《2019年高考化学 满分专练 专题10 化学反应原理（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高考化学 满分专练 专题10 化学反应原理（含解析）（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题10 化学反应原理1二氧化碳减排和再利用技术是促进工业可持续发展和社会环保的重要措施。将工业废气中的二氧化碳转化为甲醇，其原理是：CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g) H=-53.7kJ/mol(1) 308K时，向2L密闭容器中通入0.04 mol CO2和0.08 mol H2，测得其压强(p)随时间(t)变化如图1中曲线I所示。反应开始至达平衡时，(H2)=_；该温度下反应的平衡常数为_mol-2L2。若只改变某一条件，其他条件相同时，曲线变化为II，则改变的条件是_。(2)还可以通过以下途径实现CO2向CH3OH的转化：反应I：CO2(g)+H2(g)H2O(g
2、)+CO(g) H0反应：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) H”、“”或“=”）；T2时CO2转化为CH3OH的平衡常数K=_；目前，许多国家采用CO2代替CO（以煤和天然气为原料）生产CH3OH，其优点是_。(3)用电解法可将CO2转化为多种燃料，原理如图3。铜电极上产生HCOOH的电极反应式为_。【答案】0.006mol/(Lmin) 104 加入催化剂 8 CO以煤和天然气为原料，投资较高，且生产成本受煤和天然气价格影响较大，CO2来源广泛，它还是温室气体，可以解决环境污染 CO2+2e-+2H+=HCOOH 【解析】 (1)开始时混合气体总物质的量=(0.04+0.08)mol
3、=0.12mol，恒温恒容条件下，气体物质的量之比等于压强之比，则平衡时混合气体总物质的量=0.12mol=0.08mol，根据方程式知，如果有3mol氢气完全反应，则混合气体物质的量减少2mol，则混合气体减少(0.12-0.08)mol=0.04mol，则消耗n(H2)=0.04mol=0.06mol，反应开始至达平衡时，(H2)=0.006mol/(Lmin)；可逆反应CO2(g) + 3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g)开始(mol)0.04 0.08 0 0消耗(mol)0.02 0.06 0.02 0.02平衡(mol)0.02 0.02 0.02 0.02化学平衡常数K=1
4、04L2/mol2；改变条件时只缩短了反应达到平衡时间，但是平衡时压强不变，催化剂只改变化学反应速率不影响平衡移动，所以改变的条件是加入催化剂；(2)I、II的正反应都是放热反应，升高温度平衡逆向移动，化学平衡常数减小，根据图知，从左向右化学平衡常数依次减小说明温度依次升高，所以T1”或“、=”)。根据以上两条曲线，写出其中一条变化规律：_。上图是使用不同硅铝比化合物做催化剂制备二甲醚的能量变化示意图，其中正确且最佳的是_。【答案】太阳能转化为化学能 564 催化剂 p2p3 23 = a温度越高，二甲醚的选择性越大；b低温时硅铝比对二甲醚的选择性影响不大，高温时随着硅铝比增大，二甲醚的选择性
5、先增大后减小 A 【解析】 (1)仔细分析图象可知在太阳能的作用下实现了反应，2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)，所以实现了太阳能向化学能的转化；利用盖斯定律进行计算将已知两个热化学方程式相加后再乘以2即得：2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) H=+564kJ/mol；Zn/ZnO在反应中循环使用，反应中起到催化剂的作用；(2)依据图象，随温度升高，CO的转化率降低，确定反应为放热反应，H0；2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)正反应为气体分子数减小的反应，温度一定时，压强越大，CO2的转化率越大，根据图象温度相同时CO2的转化率：p1p2p3，则图中压
6、强由大到小的顺序为p1p2p3；根据A点，利用三段式法计算平衡常数； 2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)起始量(mol/L) 0.2 0.6 0 0反应量(mol/L) 0.1 0.3 0.05 0.15平衡量(mol/L) 0.1 0.3 0.05 0.15K=23；平衡常数只受温度影响，图中280下的A点和B点的平衡常数相等；从图中两条曲线的变化趋势及对比情况可以看出：230的曲线变化相对平缓，280的曲线变化程度较大且先升后降，280二甲醚物质的量分数较大，温度升高，二甲醚的物质的量浓度的变化受影响的程度也有所改变等，因此可以概括为：a温度越高，二甲醚的选择
7、性越大；b低温时硅铝比对二甲醚的选择性影响不大，高温时随着硅铝比增大，二甲醚的选择性先增大后减小；使用不同硅铝比化合物做催化剂制备二甲醚，反应为放热反应，催化剂能够降低反应的活化能，加快反应速率，但化学平衡不发生移动和反应的焓变也不改变，图象中只有A符合。3一定条件下，lmolCH3OH与一定量O2发生反应时，生成CO、CO2或HCHO的能量变化如下图所示反应物O2(g)和生成物H2O(g)已略去。回答下列问题：(1)在有催化剂作用下，CH3 OH与O2反应主要生成 _（填“CO2、CO或HCHO”）；计算：2HCHO(g)+O2(g)=2CO(g)+2H2O(g)=_(2)已知：CO(g)+
8、2H2(g)CH3OH(g) 经测定不同温度下该反应的平衡常数如下：该反应为 _（填“放热”或“吸热”）反应；250时，某时刻测得该反应的反应物与生成物浓度为c(CO) =04mol/L、c(H2) =0. 4mol/L、c(CH3 OH) =0. 8mol/L，则此时（正）_（逆）（填“”、“=”或“”）。某温度下，在体积固定的2L密闭容器中将1molCO和2molH2混合，使反应得到平衡，实验测得平衡时与起始时的气体压强比值为0 .7，则该反应的平衡常数为_（保留l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后的溶液中，n（SO32-）：n(HSO3-) =
9、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：Kal=l. 5410-2、Ka2=l. 02l0-7）(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)电极反应式：_；当电路中转移0. 02 mol e-时（较浓H2SO4尚未排出），交换膜左侧溶液中约增加_ mol离子。【答案】HCHO 470kJmol1 放热 2.7 碱性 2HSO32e2H=S2O422H2O 0.03 【解析】【分析】(1)反应速率与活化能的关系，根据图像求反应热；(2)通过平衡常数的变化判断反应的热效应，通过浓度商判断反应进行的方向；利用压强和三段式计算平衡
10、常数；(3)利用电离平衡常数求解c(H)；（4）根据反应类型判断阴、阳极并书写电极反应式，根据电极反应式进行计算。【详解】(1)从图像中可知加入催化剂生成甲醛的反应活化能小，化学反应速率快，所以主要产物为HCHO。根据图像， 1molHCHO转化为1molCO放出的能量为（676-283-158） kJmol1=235 kJmol1，方程式为2molHCHO，则H需要乘以2，H=-2352kJmol1=-470 kJmol1；(2) 根据图中数据可知，随着温度的升高，平衡常数降低，平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，该反应为放热反应；对于某时刻，浓度商，大于250的平衡常数2.
11、041，反应逆向进行，正反应速率小于逆反应速率；同温同体积的情况下，压强之比等于物质的量之比。平衡时与起始时的气体压强比值为0 .7，开始的物质的量为1mol+2mol=3mol，则平衡时的物质的量为3mol0.7=2.1mol。CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)开始的物质的量 1 2 0转化的物质的量 x 2x x平衡的物质的量 1-x 2-2x x1-x+2-2x+x=2.1，得x=0.45mol；体积为2L，则有；(3) n(SO32-)：n(HSO3-) =3：2，在同一溶液中，则浓度之比等于物质的量之比，亚硫酸的Ka2=，得c(H+)=6.810810-7，溶液呈碱性；(4)根据示意图，Pt（2）电极上HSO3S2O42，S的化合价从+4降低到+3，电解质溶液为酸性，则电极方程式为2HSO32e2H=S2O422H2O；Pt（2）为阴极，Pt（1）为阳极，阳极的电极反应式为SO22e2H2O=SO424H，电路中通过0. 02 mo
