《2020届高三化学考前二个月化学化学反应原理大题01》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020届高三化学考前二个月化学化学反应原理大题01（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2020届高三化学考前二个月化学化学反应原理大题011. 德国化学家哈伯(F.Haber)从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。合成氨为解决世界的粮食问题作出了重要贡献。其原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92.4kJ/mol。(1)若已知H-H键的键能为436.0kJ/mol，N-H的键能为390.8kJ/mol，则NN的键能约为_kJ/mol。(2)合成氨反应不加催化剂很难发生，催化剂铁触媒加入后参与了反应降低了活化能。其能量原理如图1所示，则加了催化剂后整个反应的速率由_决定(填“第一步反应”或者“第二步反应”)，未使用催化剂时逆反应活化能_正反应活化能(填“大于
2、”“小于”或者“等于”)。(3)从平衡和速率角度考虑，工业生产采取20MPa到50MPa的高压合成氨原因_。(4)一定温度下恒容容器中，以不同的H2和N2物质的量之比加入，平衡时NH3体积分数如图2所示，则H2转化率a点_b点(填“大于”“小于”或者“等于”)。若起始压强为20MPa，则b点时体系的总压强约为_MPa。(5)若该反应的正逆反应速率分别表示为v正=k正c(N2)c3(H2)，v逆=k逆c2(NH3)，则一定温度下，该反应的平衡常数K=_(用含k正和k逆的表达式表示)，若k正和k逆都是温度的函数，且随温度升高而升高，则图3中c和d分别表示_和_随温度变化趋势(填“k正”或者“k逆”
3、)。(6)常温下，向20mL的0.1mol/L的盐酸中通入一定量氨气反应后溶液呈中性(假设溶液体积变化忽略不计)，则所得溶液中c(NH4+)= 。【答案】(1)944.4(2)第一步反应；大于(3)增大压强化学反应速率加快，该反应是前后气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，导致NH3产率增大(4)小于；19(5)k正k逆；k正；k逆(6)0.1mol/L【解析】【分析】本题主要考查的是化学反应原理的综合应用，涉及键能的计算、化学平衡图像分析、化学平衡常数的计算等知识点，掌握化学平衡图像分析及化学平衡常数的计算为解题的关键，侧重学生分析能力和灵活运用能力的考查，题目难度中等。【解答】(1)
4、已知：H-H键的键能为436.0kJ/mol，N-H的键能为390.8kJ/mol，设NN的键能为xkJ/mol，对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的反应热=反应物的总键能-生成物的总键能=xkJmol-1+436kJmol-13-390.8kJmol-16=-92.4kJmol-1，解得x=944.4。(2)由图可知，加了催化剂后第一步反应的活化能大于第二步反应，则整个反应的速率由第一步反应决定。同时，从图像很明显得知，未使用催化剂时逆反应活化能大于正反应活化能。(3)从平衡和速率角度考虑，工业生产采取20MPa到50MPa的高压合成氨原因为增大压强化学反应速率加快，该反应是前后
5、气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，导致NH3产率增大。(4)从a到b，H2N2物质的量之比在增加，则氢气的转化率逐渐减小。 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)起始物质的量(mol)1 1 0变化物质的量(mol) x 3x 2x平衡物质的量(mol)1-x 1-3x 2xb点氨气的平衡体积分数为5%，则2x1-x+1-3x+2x=5，解得x=121，则220=2-2121Pb，解得b点时体系的总压强Pb约为19。(5)v正=v逆时，化学反应达到平衡，则该反应的平衡常数K=c2(NH3)c(N2)c3(H2)=k正k逆，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)正反应为放热反应，升高温
6、度，平衡逆向移动，平衡常数减小，由K=k正k逆可知，则，k正增大的倍数小于k逆增大的倍数，故图3中c和d分别表示k正和k逆随温度变化趋势。(6)由电荷守恒可知c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)，溶液呈中性c(H+)=c(OH-)，则c(NH4+)=c(Cl-)=0.1mol/L。2. CO2的研究对未来社会的能源结构和化工原料的来源将会产生深远的影响。CO2转化为甲醇是一种合理利用CO2的有效途径。回答下列问题。 (1)CO2在CuO-ZnO/ZrO催化下加氢可以合成甲醇，其过程主要涉及两个化学反应。主反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H=ak
7、Jmol-1副反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H=+41.17kJmol-1实验测得CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的H=-90.1kJmol-1，则a=_。在相同时间内，压强为2.0MPa、原料气比n(CO2)n(H2)=13时，温度和气体空速(除改变的条件外，其他条件均相同)对CO2转化率及甲醇和CO产率的影响分别如图所示。根据上图可得，选择_时催化剂催化合成甲醇的性能最好，计算此温度下的甲醇选择性为_(甲醇产率=CO2转化率甲醇选择性)；综合考虑CO2转化率和甲醇产率，实验中气体空速选择_h-1为宜。(2)某温度下，向体积为2L的密闭容器中充入1molCO
8、2和3molH2，发生(1)中所述主、副两个反应。反应达到平衡后，测得平衡时cCH3OH=13molL-1，cCO=0.43molL-1，则副反应的平衡常数K=_(保留两位小数)。若达到平衡后扩大容器体积，再次达到平衡后c(H2)_。(填“变大”“不变”或“变小”)(3)科研工作者将酞菁钴分子催化剂固定于碳纳米管上置于水性(酸性)电解质中，通过电催化将CO2还原为甲醇，CO2先还原至CO，CO再进行还原生成甲醇。由中间价态生成甲醇的电极反应为_；若CO2还原为CH3OH的过程中转移3mol电子，则最多可生成甲醇_g。【答案】(1)-48.93250；50%；1400(2)5.09变小(3)CO
9、+4e-+4H+=CH3OH；16【解析】【分析】本题考查了盖斯定律在反应热计算中的应用、原电池原理以及化学平衡的建立与影响因素，题目难度中等，试题培养了学生灵活应用所学知识，注意结合电解质溶液写出电极反应式。【解答】（1）CO2（g）3H2（g）CH3OH（g）H2O（g） Ha kJmol-1；CO2（g）H2（g）CO（g）H2O（g） H41.17 kJmol-1；根据盖斯定律：-得到反应CO（g）2H2（g）CH3OH（g） H-90.1 kJmol-1，则代入计算焓变a-48.93kJmol-1，故答案为：-48.93；由图像分析，低于250C时，CO2转化率和甲醇产率都呈上升趋势
10、，高于250C时，尽管CO2转化率一直增大，但甲醇产率开始降低，而CO产率越来越大，不利于合成甲醇，所以250C时催化剂催化合成甲醇的性能最好；根据公式，甲醇产率CO2转化率甲醇选择性，结合图像，甲醇选择性=11.523.0100=50；综合考虑CO2转化率和甲醇产率，实验中气体空速选择1400h-1为宜，故答案为：250；50%；1400；（2）根据题意，初始时：c（CO2）=12mol/L，c（H2）=32mol/L，平衡时，c（CH3OH）=13mol/L，c（CO）=0.43mol/L，则对于主反应，c1（H2O）=c（CH3OH）=13mol/L，消耗c（CO2）=13c（H2）=1
11、3mol/L，对于副反应，c2（H2O）=c（CO）=0.43mol/L，消耗c（CO2）=c（H2）=0.43mol/L，则平衡时，c总（H2O）=13+0.43=1.43mol/L，c（CO2）=12-13-0.43=0.13mol/L，c（H2）=32-1-0.43=1.13mol/L，则副反应的平衡常数KcCOcH2OcCO2cH2=0.431.430.131.135.09，故答案为：5.09；若达到平衡后扩大容器体积，压强发生改变，再次达到平衡后c（H2）一定变小，故答案为：变小；（3）根据氧化还原反应原理，CO2先还原至CO，CO再得电子转化为甲醇，则由中间价态生成甲醇的电极反应为
12、：CO+4e-+4H+=CH3OH，若CO2还原为CH3OH的过程中转移3 mol电子，而且其中的中间产物完全转化为甲醇，则CO26e-CH3OH，最多可生成甲醇的物质的量为：36mol=12mol，其质量为：0.5mol32g/mol=16g，故答案为：CO+4e-+4H+=CH3OH；16。3. 环戊烯是生产精细化工产品的重要中间体，其制备涉及的反应如下： 氢化反应：(l)+H2(g)(环戊烯)(l)H=-100.5kJ/mol 副反应：(l)+H2(g)(环戊烷)(l)H=-109.4kJ/mol 解聚反应：2(g)H0 回答下列问题： (1)反应(l)+2H2(g)(l)的H=_ (2
13、)一定条件下，将环戊二烯溶于有机溶剂进行氢化反应(不考虑二聚反应)，反应过程中保持氢气压力不变，测得环戊烯和环戊烷的产率(以环戊二烯为原料计)随时间变化如图所示： 04h氢化反应速率比副反应快的可能原因是_。 最佳的反应时间为_h。若需迅速减慢甚至停止反应，可采取的措施有_(写一条即可)。 一段时间后，环戊烯产率快速下降的原因可能是_。 (3)解聚反应在刚性容器中进行(不考虑氢化反应和副反应)。 其他条件不变，有利于提高双环戊二烯平衡转化率的是_(填标号)。 A.增大双环戊二烯的用量 B.使用催化剂 C.及时分离产物D.适当提高温度 实际生产中常通入水蒸气以降低双环戊二烯的温度(水蒸气不参与反
14、应)。某温度下，通入总压为300kPa的双环戊二烯和水蒸气，达到平衡后总压为500kPa，双环戊二烯的转化率为80%，则 p(H2O)=_kPa，平衡常数Kp=_kPa(Kp为以分压表示的平衡常数)。【答案】(1)-209.9kJ/mol(2)氢化反应的活化能小或反应物的浓度大；4；排出氢气或急剧降温； 副反应增加(3)CD；50；3200【解析】【分析】本题考查化学平衡计算，侧重考查图象分析判断及计算能力，明确外界条件对化学平衡移动影响原理及化学平衡常数计算方法是解本题关键。【解答】(1)(l)+H2(g)(l)H=-100.5kJmol-1(l)+H2(g)(l)H=-109.4kJmol-1根据盖斯定律将方程式+得(l)+2H2(g)(l)，H=-(100.5+109.4)kJ/mol=-209.9kJ/mol，故答案为：-209.9；(2)活
