2022年高考化学三轮冲刺之回归教材09 化学反应原理综合练习题

这是一份2022年高考化学三轮冲刺之回归教材09 化学反应原理综合练习题，共35页。试卷主要包含了正确理解化学反应速率的影响因素，突破化学平衡状态的判断，影响化学平衡的因素，化学反应原理题答题“五要素”等内容，欢迎下载使用。
回归教材重难点09 化学反应原理综合

高考五星高频考点，2021年全国甲卷第28题、2021年全国乙卷第28题、2020年全国I卷第28题、2020年全国II卷第28题、2020年全国第III卷第28题、2019年全国I卷第28题、2019年全国II卷第28题、2019年全国第III卷第28题。

《化学反应原理》是中学化学基本理论之一，其试题常常将化学反应与能量、化学反应速率和化学平衡、水溶液中的离子平衡等知识融合在一起，多以图像或图表的形式呈现。题目围绕一个主题，由多个小题组成，各小题的考查有一定的独立性，分别考查不同的知识点，覆盖面较广，灵活性较强。考查角度主要有热化学方程式和电极反应式的书写；离子浓度的大小比较；Ksp的计算与应用；反应速率、平衡常数及转化率的计算；电化学装置的原理分析及平衡曲线的识别与绘制等。试题篇幅较长，情境、取材较新，同时联系生产、生活实际进行考查，有一定的难度，侧重考查考生的阅读能力、获取有效信息能力、知识运用能力、识图识表能力和分析归纳能力，同时考查考生科学态度与社会责任的核心素养。

1．掌握利用盖斯定律计算反应热的步骤和方法
(1)计算步骤

(2)计算方法

2．正确理解化学反应速率的影响因素
(1)“惰性气体”对反应速率的影响
①恒温恒容：充入“惰性气体”总压增大―→参与反应的物质浓度不变(活化分子浓度不变)―→反应速率不变。
②恒温恒压：充入“惰性气体”体积增大参与反应的物质浓度减小(活化分子浓度减小)反应速率减小。
(2)纯液体、固体对化学反应速率的影响
在化学反应中，纯液体和固态物质的浓度为常数，故不能用固态物质的浓度变化来表示反应速率，但是固态反应物颗粒的大小是影响反应速率的条件之一，如煤粉由于表面积大，燃烧时比煤块快得多。
(3)外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响
方向是一致的，但影响程度不一定相同
条件改变
影响
增大反应物浓度
v正瞬间增大，v逆瞬间不变，随后也增大
增大压强
v正和v逆都增大，气体分子数减小方向的反应速率增大的程度大
对无气体参加或生成的化学反应的速率无影响
反应前后气体分子数不变的反应，正、逆反应速率同等程度地增大
升高温度
v正和v逆都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大
使用催化剂
能同等程度地改变正、逆反应速率
3．突破化学平衡状态的判断
(1)注意“三关注”：一要关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压还是绝热恒容、绝热恒压；二要关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；三要关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。
(2)
(3)从现象上判断

4．影响化学平衡的因素
改变的条件(其他条件不变)
化学平衡移动的方向
浓度
增大反应物浓度或减小生成物浓度
向正反应方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度
向逆反应方向移动
压强(对有气体参加的反应)
反应前后气体体积改变
增大压强
向气体分子总数减小的方向移动
减小压强
向气体分子总数增大的方向移动
反应前后气体体积不变
改变压强
平衡不移动
温度
升高温度
向吸热反应方向移动
降低温度
向放热反应方向移动
催化剂
同等程度改变v正、v逆，平衡不移动
5．化学反应原理题答题“五要素”


1．(2021•全国甲卷)二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：
(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：CO2(g)+3H2＝CH3OH(g)+H2O(g)
该反应一般认为通过如下步骤来实现：
①CO2(g)+H2＝CO(g)+H2O(g) △H1=+41kJ·mol-l
②CO(g)+2H2＝CH3OH(g) △H2=-90kJ·mol-l
总反应的△H =_______ kJ·mol-l；若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_______(填标号)，判断的理由是_______。
A． B．
C． D．
(2)合成总反应在起始物n(H2)/n(CO2)=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH)，在 t=250℃下的 x(CH3OH)～p、在p=5×105Pa 下的 x(CH3OH)～t 如图所示。

①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp =_______；
②图中对应等压过程的曲线是_______，判断的理由是_______；
③当x(CH3OH)=0.10时，CO2的平衡转化率____，反应条件可能为___或___。
【答案】(1)-49 A ΔH1为正值，ΔH2为和ΔH为负值，反应①的活化能大于反应②的
(2)①
②b 总反应ΔH”、“=”或“10g·L-1，H2S脱除率下降的原因是___________。

(4)在恒容密闭容器中，用H2还原SO2生成S的反应分两步完成(如图所示)，该过程中部分物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示：

依据上图描述H2还原SO2生成S的两步反应为：___________(用化学方程式表示)
【答案】(1)8.0×1015
(2) Fe-2e-+H2S═FeS+2H+ 生成的FeS附着在铁碳填料的表面，原电池负极的表面积减小，化学反应速率减慢，铁的量因消耗而减少，形成微电池的数量减少，化学反应速率减慢
(3)ρ(Fe3+)增大会促进H2S被氧化，生成的H+会溶液的pH降低，促进H2S的逸出，前者的影响小于后者
(4)SO2+3H2=H2S+2H2O，2H2S+SO2=3S+2H2O
【解析】(1)H2S+Cu2+(aq)=CuS+2H+(aq)的平衡常数为K=== ===8.0×1015；(2)①已知主要反应2Fe+2H2S+O2=2FeS+2H2O，反应中Fe的化合价升高，即Fe失电子发生氧化反应，装置中微电池负极的电极反应式为Fe-2e-+H2S═FeS+2H+；②一段时间后，生成的FeS附着在铁碳填料的表面，原电池负极的表面积减小，化学反应速率减慢，铁的量因消耗而减少，形成微电池的数量减少，化学反应速率减慢，导致单位时间内H2S的去除率降低；(3)ρ(Fe3+)增大会促进H2S被氧化，方程式为：H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+，生成的H+会溶液的pH降低，促进H2S的逸出，前者的影响小于后者时，H2S脱除率反而下降；(4)根据图示信息可知，反应过程中SO2一直减小，中间产物X先增大后减小，H2的量在物质X达到最高时变为0，说明第一个阶段是SO2和H2反应生成H2S，而后中间产物X减小，说明是X与SO2反应转化为了S即 H2S和SO2反应生成S和水，故X为H2S，故两个阶段的反应分别为：SO2+3H2=H2S+2H2O，2H2S+SO2=3S+2H2O。
9．(2022·江苏省如皋市高三统考)用化学方法降解水中有机物已成为污水处理领域的重要研究方向。
(1)酸性条件下，铁炭混合物处理污水中硝基苯时的物质转化示意图如图1所示。

①该物质转化示意图可以描述为_______。
②其他条件一定，反应相同时间，硝基苯的去除率与pH的关系如图2所示。pH越大，硝基苯的去除率越低的原因是_______。
(2)向含Fe2+和苯胺()的酸性溶液中加入双氧水，会发生如下反应：Fe2++H++H2O2=Fe3++HO·+H2O
①HO·(羟基自由基)具有强氧化性，能将溶液中的苯胺氧化成CO2和N2。写出该反应的离子方程式：_______。
②H2O2也具有氧化性，设计验证苯胺是被HO·氧化而不是被H2O2氧化的实验方案：_______。
(3)利用电化学装置通过间接氧化法能氧化含苯胺的污水，其原理如图3所示。其他条件一定，测得不同初始pH条件下，溶液中苯胺的浓度与时间的关系如图4所示。反应相同时间，初始溶液pH=3时苯胺浓度大于pH=10时的原因是_______。[已知氧化性：HClO(H+)>ClO-(OH-)]

【答案】(1)铁失去电子变成Fe2+，电子传递到炭中，NO2在炭表面得到电子变成NO，NO再得到电子变成NH2 pH增大，Fe2+生成Fe(OH)2沉淀，Fe(OH)2沉淀覆盖在铁炭混合物表面，阻碍了反应的进行，降低了反应速率
(2) 2NH2+62HO·→12CO2↑+N2↑+38H2O 向一定量苯胺溶液中加入H2O2溶液，无明显现象(测定苯胺未发生反应)，再加入FeSO4溶液，有气泡产生(测定苯胺已发生反应)
(3)酸性条件下Cl2不易与水反应生成HClO，pH=3时的溶液中HClO溶液浓度远小于pH=10时的ClO-浓度，反应速率较慢
【解析】(1) ①根据题意可知，硝基苯与氢离子得电子反应生成亚硝基苯，该物质转化示意图可以描述为:铁失去电子变成Fe2+，电子传递到炭中，NO2在炭表面得到电子变成NO，NO再得到电子变成NH2；②在碱性条件下，随着pH升高，Fe腐蚀反应生成的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，覆盖在铁屑的表面，阻碍了电子的传递，抑制了反应的进行，导致硝基苯的降解率降低；(2)①H2O2在Fe3+等离子作用下能够生成羟基自由基HO·。HO·具有很强的氧化作用，会氧化苯胺，故反应式为:2NH2+62HO·→12CO2↑+N2↑+38H2O；②向一定量苯胺溶液中加入H2O2溶液，无明显现象(测定苯胺未发生反应)，再加入FeSO4溶液，有气泡产生(测定苯胺已发生反应)；(3)结合氯气性质可知酸性条件下Cl2不易与水反应生成HClO，pH=3时的溶液中HClO溶液浓度远小于pH=10时的ClO-浓度，反应速率较慢。
10．(2022·江西省重点中学协作体高三联考)国家主席习近平提出了中国应对气候变化的两个目标：二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，于2060年前实现碳中和。因此，研发CO2利用技术、降低空气中CO2含量成为了研究热点。为减少CO2对环境造成的影响，可采用“CO2催化加氢制甲醇”方法将其资源化利用。该反应体系中涉及以下两个反应：
I.CO2(g)+3H2(g)→CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
II.CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g) ΔH2
回答下列问题：
(1)反应I、II的InK(K代表化学平衡常数)随(温度的倒数)的变化如图所示。

ΔH1________0(填“大于”或“小于”或“等于”)；升高温度，反应CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g)的化学平衡常数________(填“增大”或“减小”或“不变”)。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有________。
A．增大CO的浓度，反应I的平衡向正反应方向移动
B．降低温度，反应I和II的正、逆反应速率都减小
C．恒温恒容下充入氦气，反应I的平衡向正反应方向移动
D．增大压强，反应I和II重新达到平衡的时间不同
(3)恒压下将CO2和H2按体积比1：3混合，在不同催化剂作用下发生反应I和反应II，在相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图。

其中：CH3OH的选择性=×100%
①在上述条件下合成甲醇的工业条件是________。
A．210℃ B．230℃ C．催化CZT D．催化剂CZ(Zr-1)T
②在230℃以上，升高温度CO2的转化率增大，但甲醇的产率降低，原因是________。
(4)恒温恒压密闭容器中，加入2molCO2和4molH2，只发生反应I和反应II，初始压强为p0，在300℃发生反应，反应达平衡时，CO2的转化率为50%，容器体积减小20%.则达到平衡时H2的转化率为________，反应II的平衡常数K=________(保留两位有效数字)。
【答案】(1)小于 减小 (2)AB
(3) BD 230℃以上，温度升高，反应Ⅰ的平衡向逆反应方向移动，反应Ⅱ的平衡向正反应方向移动，但温度对反应Ⅱ的平衡影响更大
(4) 55% 0.22
【解析】(1)温度T降低，增大，由图像可知，反应I的lnK随的增大而增大，反应II的lnK随的增大而减小，即随着的增大，反应I的K增大、反应II的K减小。所以，当温度降低，反应I的K增大、平衡正向移动，反应I为放热反应，ΔH1小于0；当温度降低，反应II的K减小、平衡逆向移动，反应II为吸热反应，ΔH2大于0。依据盖斯定律，反应CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g)可由I-II得到，即焓变ΔH=ΔH1-ΔH2，而ΔH10，所以ΔH载氧体II；(3)根据题意，往盛有CuO/Cu2O载氧体的刚性密闭容器中充入空气发生反应①，且氧气的物质的量分数x(O2 )为21%，设通入的空气的物质的量为amol，氧气的消耗量为bmol，则起始时氧气的物质的量为0.21amol，平衡时氧气的物质的量为(0.21a- b) mol，空气中其他气体的物质的量为0.79amol，由图可知，985℃时，平衡时x(O2) = 10%，即100% = 10%，整理得b=a，则平衡转化率a(O2)=100%≈58%；(4)当反应平衡后随着升温转化率下降，反应逆向进行，故正反应为放热反应;该反应为放热反应，温度小于T0时反应未达平衡，故随温度升高，H2S转化率增大；温度大于T0后反应已达平衡，升温导致平衡逆向移动，硫化氢平衡转化率降低；答案为＜；该反应为放热反应，温度小于T0时反应未达平衡，故随温度升高，H2S转化率增大；温度大于T0后反应已达平衡，升温导致平衡逆向移动，硫化氢平衡转化率降低；(5)240℃时， 其平衡常数K=1，ω[H2S(g)]=ω[CO(g)]=ω[COS(g)=ω[H2(g)]=25%，反应放热升高温度平衡逆向移动，生成物体积减小，反应物体积分数增大，起始时密闭容器中ω[H2S(g)和ω([CO(g])] ω[COS(g)]和ω[H2(g)]分别相等， 甲丁处于同一温度体系(320℃)，乙丙处于同温度体系(300℃)，320℃时， 表示ω[H2S(g)]的曲线是甲；(6)在1L密闭容器中通入1mol CO2和3mol H2，在铁系催化剂作用下进行反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，图4中点M(350，70)，即350℃时CO2的平衡转化率为70%，转化的CO2的物质的量为1mol70%=0.7mol，此时乙烯的选择性为，则转化为乙烯的二氧化碳的物质的量为0.7mol=0.4mol，转化为CO的CO2的物质的量为0.7mol-0.4mol=0.3mol，根据化学方程式列出三段式：


平衡时CO2的物质的量为1mol-0.3mol-0.4mol=0.3mol，CO的物质的量为0.3mol，H2的物质的量为3mol-0.3mol-1.2mol=1.5mol，水蒸气的物质的量为0.3mol+0.8mol=1.1mol，C2H4的物质的量为0.2mol，气体的总物质的量为0.3mol+0.3mol+1.5mol+1.1mol+0.2mol=3.4mol，则该温度时反应②的平衡常数Kp==。
12．(2022·辽宁省大连市模拟预测)2021年6月17日神舟十三号载人飞船与空间站成功对接，航天员进入天和核心舱。空间站处理CO2的一种重要方法是CO2的收集、浓缩与还原。
(1)H2还原CO2制CH4的部分反应如下：
①CO2(g)+H2(g)CO(g)+ H2O(g) ΔH1＝+41kJ·mol−1
②CO(g)+3H2(g)CH4(g)+ H2O(g) ΔH2＝-24641kJ·mol−1
③CO(g)+H2(g)C(s) + H2O(g) ΔH3＝-131kJ·mol−1
反应2C(s)+2H2O(g)CH4(g)+ CO2(g)的ΔH =___________。
(2)在催化剂作用下CO2加氢可制得甲醇，该反应历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，如CO2表示CO2吸附在催化剂表面；图中已省略)。

上述合成甲醇的反应速率较慢，该反应过程中决定反应速率的步骤是_____(用化学方程式表示)。
(3)在一定条件下，向某恒容密闭容器中充入xmol CO2和ymolH2，发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH＝-50kJ·mol−1。

①图1中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系的是曲线_____ (填“m”或“n”)，判断依据是________。
②若x=2、y=3，测得在相同时间内，不同温度下的转化率如图2所示，_______(填“>”、“ 0。若将3 mol双环戊二烯通入恒容密闭容器中，分别在T1和T2温度下进行反应。曲线A表示T2温度下n(双环戊二烯)的变化，曲线B表示T1温度下n(环戊二烯)的变化，T2温度下反应到a点恰好达到平衡。

①曲线B在T1温度下恰好达到平衡时的点的坐标为(m，n)，则m_______2(填“>” “” “