衡常数为6.3 10 ;8， H 2CO 3的一级电离平衡常数为4.2 10 ;7， 酸性：H2SO3 H2CO3 HSO3 ;，故 H 2SO 3溶液与 NaHCO 3溶液反应只能生成HSO3;， 不会生成SO3 2;，反应的离子方程式为 。 (4)Ksp(AgCl) = c(Ag:) c(Cl;)，t时，当c(Cl;) = 0.1 mol L;1刚好生成 AgCl 时， c(Ag:) =
14、1.51010 0.1 mol L;1= 1.5 10;9mol L;1 ，K sp(Ag2CrO4) = c2(Ag:) c(CrO4 2; )， 当c(CrO4 2;) = 0.1mol L;1刚好生成Ag2CrO4时， c(Ag:) = Ksp(Ag2CrO4) c(CrO4 2) = 2.01012 0.1 mol L;1 1.5 10;9mol L;1， 所以先生成白色的 AgCl 沉淀，然后再生成砖红色的Ag2CrO4沉淀。 10.【答案】(1) ； (2) H3 = H1+ H2； (1.60 7.4050)( 3.20 7.4050) 2 (1.80 7.4050) 2(0.8
15、0 7.4050) 2 【解析】【分析】 本题主要考查了化学平衡的影响因素和原电池等相关知识，难度较大，应多练习。 【解答】 (1)C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g)在高温下能自发进行， 所以H 0， 故答案为： ； (2)根据盖斯定律可得(c) = (a) + (b)，所以应有 H3 = H1+ H2，平衡常数应为 K3= K1 K2，根据表格信息温度升高平衡常数减小，所以H3； 反应达到平衡状态 P 点时 NO转化率为80%，所以平衡时一氧化碳剩余1.8mol，一氧 化氮剩余0.8mol，氮气为1.6mol，二氧化碳为3.2mol，所以此时的平衡常数Kp= (1.6
16、0 7.4050)( 3.20 7.4050) 2 (1.80 7.4050) 2(0.80 7.4050) 2，故答案为： (1.60 7.4050)( 3.20 7.4050) 2 (1.80 7.4050) 2(0.80 7.4050) 2。 11.【答案】(1) H1;H2 2 ； K1 K2； (2)a；66.7%； (3)大于；0；加入催化剂； 【解析】解：(1)2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) H1； 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) H2， 由盖斯定律可知，反应SO2(g) + NO2(g) NO(g) + SO3(g) H = ; 2 = H1;H2
17、 2 ， ， 故答案为：H1;H2 2 ； K1 K2； (2)a.A、B 容器中气体的颜色均不再发生变化，说明二氧化氮的浓度保持不变，达平 衡状态，故正确； b.两者起始量为2:1，变化量为2:1，所以 A、B 容器中 NO 和O2物质的量浓度比始终为 2:1，故错误； 故答案为：a； 由 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)起始反应物投入量 2mol NO 和 1mol O2， 设开始时 NO压强为 2P，O2压强为 P， 开始(kPa) 2P P 0 转化(kPa)200 100 200 平衡(kPa)2P 200 P 100 200 Kp= 2002 (2P;200)2(P;1
18、00) = 8 10;2(kPa);1，解得P = 150kPa，所以则平衡时 NO的转化 率为： 200 2150 100% = 66.7%， 故答案为：66.7%； (3)随着反应的进行深度逐渐减小， 所以ab段平均反应速率大于bc 段平均反应速率， de 达平衡状态，浓度变化量为 0，所以 de 段平均反应速率为 0， 故答案为：大于；0； 由图可知反应达平衡的时间缩短，而其它量不变，且仅改变某一个实验条件，所以 使用催化剂， 故答案为：加入催化剂。 本题考查反应热、盖斯定律的应用以及平衡常数的相关计算等，难度较大，注意平衡状 态在理解及应用。 12.【答案】.(1)4SO2+ 3CH4
19、= 催化剂 高温 4H2S + 3CO2+ 2H2O .(2)H2S H:+ HS; (3)8.0 10;3 mol/L .(4)1076 (5)增大； 原因为为吸热反应， 升高温度， 平衡正向移动， CO 的平衡体积分数增大； 反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的平衡体积分数也增大 20%； 0.044 【解析】【分析】 本题考查了电离方程式书写、难溶电解质溶解平衡、反应热的计算、化学平衡的计算、 平衡常数计算等知识，比较综合，侧重考查了学生理解运用能力，平时学习时要注意基 础知识的积累掌握。 【解答】 .(1)天然气与SO2反应生成硫化氢、二氧化碳和水的化学方程式为 4SO2+
20、3CH4= 催化剂 高温 4H2S + 3CO2+ 2H2O， 故答案为：4SO2+ 3CH4= 催化剂 高温 4H2S + 3CO2+ 2H2O； .(2)H2S是二元弱酸，在水中电离的第一步电离方程式为H2S H:+ HS;， 故答案为：H2S H:+ HS;； (3)该温度下，向浓度均为0.1mol L;1的CdCl2和SnCl2的混合溶液中通入H2S，当Sn2:开 始沉淀时，此时溶液中c(S2;) = Ksp(SnS) c(Sn2+) = 1.01025 0.1 = 1.0 10;24mol/L，溶液中 c(Cd2:) = Ksp(CdS) c(S2) = 8.01027 1.0102
21、4 = 8.0 10;3mol/L， 故答案为：8.0 10;3mol/L; 第 32 页，共 35 页 .(4)依据H = 1319kJ mol; 1 + 442kJ mol; 1 678kJ mol; 1 xkJ mol; 1 = +7kJ mol; 1，解得：x = 1076kJ mol;1 故答案为：1076； (5)从图像可知，随着温度升高，CO的平衡体积分数增大，原因为为吸热反应，升 高温度，平衡正向移动，CO的平衡体积分数增大；反应为放热反应，升高温度，平 衡逆向移动，CO 的平衡体积分数也增大， 故答案为：增大；原因为 I为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO的平衡体积分 数
22、增大；反应 II 为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO 的平衡体积分数也增大； T1时，测得平衡时体系中 COS 的物质的量为0.80mol。则该温度下，COS 的平衡转 化率为1mol;0.8mol 1mol 100 = 20；由反应COS转化的物质的量知生成H2S的物质的量 为0.2mol，此时 CO 的物质的量为(1mol + 1mol + 1mol) 5 = 0.15mol，说明有 0.05molCO发生了反应，则H2的物质的量最终为0.85mol，反应是在定容条件下进行， 所以反应 i的平衡常数为 0.150.2 0.800.85 = 0.044， 故答案为：20%；0.044。
23、 13.【答案】(1) + 137 BD (2) ；D Kx Ky P2； 欲提高乙烯的产率，平衡应正向移动减压升温方法来实现，故选 D； 平衡常数随温度变化，正反应为吸热反应，升温平衡正向进行，K增大，x、y、z 三点 的化学平衡常数大小关系为：Kx Ky Kz， 若 z点对应的纵坐标为 50，说明丁烷的体积分数为50%， C4H10(g，正丁烷) C2H4(g) + C2H6(g) 起始量(mol) 1 0 0 变化量(mol) x x x 平衡量(mol) 1 x x x 1 x 1 x + x + x 100 = 50 x = 1 3mol，此时丁烷的转化率 1 3mol 1mol 1
24、00 33.3; 该条件下的化学平衡常数Kp= (1 3 3 4)P1( 1 3 3 4)P1 (2 3 3 4)P1 = 1 8P1； (3)从图像可以看出在500时乙烯的体积分数最高， 因此制取乙烯应控制的反应温度为 500，温度过高，乙烯的体积分数反而减少的主要原因是温度升高，乙烯分解或发生 其他副反应。 14.【答案】(1) 124 增大； (2)随着CO2压强增大，反应物浓度增大，促进平衡向右移动； 过多的CO2会造成催化剂表面乙苯的吸附下降； (3) 4 mol； 【解析】【分析】 本题考查化学平衡问题，为高频考点，题目综合考查学生阅读获取信息能力、应用知识 分析解决问题能力，涉及
25、的知识点较多，难度中等，注意把握题给信息。 【解答】 (1)反应热=反应物总键能生成物总能键能， 由有机物的结构可知， 应是CH2CH3中 总键能与CH = CH2、H2总键能之差，故 H = (5 412 + 348 3 412 612 436)kJ mol;1= +124kJ mol;1， 故答案为：+124； 恒压下，加入水蒸气稀释剂，相当于增大容器体积，则使平衡正向移动，增大转化 率；高温下，水蒸气可与碳反应增大，可减少积碳，有利于反应进行，发生 ， 故答案为：增大；， (2)由反应历程可知乙苯与二氧化碳在催化条件下反应生成苯乙烯和一氧化碳，增大二 氧化碳浓度，有利于平衡正向移动，但二
26、氧化碳浓度过大，会造成催化剂表面乙苯的吸 附下降， 故答案为：随着CO2压强增大，反应物浓度增大，促进平衡向右移动；过多的CO2会造 第 34 页，共 35 页 成催化剂表面乙苯的吸附下降； (3)负极发生氧化反应，苯乙烯被氧化生成苯甲醛，电极方程式为 ；若该电池消耗标准 状况下22.4 L的O2，即 1mol氧气，反应中 O元素化合价由 0 价降低为2价，则转移 4mol电子， 故答案为：；4 mol。 15.【答案】(1)2NH3(g) + CO2(g) CO(NH2)2(s)+ H2O(g) H = 134kJ mol;1； (2)0.03mol/(L min)；11.25(mol/L)
27、;1； (3)a.2NiO2+ ClO;= Cl;+ Ni2O3+ 2O；b.Ca2:和SO4 2;结合生成微溶的CaSO4有利于 反应的进行；3：1； (4)3Cl2+ 8OH;+ 2NO = 2NO3 ; + 6Cl;+ 4H2O。 【解析】【分析】 本题综合考查化学反应原理，涉及氧化还原反应的书写，利用盖斯定律计算反应热、结 合三段式计算反应速率和平衡常数、 溶液中离子浓度大小比较以及电解池的工作原理等 知识，题目难度较大。 【解答】 (1)已知：第一步：2NH3(g) + CO2(g) H2NCOONH4(s) H = 272kJ mol;1； 第二步：H2NCOONH4(s) CO(
28、NH2)2(s)+ H2O(g) H = +138kJ mol;1； 根据盖斯定律，由第一步+第二步可得：2NH3(g) + CO2(g) CO(NH2)2(s) + H2O(g) H = 134kJ mol;1； 故答案为：2NH3(g) + CO2(g) CO(NH2)2(s) + H2O(g) H = 134kJ mol;1； (2)由题知：设转化的SO2为 xmol，则有： 2CO(g) + SO2(g) 2CO2(g) + S(s) 起始(mol) 2 1 0 转化(mol) 2x x 2x 平衡(mol) 2 2x 1 x 2x 由CO2的体积分数为0.5有： 2x 2;2x:1;
29、x:2x = 0.5，解之得：x = 0.6，故v(CO) = 20.6 2 20 = 0.03mol/(L min)；K = c2(CO2) c2(CO)c(SO2 ) = (20.6 2 )2 (220.6 2 ) 2 (10.6 2 ) = 11.25(mol/L);1； 故答案为：0.03mol/(L min)；11.25(mol/L);1； (3)a.由图知，过程 2 的离子反应方程式为2NiO2+ ClO;= Cl;+ Ni2O3+ 2O； 故答案为：2NiO2+ ClO;= Cl;+ Ni2O3+ 2O； b.Ca(ClO)2也可用于脱硫， 且脱硫效果比 NaClO 更好， 原因
30、是Ca2:和SO4 2;结合生成微溶 的CaSO4有利于反应的进行； 故答案为：Ca2:和SO4 2;结合生成微溶的CaSO4有利于反应的进行； b点时溶液的pH = 7，根据电荷守恒可知n(NH4 : ) = n(HSO3;) + 2n(SO32;)，又根据图 象曲线可知：n(HSO3 ;) = n(SO32;)，n(NH4:)：n(SO32;) = (1 + 2)：1 = 3：1； 故答案为：3：1； (4)由图知：阳极产生的气体为Cl2，NO被Cl2氧化为NO3 ;反应的离子方程式3Cl2 + 8OH;+ 2NO = 2NO3 ; + 6Cl;+ 4H2O； 故答案为： 3Cl2+ 8OH;+ 2NO = 2NO3 ; + 6Cl;+ 4H2O。
