《2020届高考化学二轮复习专项：专题二十二 化学反应原理综合》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020届高考化学二轮复习专项：专题二十二 化学反应原理综合（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2020 届高考二轮复习专项 专题二十二届高考二轮复习专项 专题二十二 化学反应原理综合化学反应原理综合 1 汽车尾气排放的 CO NOx等气体是大气污染的主要来源 NOx也是雾天气的主要成因 之一 1 科学家研究利用催化技术将尾气中有害的 NO 和 CO 转变成无毒的气体 其热化学方程 式为 2CO g 2NO g 2CO2 g N2 g H1 746 5kJ mol 1 已知 2C s O2 g 2CO g H2 221 0kJ mol 1 CO2 g C s O2 g H3 393 5kJ mol 1 C s 的然烧热 H 为 NO g 分解成两种气体单质的热化学方程式为 2 一定温度下
2、 向初始容积均为 2L 的 A B C 三个容器中 均投入 5 mol CO 气体和 4 mol NO 气体发生如下反应 2CO g 2NO g 2CO2 g N2 g 上图表示该反应中 NO 的平衡转化率 随温度 压强变化的示意图 则 X 代表的物理 量是 Y1 Yz 填 或 反应过程中 A 容器中保持恒温恒压 B 容器中保持恒温恒容 C 容器中保持绝热恒容 下列说法错误的是 a B C 两个容器中反应达到平衡所用的时长为 tB tC b 3 个容器中 NO 的平衡转化率的大小顺序为 c 当 A 容器内气体平均摩尔质量不变时 说明该反应处于化学平衡状态 d 当 B 容器内气体密度保持不变时
3、说明该反应处于化学平衡状态 当 B 容器中保持平衡时 NO 所占体积分数为 25 则相同温度下 A 容器中逆反应的 平衡常数 K 保留两位有效数字 3 利用反应 NO2 NH3 N2 H2O 未配平 消除用电器 NO2的简易装置如图所示 a 电极上的反应式为 常温下 若用该电池电解 0 6L 饱和食盐水 一段时间后 测得饱和食盐水 pH 变为 13 则理论上 b 电极上消耗 B 气体的体积为 mL 标准状况 假设电解过程中溶液体 积不变 2 机动车排放的污染物主要有碳氢化合物 一氧化碳和氮氧化物等 汽油燃油车上安装三 元催化转化器 可有效降低汽车尾气污染 1 已知 C s O2 g CO2 g
4、 H1 393 5kJ mol 1 2C s O2 g 2CO g H2 221 0kJ mol 1 N2 s O2 g 2NO g H3 180 5kJ mol 1 则反应 H 22 2NO2CO gNg2COgg A AA A AA 2 科学家研究出了一种高效催化剂 可以将 CO 和 NO 发生反应生成 N2 g 和 CO2 g 在 T 下 向某恒容密闭容器中通入 a mol L NO b mol L CO 使其发生上述反应 测得 NO 的平衡转化率与投料比 X 表示 a b 两者的比值 的关系如图 1 中曲线所示 若 X1 1 0 a 2 反应开始到达到平衡所用时间是 2min 则反应发
5、生 2min 内 N2的平均 反应速率 v N2 平衡态 A 点的平衡常数 K 3 柴油燃油车是通过尿素 选择性催化还原 Urea SCR 法处理氮氧化物 Urea SCR 的工作原理为 尿素 CO NH2 2 水溶液通过喷嘴喷入排气管中 当温度高于 160 时尿素水解产生 NH3 生成的 NH3与尾气混合后 加入适合的催化剂 使氮氧化物 得以处理 图 2 为在不同投料比 时 NO 转化效率随温度变化的曲线 NO n n 尿素 尿素与 NO 物质的量比 a b 填 或 由图可知 下列说法错误的是 A 400 以下 随着温度升高 尿素水解释放氨气的速率加快 NO 转化效率升高 B 400 以下
6、温度升高 反应活化能降低 导致化学反应速率加快 C 400 以上 温度过高 可能使催化剂活性降低 导致 NO 转化效率下降 3 实现 节能减排 和 低碳经济 的一项重要课题就是如何将 CO2转化为可利用的 资源 目前工业上有一种方法是用 CO2来生产燃料甲醇 一定条件下发生反应 CO2 g 3H2 g CH3OH g H2O g 下图 1 表示该反应过程中能量 单位为 kJ mol 1 的变化 1 关于该反应的下列说法中 正确的是 A H 0 S0 S0 S 0 D H0 2 为探究反应原理 现进行如下实验 在体积为 1 L 的密闭容器中 充入 1mol CO2和 4mol H2 一定条件下发
7、生反应 CO2 g 3H2 g CH3OH g H2O g 测得 CO2和 CH3OH g 的浓度随时间变化如上图 2 所示 从反应开始到平衡 H2的平均反应速率 v H2 CO2的转化率 w CO2 该反应的平衡常数 K 只列表达式 下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是 填字母 A 将 CH3OH g 及时液化抽出B 升高温度 C 选择高效催化剂 D 再充入 1mol CO2 和 4mol H2 3 25 1 01 105Pa 时 16 g 液态甲醇完全燃烧 当恢复到原状态时 放出 350 8kJ 的热 量 写出该反应的热化学方程式 4 选用合适的合金为电极 以氢氧化钠 甲醇 水 氧气
8、为原料 可以制成一种以甲醇为 原料的燃料电池 其负极的电极反应式是 4 地球大气中 CO2含量的增加会加剧温室效应 因此该物质的综合利用成为人们研究的热 门领域 回答下列与 CO2有关的问题 1 在一定条件下 利用 CO2与 H2反应可制备乙烯 写出该反应的化学方程式 2 应用 CO2氧化 CH4 可制备工业合成氨的原料气之一 反应的热化学方程式是 CH4 g CO2 g 2CO g 2H2 g H 该可逆反应达到平衡时 CH4的转化率与温度 压强的关系 如图 1 所示 压强为 p2时 c 点正逆反应速率 v 正 v 逆 填 或 或 10 00mL 此时 混合溶液的 pH 5 某同学为了探究可
9、逆反应 aq I2 aq 2OH aq aq 2I aq H2O l 设计 3 3 AsO 3 4 AsO 如图 A 所示装置 实验操作及现象 按图 A 装置加入试剂并连接装置 电流由 C2流向 C1 当不产生电流时 向图 A 装置左边烧杯中加入一定量 2mol L 1盐酸 发现又产生电流 实验中 电流与时间的关系如图 B 所示 图 B 中的逆反应速率 a 填 或 b 3 4 AsO 写出图 B 中 c 点对应图 A 装置的正极反应式 下列说法正确的是 填标号 a 实验开始时 电子由 C1经盐桥流向 C2 b 图 B 中 b 点时反应达到化学平衡状态 c 向左边烧杯中加入盐酸后 平衡逆向移动
10、d 若将所加的盐酸换成氢氧化钠溶液 平衡逆向移动 电流增大 6 以 NOx为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题 1 N2O 是一种强温室气体 且易形成颗粒性污染物 研究 N2O 的分解对环境保护有重要 意义 碘蒸气存在能大幅度提高 N2O 的分解速率 反应历程为 第一步 I2 g 2I g 快反应 第二步 I g N2O g N2 g IO g 慢反应 第三步 IO g N2O g N2 g O2 g I2 g 快反应 实验表明 含碘时 N2O 分解速率方程 v k c N2O c I2 0 5 k 为速率常数 下列表述正确的 是 A N2O 分解反应中 分解速率与是否含碘蒸气有关
11、B 第三步对总反应速率起决定作用 C 第二步活化能比第三步小 D IO 为反应的催化剂 2 汽车尾气中含有较多的氮氧化物和不完全燃烧的 CO 汽车三元催化器可以实现降低氮 氧化物的排放量 汽车尾气中的 NO g 和 CO g 在催化剂的作用下转化成两种无污染的气 体 如 反应 I 2CO 2NO N2 2CO2 H1 反应 II 4CO 2NO2 N2 4CO2 H2 0 针对反应 I 已知 反应 N2 g O2 g 2NO g H3 180 0kJ mol 1 若 CO 的燃烧热为 283 5kJ mol l 则反应 I 的 H1 kJ mol 1 若在恒容的密闭容器中 充入 2molCO
12、和 1molNO 发生反应 I 下列选项中不能说明该 反应已经达到平衡状态的是 A CO 和 NO 的物质的量之比不变 B 混合气体的密度保持不变 C 混合气体的压强保持不变 D 2v N2 正 v CO 逆 3 根据原电池原理和电解原理进行如图回答 请回答 用如图所示装置进行实验 K 闭 合 Zn 极为 极 实验过程中 填 从左向右 从右向左 或 不 移动 2 4 SO y 极的电极反应现象为 写出生活中对钢闸门的一种电化学保护方法 有人设想寻求合适的催化剂和电极材料 以 N2 H2为电极反应物 以 HCl NH4Cl 为电 解质溶液制取新型燃料电池 请写出该电池的正极反应式 7 有效除去大
13、气中的天保卫战的重中之重 2 SO 1 用 NaOH 溶液吸收热电企业产生的废 右图关系可得 4 H 2 某温度下 气体在一体积同定的容器中发生如下反应 52 N O 5222 2N4OgNOgOg 慢反应 快反应 体 系 的 总 压 强和 224 H B 解析 3 答案及解析答案及解析 答案 1 A 2 75 11 0 225mol Lmin 32 33 22 CH OHH O 0 75mol L0 75mol L COH 0 25mol L1 75mol L cc cc A D 3 1 3222 3 CH OH lOCOg2H O l701 6 kJ mol 2 gH 4 2 332 CH
14、 OH8OH6eCO6H O 解析 1 依据反应和图象分析判断 CO2 g 3H2 g CH3OH g H2O g 反应是熵减少的 反应 S 0 反应物能量高于生成物的能量 可判断该反应是放热反应 H Kd Kb Ka 3 172 12 36p总 4 负极 2H2O 4e O2 4H 解析 1 根据反应物为 CO2 H2 生成物为乙烯可知另外一种生成物是 H2O 故化学方程式 为 2CO2 6H2 CH2 CH2 4H2O 2 由题图可知 压强为 p2时 c 点的转化率比平衡转化率低 故此时该反应正向进行 v 正 v 逆 由题图曲线变化规律可知该反应为吸热反应 故平衡常数随温度升高而增大 由此
15、可 知平衡常数的大小顺序为 Kd Kb Ka 3 由题图可知 650 反应达平衡时 CO 的体积分数为 40 0 设平衡时 CO2转化了 x mol 根据三段式可知 则 2x 1 x 2x 100 40 0 解得 x 0 25 根据热化学方程式知该反应达到平衡时吸收的热 量为 0 25mol H 43kJ 故 H 172kJ mol 1 800 时 CO 的体积分数为 93 0 则 CO2的体积分数为 7 0 则平衡常数 Kp 93 0 p总 2 7 0 p 总 12 36p总 4 CO2转化为乙烯 发生还原反应 故电极 M 接电源负极 电极 N 处生成 O2 为阳极 其电极 反应为 2H2O
16、 4e O2 4H 5 答案及解析 答案及解析 答案 1 42 2 4 H AsOH HAsO AAA A AA 2 B 3 BC 4 2 25 5 c H3AsO4 所以当 c H3AsO4 c 时 V 10 00mL 此时 42 H AsO 42 H AsO pH lgc H lg 2 25 1 4 34 2 HH AsO H H AsO a cc Kc c 1 a K 5 开始时反应向正反应方向进行 a b 正反应速率减小 逆反应速率增大 c 点表示平衡逆向移动 正极反应式为 2e H2O 2OH 负极反应式为 2I 2e 3 4 AsO 3 3 AsO I2 电子只能在导线上传递 a 错误 电流为 0 时表明没有电子转移 达到平衡 b 正确 加入盐 酸 中和了 OH 平衡逆向移动 c 正确 若加入氢氧化纳 平衡正向移动 b 点向 a 点移动 d 错 误 6 答案及解析答案及解析 答案 1 A 2 747 0 B 3 负 从右向左 有黄绿色气体生成 牺牲阳极的阴极保护法或外加电流的阴极保护法 N2 6e 8H 2 4 NH 解析 7 答案及解析答案及解析 答案 1 123 HHH
