2022届高三化学一轮复习化学反应原理题型必练70化学反应原理基础题含解析

这是一份2022届高三化学一轮复习化学反应原理题型必练70化学反应原理基础题含解析，共33页。试卷主要包含了下列说法正确的是_______等内容，欢迎下载使用。
化学反应原理基础题
非选择题（共17题）
1．2021年6月17日我国成功发射神舟十二号载人飞船，顺利与空间站对接。飞船和空间站中CO2的清除和O2的再生是研究的重要问题之一、回答下列问题：
(1)空间站的水气整合系统利用“萨巴蒂尔反应”，将CO2转化为CH4和水蒸气，配合O2生成系统可实现O2的再生，流程如图所示。

①已知下列数据：
化学键
H—H
C—H
H—O
C=O
断裂化学键吸收的能量/(kJ·mol-1)
435
415
465
800
则“萨巴蒂尔反应”的热化学方程式为_______。
②“萨巴蒂尔反应”在固定容积的密闭容器中发生，若要提高CO2的平衡转化率，可采取的措施有_______(写两条)。
(2)氢氧燃料电池与电解水装置配合使用，可实现充放电循环，应用于长寿命航天器中。
①CO2的富集与转化是O2再生的核心问题。“电化学富集法”是一种适合飞行器较长时间飞行的方法，装置如图所示。b极为_______极(填“正”或“负”)，a电极上发生的电极反应为_______。

②负载中电解水可实现O2的再生，阳极为_______(填“c”或“d”)，电极反应为_______。
③下列措施可提高O2生成速率的是_______。
A．提高电解时的电源电压 B．向水中加入少量的NaCl
C．适当提高电解液的温度 D．用金属铜作阳极
2．人们常常利用化学反应中的能量变化为人类服务。
(1)氢能是一种具有发展前景的理想清洁能源，氢气燃烧时放出大量的热。氢气燃烧生成水蒸气的能量变化如图所示：

根据上图可知，在化学反应中，不仅存在物质的变化，而且伴随着_______变化，1mol完全燃烧生成1molH2O(气态)时，释放的能量是_______kJ。
(2)下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_______。
A．CO2+C=2COB．
C．CH4+2O2CO2+2H2OD．
(3)某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验。实验结果记录加表：
编号
电极材料
电解质溶液
电流计指针偏转方向
1
Mg、Al
稀盐酸
偏向Al
2
Al、Cu
稀盐酸
偏向Cu
3
Al、石墨
稀盐酸
偏向石墨
4
Mg、Al
NaOH溶液
偏向Mg
根据表中记录的实验现象，回答下列问题。
①实验1中铝为_______极(填正或负)
②实验4中铝为_______极(填正或负)，写出铝电极的电极反应式：_______。
③根据以上实验结果，在原电池中相对活泼的金属作正极还是作负极受到哪些因素的影响？___。
3．研究氮、硫及卤素等单质及其化合物在生产生活和环境保护中有着重要意义。
I.反应I2+2=2I-+常用于精盐中碘含量测定。某同学利用该反应探究浓度对反应速率的影响。实验时均加入1mL淀粉溶液作指示剂，若不经计算，可直接通过褪色时间的长短来判断浓度与反应速率的关系，下列试剂中：
①1mL0.001mol·L-1的碘水
②1mL0.01mol·L-1的碘水
③3mL0.001mol·L-1的Na2S2O3溶液
④3mL0.01mol·L-1的Na2S2O3溶液
(1)应选择_______(填字母)。
A．①②④ B．①②③ C．①③④ D．②③④
(2)若某同学选取②④进行实验，测得褪色时间为4s，忽略混合后溶液体积的变化，试计算v()=_______。
II.一定条件下，在水溶液中1molCl-、(x=1，2，3，4)的能量(kJ)相对大小如下图所示。

(3)D是_______(填离子符号)；
(4)B→A+C反应的离子方程式为：_______；当生成1molC时，_______kJ的热量(填吸收或放出以及具体数值)。
III.利用CO可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NO排放。T℃时，在容积为2L的恒容密闭容器中充入2molNO和2molCO，保持温度不变，发生反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)，5min时达到平衡状态，此时c(N2)=0.4mol·L-1
(5)下列不能说明反应达到平衡状态的是_______。
a.体系压强保持不变 b.容器中气体平均摩尔质量保持不变
c.混合气体颜色保持不变 d.NO与CO的体积比保持不变
(6)NO平衡转化率α(NO)=_______。
4．、CO等都是重要的能源，也是重要的化工原料。
(1)一定条件下，甲烷与水蒸气发生反应：，工业上可利用此反应生产合成氨原料气。
①定温度下，向2L恒容密闭容器中充入1.6mol 和2.4mol 发生上述反应，CO(g)的物质的量随时间的变化如图甲所示。

内的平均反应速率___________。平衡时容器内气体的压强与起始时容器内压强的比值为___________。
②下列措施能加快反应速率的是___________(填字母)。
A．恒压时充入He B．升高温度
C．恒容时充入 D．及时分离出CO
③第1分钟时υ正(CO) ___________第2分钟时υ逆(CO) (填“”“”“”或“无法比较”)
④下列能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
a．
b．恒温恒容时，容器内混合气体的密度保持不变
c．、浓度保持不变
d．、、CO(g)、的物质的量之比为
e．断开3mol H−H键的同时断开2molO−H键
(2)用和组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图乙：

电极d是___________(填“正极”或“负极”)，电极c的电极反应式为___________。
5．氢能以其来源广、可储存、可再生、零污染等性质，是一种值得期待的清洁高效的二次能源，成为国际能源变革的重要选择，被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。回答下列问题：

(1)298K，101kPa条件下，H2燃烧生成液态水的能量变化如上图所示，则1molH2完全燃烧生成液态水时放出的热量___________kJ。
(2)某原电池的装置如图所示，总反应为，其中阴离子交换膜只允许阴离子和水分子通过。

①通入H2的电极是电源的___________(填电极名称)。
②下列说法正确的是____。
A．正极反应为：
B．放电结束后，溶液的碱性不变
C．OH−通过离子交换膜从正极向负极移动
D．每反应2.24L(标准状况下)氢气，交换膜通过0.2mol离子
(3)为探究实验室制取氢气的合适条件，探究学习小组用纯锌粒和制取氢气。
①实验测得H2的生成速率如图所示，根据t1～t2时间速率变化判断该反应是___________反应(填“吸热”或“放热”)。t2～t3时间速率变化的主要原因是___________。

②若用粗锌(含少量金属铜)代替纯锌进行实验，氢气的生成速率明显加快的原因是___________。
6．现代社会的一切活动都离不开能量，化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量变化，能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要视角。
I．化学能与电能之间可以相互转化。
(1)直接提供电能的反应一般是放热反应，下列反应能设计成原电池的是_____
A．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应B．氢氧化钠与稀盐酸反应
C．灼热的炭与CO2反应D．H2与Cl2燃烧反应
(2)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。图为电池示意图，该电池电极表面镀了一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：


①电池的负极反应式为：___________________。
②电池工作时OH-向_________移动(填“正极”或“负极”)。
③正极上消耗标况下4.48L气体时，转移电子的数目为__________。
II．在2L绝热密闭容器中投入2molSO2和bmolO2，图是部分反应物随时间的变化曲线。


①10min时，v(SO3)=________。
②反应达到平衡时，SO2的转化率为______________。
③下列情况能说明该反应达到化学平衡的是______________。
A．v(SO3)=v(SO2)B．混合气体的密度保持不变
C．t时刻，体系的温度不再发生改变D．混合气体的总物质的量不再改变
7．我国力争2060年前实现碳中和，将转化为甲醇是实现碳中和的途径之一、原理为：。在一定温度下，体积为1L的密闭容器中，充入和，测得和的浓度随时间变化如图所示。

回答下列问题：
(1)2min~5min的平均反应速率_______。
(2)平衡时的转化率为_______%。
(3)2min时，_______(填“>”“”“=”或“”“=”或“＜”，下同)；若第i步反应为快反应，则活化能E(i)___________E(ii)。
③若反应ii的正反应速率=×c(N2O2)·c(O2)，=×c2(NO2)；则该反应的化学平衡常数K=___________(用含“”和“”的代数式表示)。
10．氮的化合物的处理和利用是环境科学研究的热点。
(1)机动车排放的尾气中主要污染物为NOx，可用CH4催化还原NOx以消除其污染。298K时，1.0g CH4(g)与足量的NO气体完全反应生成N2、CO2和H2O(g)，放出72.5kJ的热量。该反应的热化学方程式为_______。
(2)氮氧化物与悬浮大气中的海盐粒子相互作用会生成NOCl，涉及的相关反应有：

热化学方程式
平衡常数
①
2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+NOCl(g) ΔH1
K1
②
4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) ΔH2
K2
③
2NO(g)+Cl2(g)⇌2NOCl(g) ΔH3
K3
ΔH1、ΔH2、ΔH3之间的关系为ΔH3=_____；K1、K2、K3的关系为K3=______。
(3)对汽车加装尾气净化装置，可使汽车尾气中含有的CO、NO2等有毒气体转化为无毒气体：4CO(g)+2NO2(g)⇌4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200kJ·mol-1.对于该反应，温度不同(T2﹥T1)，其他条件相同时，下列图像正确的是_______(填序号)。

(4)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物。向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应：C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g) ΔH。在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
时间/min
浓度/mol·L-1
0
10
20
30
40
50
NO
1.0
0.58
0.40
0.40
0.48
0.48
N2
0
0.21
0.30
0.30
0.36
0.36
CO2
0
0.21
0.30
0.30
0.36
0.36
①T1℃时，该反应在0～20min的平均反应速率v(CO2)=____；该反应的平衡常数K=_____；
②30min后，只改变某一条件，根据上表的数据判断改变的条件可能是_______(填序号)；
A．加入一定量的活性炭
B．恒温恒压充入氩气
C．适当缩小容器的体积
D．加入合适的催化剂
③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5：3：3，则和原平衡相比，NO的转化率_______(填“升高”或“降低”)，反应的平衡常数Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
11．目前工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇，某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(K1、K2、K3)如下表所示：
化学反应
平衡常数
平衡常数




500℃
700℃
800℃
①2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g) △H1
K1
2.5
0.34
0.15
②CO2(g)+ H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2
K2
1.0
1.70
2.52
③CO2(g)+ 3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H3
K3



请回答下列问题：
(1)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3=___________(用K1、K2表示)；
(2)根据反应③判断熵变△S___________0(填“>”“=”或“，故答案为：>；
(4) 由图可知，电子由电极b流出，则电极b为负极，电极a为正极，负极上甲醇失电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应为：，故答案为：正极；。
8．AB 2H2(g)+O2(g)＝2H2O(1) ΔH=-571.6 kJ•mol-1 ＜ ⑤ Fe 氧化 有气泡产生 Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑
【详解】
(1)A．化学反应的实质就是旧化学键的断裂，新化学键的形成，在化学反应中，反应物转化为生成物的同时，由于反应物和生成物的能量不等，必然发生能量的变化，故A正确；
B．钢铁发生腐蚀，铁失电子发生氧化反应，故B正确；
C．放热反应发生时不一定要加热，如氧化钙和水之间的反应，吸热反应不一定加热才能发生，如氯化铵和氢氧化钡晶体之间的反应，如碳酸氢铵分解，在常温下就能发生，故C错误；
故答案为AB；
(2)2gH2即1mol完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，则2mol氢气完全燃烧生成液态水，放出571.6kJ热量，所以该热化学方程式为：2H2(g)+O2(g)＝2H2O(1) ΔH=-571.6 kJ•mol-1；
(3)由于反应物能量高于生成物能量，所以该反应为放热反应，ΔH＜0；
(4)构成原电池的条件为：活泼性不同的电极、电解质溶液、构成闭合回路，能发生自发的氧化还原反应。①中没有两个活泼性不同的电极，所以不能构成原电池；②没有构成闭合回路，所以不能构成原电池；③酒精为非电解质溶液，所以不能构成原电池；④两材料相同，所以不能构成原电池；⑤符合原电池的构成条件，所以能构成原电池；故答案为⑤；该装置中，铁易失电子而作负极，铜作正极，负极上铁失电子发生氧化反应生成亚铁离子，正极上氢离子得电子发生还原反应而生成氢气，所以有气泡生成，电池反应式为Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑。
9．ad 0.05mol·L-1·min-1 不变 不变 +67.7 kJ·mol-1 2NO(g)N2O2 2NO(g)N2O2 ＞ ＜
【详解】
(1) 反应I是工业固氮的重要反应，在体积为2L的恒温恒容密闭容器中，充入1 molN2和 3 mol H2，5 min末达到平衡，此时容器内压强变为原来的0.75倍。
①a．相同时间内每消耗0.1 mol N2的同时消耗0.2 mol NH3说明正、逆反应速率相等，可以判断该反应已达到平衡状态，故a正确；
b．c(N2)：c(H2)=1：3，并不能说明任何问题，故b错误；
c．体积不变，气体质量也不变，所以混合气体的密度不会发生变化，故c错误；
d．氢气的分压不再发生变化时，说明氢气浓度不变，能证明该反应已达到平衡状态，故d正确；
故选ad；
②

则有0.5-x+1.3-3x+2x=2×0.75，得x=0.25。

所以5 min内该反应的反应速率，故答案为：0.05mol·L-1·min-1；
③温度不变化学平衡常数不变, N2和H2按系数比投料,所以转化率之比恒相等,故答案为：不变，不变；
(2) 反应Ⅱ+反应Ⅲ可得N2O2(g)＋O2(g) 2NO2(g) △H=+67.7 kJ·mol-1，故答案为：+67.7 kJ·mol-1；
(3) ①由反应Ⅲ和反应ii可知第i步反应的化学方程式为2NO(g)N2O2，故答案为：2NO(g)N2O2；
②总反应与两个分反应均为放热反应，所以任何一步分反应放出的热量均小于总反应放出的热量,所以△H4 ＞-112.3 kJ·mol-1；若第i步反应为快反应,则第一步反应的活化能低，所以活化能E(i) ＜E(ii)，故答案为：＞，＜；
③平衡时v正=v逆，即v正=k正×c(N2O2) ·c(O2)=v逆×c2(NO2)，所以K=，故答案为：。
10．CH4(g)+4NO(g) = 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160kJ·mol-1 2ΔH1-ΔH2 乙 0.015mol·L-1·min-1 C 降低 0.36(或9/25)
【分析】
根据盖斯定律计算反应热；根据化学方程式之间的数量关系分析化学平衡常数之间的关系；根据影响化学平衡的因素分析图像变化的原因，并分析图像是否正确；根据平衡时各组分的含量及百分含量计算反应速率与平衡常数。
【详解】
(1)CH4和NO反应的方程式为CH4+4NO=CO2+2H2O+2N2，16g CH4反应放出的热量为16×72.5kJ=1160kJ，则热化学反应方程式为CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160kJ·mol-1；
(2)根据③的反应，因此有①×2-②得出ΔH3=2ΔH1-ΔH2，①K1=，②K2=，③K3=，因此有K3=；
(3)甲图，升高温度，化学反应速率加快，即升高温度，正逆反应速率都增大，故甲错误；
乙图，T2>T1，T2先达到平衡，正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，则NO2的转化率降低，故乙正确；
丙图，升高温度，平衡向逆反应方向移动，CO的体积分数增大，故丙错误；
故答案为：乙；
(4)①根据化学反应速率的数学表达式，v(CO2)==0.015mol/(L·min)，根据表格数据，在20min达到平衡，根据化学平衡常数的表达式K===；
②A．加入活性炭，活性炭为固体，对化学平衡移动无影响，故A错误；
B．恒温恒压下，充入氩气，容器的体积增大，组分的浓度降低，故B错误；
C．适当缩小容器的体积，组分的浓度增大，故C正确；
D．加入合适的催化剂，催化剂对化学平衡移动无影响，故D错误；
故答案选C；
③此时的化学平衡常数为