《2020届高考化学二轮复习常考题型大通关（全国卷）：（16）化学反应原理综合应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020届高考化学二轮复习常考题型大通关（全国卷）：（16）化学反应原理综合应用（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2020 届高考化学二轮复习常考题型大通关 全国卷 届高考化学二轮复习常考题型大通关 全国卷 16 化学反应原理综合应用 化学反应原理综合应用 1 氮及其化合物如及铵盐 等在中学化学 化工工业 国防等领域占 3 NH 24 N H 24 N O 有重要地位 1 发射航天火箭常用肼 与作燃料与助燃剂 肼 与反应的热化学方 24 N H 24 N O 24 N H 24 N O 程式为 1 242422 2N Hl N Og3Ng 4H O gH 1077kJ m ol 已知相关反应的化学键键能数据如下 化学键N HN NN NO H E 1 kJ mol 390190946460 则使 1mol
2、 g 分子中化学键完全断裂时需要吸收的能量是 24 N O 2 g 与之间存在反应 将一定量的放入恒容密闭容 24 N O 2 NO 242 gNOgN O A AA A AA 24 N O 器中 测得其平衡转化率随温度的变化如图甲所示 24 N O 由图甲推测该反应的 H 填 或 或 2 Tk正k逆 2 T 1 T 已知的反应历程为 22 2NO gOg2NOg A AA A AA 第一步快速平衡 22 NONON O A AA A AA 第二步慢 反 应 2222 N OO2NO 下列叙述正确的是 填序号 A v 第一步的正反应 或 某温度下 在体积固定的 2 L 密闭容器中将 1 mol
3、 CO 和 2 mol H2混合 使反应达到平衡 实验测得平衡时与起始时的气体压强比值为 0 7 则该温度下反应的平衡常数为 保 留 1 位小数 3 利用钠碱循环法可除去 SO2 常温下 若吸收液吸收一定量 SO2 后 n n 2 3 SO 3 HSO 3 2 则此时溶液呈 填 酸性 中性 或 碱性 已知 H2SO3的电离常数为 Ka1 1 54 10 2 Ka2 1 02 10 7 4 利用电化学法处理工业尾气 SO2的装置如图所示 写出 Pt 2 的电极反应式 当 电路中转移 0 02 mol e 时 较浓 H2SO4尚未排出 阳离子交换膜左侧溶液中约增加 mol 离子 7 水煤气变换 是
4、重要的化工过程 主要用于合成氨 制 222 CO g H O g COg Hg 氢以及合成气加工等工业领域中 回答下列问题 1 Shibata 曾做过下列实验 使纯 H2缓慢地通过处于 721 下的过量氧化钴 CoO s 氧 化钴部分被还原为金属钴 Co 平衡后气体中 H2的物质的量分数为 0 0250 在同一温度下用 CO 还原 CoO s 平衡后气体中 CO 的物质的量分数为 0 0192 根据上述实验结果判断 还原 CoO s 为 Co s 的倾向是 CO H2 填 大于 或 小于 2 721 时 在密闭容器中将等物质的量的 CO 和 H2O g 混合 采用适当的催化剂进行反 应 则平衡
5、时体系中 H2的物质的量分数为 A 0 50 3 我国学者结合实验与计算机模拟结果 研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程 如图所示 其中吸附在金催化剂表面上的物种用 标注 可知水煤气变换的 H 0 填 大于 等于 或 小于 该历程中最大能垒 活化 能 E正 eV 写出该步骤的化学方程式 4 Shoichi 研究了 467 489 时水煤气变换中 CO 和 H2分压随时间变化关系 如下图所 示 催化剂为氧化铁 实验初始时体系中的和相等 和相等 2 H O p CO p 2 CO p 2 H p 计算曲线 a 的反应在 30 90 min 内的平均速率 467 时 v a 1 Pa mink
6、 和随时间变化关系的曲线分别是 489 时和随 2 H p CO p 2 H p CO p 时间变化关系的曲线分别是 8 绿水青山就是金山银山 近年来 绿色发展 生态保护成为中国展示给世界的一张新 名 片 汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一 减少氮氧化物在大气中的排放是环境保护 的重要内容之一 请回答下列问题 1 已知 N2 g O2 g 2NO g 1 180 5kJ mol 1 C s O2 g CO2 g 2 393 5kJ mol 1 2C s O2 g 2CO g 3 221kJ mol 1 若某反应的平衡常数表达式 则此反应的热化学方程式为 2 22 22 NCO N OCO c
7、c K cc 2 N2O5在一定条件下可发生分解反应 2N2O5 s 4NO2 g O2 g 某温度下向恒容密闭 容器中加入一定量 N2O5 测得浓度随时间的变在如表所示 t min012345 c N2O5 mol L 1 1 000 710 500 350 250 17 反应开始时体系压强为 p0 第 2min 时体系压强为 p1 则 p1 p0 2 5min 内用 NO2表示的该反应的平均反应速率为 一定温度下 在恒容密闭容器中充入一定量 N2O5进行该反应 能判断反应已达到化学平 衡状态的是 填标号 a NO2和 O2的浓度比保持不变b 容器中压强不再变化 c 2v正 NO2 v逆 N
8、2O5 d 气体的密度保持不变 3 Kp是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数 即将 K 表达式中平衡浓度用平衡分 压代替 已知反应 NO2 g CO g NO g CO2 g 该反应中正反应速率 v正 k 正 p NO2 p CO 逆反应速率 v逆 k逆 p NO p CO2 其中 k正 k逆为速率常数 则 Kp为 用 k正 k逆表示 4 如图 在密闭反应器中按 n N2 n H2 1 3 投料后 在 200 400 600 下 合成 NH3 反应达到平衡时 混合物中 NH3 的物质的量分数随压强的变化曲线 已知该反应为放热反应 曲线 a 对应的温度是 M 点对应的 H2的转化率是 5
9、 利用工业生产中产生的 SO2废气 用如图方法可获得 H2SO4 写出电解的阳极反应式 9 合理利用和转化 NO2 SO2 CO NO 等污染性气体是环保领域的重要课题 1 用 CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物污染 已知 CH4 g 4NO2 g 4NO g CO2 g 2H2O g H 574 0 kJ mol CH4 g 4NO g 2N2 g CO2 g 2H2O g H 1160 0 kJ mol H2O g H2O 1 H 44 0 kJ mol CH4 g 与 NO2 g 反应生成 N2 g CO2 g 和 H2O 1 的热化学方程式是 2 用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反
10、应为 C s 2NO g N2 g CO2 g 向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和 NO 恒温 T 时 各物质的浓度随时间的变化如 下表 NON2CO2 00 100 00 100 058 0 021 0 021 200 040 0 030 0 030 300 040 0 030 0 030 400 032 0 034 0 017 500 032 0 034 0 017 T 时 该反应的平衡常数为 保留两位有效数字 在 31 min 时 若只改变某一条件使平衡发生移动 40 min 50 min 时各物质的浓度如上表 所示 则改变的条件是 在 51 min 时 保持温度和容器体积不变再充入
11、NO 和 N2 使二者的浓度均增加至原来的两 倍 则化学平衡 填 正向移动 逆向移动 或 不移动 3 反应 N2O4 g 2NO2 g H 0 在一定条件下 N2O4与 NO2的消耗速率与各自的分压 分压 总压 物质的量分数 有如下关系 v N2O4 k1 p N2O4 v NO2 k2 p2 NO2 其中 k1 k2是与温度有关的常数 相应的速率与 N2O4或 NO2的分压关系如图所示 在 T 时 图中 M N 点能表示该反应达到平衡状态 理由是 改变温度 NO2 会由 M 点变为 A B 或 C v N2O4 会由 N 点变为 D E 或 F 当升高到某一温度时 反应重新 达到平衡 相应的
12、点分别为 填字母 10 铁及其化合物在日常生活 生产中应用广泛 研究铁及其化合物的应用意义重大 试回 答下列问题 1 高炉炼铁过程中会发生如下反应 FeO s CO g Fe s CO2 g H1 3Fe2O3 s CO g 2Fe3O4 s CO2 g H2 Fe3O4 s CO g 3FeO s CO2 g H3 则反应 Fe2O3 s 3CO g 2Fe s 3CO2 g 的 H 用含 H1 H2 H3的 代数式表示 2 上述反应在高炉中大致分为三个阶段 各阶段主要成分与温度的关系如下表 温度 25060010002000 主要成分Fe2O3Fe3O4FeOFe 1600 时固体物质的主
13、要成分为 填化学式 若该温度下 测得固体混合物中 m Fe m O 35 4 则 FeO 被 CO 还原为 Fe 的百分率为 设其他固体杂质中 不含 Fe O 元素 3 铁的某些化合物可用作 CO 与 H2反应的催化剂 已知某种铁的化合物可用来催化反应 CO g 3H2CH4 g H2O g H 温度升高 增大 说明平衡正向移动 该反应为吸热反应 H 0 24 N O 115 2kPa B 点与 D 点 2p 1 kK 2 3 223 NO e H ONO 2H 3 NH 解析 1 根据 H 与键能的关系 H 反应物的总键能 生成物的总键能 设 1mol g 分子中化 24 N O 学键完全断
14、裂时需要吸收的能量是 x kJ 则 1077 390 8mol 190 2mol x kJ 946 3mol 460 1 kJ mol 1 kJ mol 1 kJ mol 1 kJ mol 8mol 解得 x 1941 1 kJ mol 2 由图甲可知 随着温度的升高 的平衡转化率增大 即升温平衡正向移动 故正反应 24 N O 为吸热反应 H 0 设平衡时压强为 p 起始时投入 x mol 由图甲知 a 点时的平衡转化率为 0 4 则 24 N O 24 N O 平衡时为 0 6mol 生成0 8x mol 根据压强之比等于物质的量之比可得 24 N O 2 NO 则平衡时体系的总压强为 1
15、 4 108kPa 151 2kPa 则该温度下的 0 p0 6xmol 0 8xmol pxmol 2 2 2 p 24 0 8x mol 151 2kPa pNO1 4x mol K 115 2kPa 0 6x mol p N O 151 2kPa 1 4x mol 反应达平衡时有消耗速率 即 而 242 1 v N O v NO 2 2 12422 1 kp N O kpNO 2 结合上式可得 由图乙可得 B 点与 D 点的速率符合 2 2 p 24 pNO K p N O 12p 1 k kK 2 故达到平衡状态的点为 B 点与 D 点 224 v NO 2v N O 3 由图丙知阳极
16、失电子生成 且电解质溶液显酸性 故阳极的电极反应式为 2 NO 3 NO 223 NO e H ONO 2H 阴极的电极反应式为 阳极转移 1mol e 生成 1mol 而 2 NO 7e 8H 42 NH 2H O 3 NO 阴极转移 7mol才生成 1mol 故需要补充 使电解产物全部转化为 e 4 NH 4 NH 43 NH NO 2 答案及解析 答案及解析 答案 1 4A B 2C 温度过低 反应速率小 温度过高 反应正向进行的程度小 2 4 0 3p0 6p 0 02p0 08p 2 BCE 3 BCk正k逆 解析 1 1 422 2g N OgH55 NoO3kJ m l 225 1 2 1 N O2NOgOgH53 1kJ mol 2 根据盖斯定律 得 1 22425 1 N ON OgOgH2 2kJogm l 2 2 由题图 1 可得 由题图 2 可知温度在 224222 6NO3O2C H3N4CO4H O 350 左右 负载率为 3 0 时 脱硝效果最好 3 11 0 20mol0 08mol NO0 03mol Ls 2L v 2s 2 2 2 1 1 2 2
