2023届高考化学二轮复习《化学反应原理》大题专练03(解析版)

这是一份2023届高考化学二轮复习《化学反应原理》大题专练03(解析版)，共28页。试卷主要包含了已知，工业合成氨解决了人类的生存问题等内容，欢迎下载使用。
(1)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)＋2SO2(g)＋O2(g)2CaSO4(s)＋2CO2(g)对煤进行脱硫处理。某温度下，测得反应在不同时间点各物质的浓度如下：
①0～10 min内，平均反应速率v(SO2)＝________ml·L－1·min－1。
②30 min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断，改变的条件可能是________(填字母)。
A．移除部分CaSO4(s) B．通入一定量的O2
C．加入合适的催化剂 D．适当缩小容器的体积
(2)利用活性炭吸附汽车尾气中的NO：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)，实验测得，v正＝k正c2(NO)，v逆＝k逆c(N2)c(CO2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。在密闭容器中加入足量C(s)和一定量的NO气体，保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示：
①由图可知：该反应的ΔH________0(填“>”或“”“c(OH−)>c(H+)>c(Se2−) 1.6×1012
(4)正极 变大 CO-2e−+H2O=CO2+2H+
解析：(1)③-（②+①）/2即可得：H2(g)+Se(s)H2Se(g)，所以反应H2(g)+Se(s)H2Se(g)的反应热ΔH=p−(n+m)kJ·ml−1；
(2)①化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度幂之积和反应物浓度幂之积的比值，因为Se是固体，故该反应的平衡常数表达式为c(H2Se)/c(H2)；②将分离出的H2重新通入容器中，反应物浓度升高，平衡会朝着正向移动，硒的转化率提高；③由图可知，温度550℃、压强0.3MPa时产率最高；
(3)NaHSe中存在电离平衡HSe−H++Se2−和水解平衡：HSe−+H2OH2Se+OH−，其电离平衡常数K2=5.0×10−11，水解平衡常数为=7.69×10−11，所以水解大于电离，溶液呈碱性；故NaHSe溶液的离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(HSe−)>c(OH−)>c(H+)>c(Se2−)；反应CuS(s)+Se2−(aq)CuSe(s)+S2−(aq)的化学平衡常数K===
=≈1.6×1012。
(4)电化学制备的产物是H2Se，由此可知，石墨上Se发生了还原反应，电极反应式为Se+2H+—2e−＝H2Se，通入CO的电极为原电池的负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为CO—2e−＋H2O=CO2＋2H+，故石墨为正极，消耗了氢离子，PH增大；Pt电极上发生反应的电极反应式CO—2e−＋H2O=CO2＋2H+。
4．NOx是常见的大气污染物，处理NOx有助于减少雾霾天气的形成。
已知：Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题：
(1)__________________。
(2)若在某绝热恒容密闭容器内进行反应Ⅲ，下列图像能表示该反应到达平衡状态的是________(填标号)。
(3)T℃时，在容积为2 L的密闭容器中，加入2 ml NO和2 ml CO发生反应Ⅲ，5 min后反应达到平衡，测得平衡时体系压强是起始压强的0.8倍。
①___________________________。
②T℃时，该反应的平衡常数________________________，如果这时向该密闭容器中再充入2 ml NO和2 mlN2，此时________________(填“>”“
(4)①不变 ②
解析：(1)观察题给热化学方程式，可知2×反应Ⅰ-反应Ⅱ可得反应Ⅲ，故。
(2)反应Ⅲ正向为放热反应，随着反应的进行，容器内温度升高，K减小，当K不变时，说明反应达到了平衡状态，A项正确；随着反应的进行，反应物的转化率增大，当反应物的转化率不变时，说明反应达到平衡状态，B项正确；气体密度=气体质量/气体体积，为一定值，C项错误；随着反应的进行，减小至不变，D项错误。
(3)设达到平衡时，N2的物质的量浓度为xml·L－1，列三段式可得：
起始c/(ml·L－1)： 1 1 0 0
转化c/(ml·L－1)： 2x 2x x 2x
平衡c/(ml·L－1)： 1-2x 1-2x x 2x
平衡时体系压强是起始压强的0.8倍，则平衡时气体总物质的量浓度：起始气体总物质的量浓度=0.8，即，解得。
①。
②时，该反应的平衡常数；这时向该密闭容器中再充入2 ml NO和2 ml，此时，平衡正向移动，。
(4)①催化剂能同等程度地增大正、逆反应速率，即同等程度地增大正、逆反应速率常数，加入催化剂，该反应的不变。
②升高温度，放热反应的速率常数增大得少，即随温度升高减小得少，表示随温度变化的曲线。
5．合成氨对人类生存具有重大意义，反应为：。
(1)我国科学家在合成氨反应机理研究中取得新进展，首次报道了LiH-3d过渡金属这一复合催化剂体系，并提出了“氮转移”催化机理。
①
②
③
则________________________。
(2)目前工业上合成氨反应通常使用铁触媒作催化剂，反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示。
整个历程中，反应速率最慢的反应的化学方程式为_______________________________________。
(3)将10 mlN2和30 mlH2投入容积恒为10 L的反应器中，控制不同温度与压强，得到平衡时N2的转化率与温度、压强的关系如图所示。
温度T1、T2、T3的大小关系是___________________，判断依据为____________________________
_______________________________________________________________。
根据M点数据求出该条件下的平衡常数Kp__________________ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，结果保留两位有效数字)。
(4)工业上，合成氨反应在高压条件下进行，实际上Kp值不仅与温度有关，还与压力和气体组成有关。一定条件下，合成氨反应接近平衡时，遵循如下方程：。其中为氨合成反应的净速率，为常数，与催化剂性质及反应条件有关，该条件下，实验测得，则反应达到平衡时，三者之间的关系式为_________________________。
(5)在压强为30 MPa时，不同温度下合成氨反应平衡体系中，混合气体中NH3的体积分数如表所示。
根据表中数据，你认为合成氨工业最值得研究的方向是__________________________________
_______________________________________________(回答出你认为最合适的一点)。
答案：(1) (2)
(3) 该反应为放热反应温度升高，平衡向逆反应方向移动，平衡时转化率降低，由图可知
(4) (5)寻找合适的催化剂
解析：(1)根据盖斯定律知①+②+③可得 ，据此可得。
(2)从图中可以看出，活化能最大的一步反应是，故该步反应速率最慢。
(3)由于合成氨的反应是放热反应，所以升高温度平衡向左移动，的转化率降低，即图中转化率越低的曲线对应的温度越高，故。温度下，平衡压强为32 MPa时，根据题意列“三段式”如下：
起始量 10 ml 30 ml 0
转化量 4 ml 12 ml 8 ml
平衡量 6 ml 18 ml 8 ml
故平衡时气体分压分别为：、、，故。
(4)反应达到平衡时，氨合成反应的净速率，若，则。整理可得，由于，所以，。
(5)从表中数据可知温度对平衡体系中混合气体中的体积分数影响显著，降低温度可以提高氨气的体积分数，但是目前工业生产采用的温度主要是考虑催化剂的活性，所以要想降低反应温度而催化剂活性不降低，则应该寻找合适的催化剂。
6．已知：①水体中氨氮()过量会导致富营养化，国家标准要求经处理过的氨氮废水中氨氮标准限值范围为、pH控制在6~9；
②HClO的氧化性比NaClO强； ③比更易被氧化。
某研究小组用NaClO氧化法处理氨氮废水，进水pH对氨氮去除率和出水pH的影响如图所示：
(1)反应原理：可与反应生成等无污染物质，反应的离子方程式为________________________________________________________________。
(2)进水pH应控制在_________左右为宜；进水pH为1.25-2.75范围内，氨氮去除率随进水pH升高迅速下降的原因是_________________________________________________________；进水pH为2.75~6.00范围内，氨氮去除率随进水pH升高而上升的原因是___________________________。
(3)运用上述原理，也可利用如图所示的电解法去除废水中的氨氮。
a极为电源的_______极；d极反应式为______________________________________________。
(4)已知的。常温下，将通入某氨水至溶液恰好呈中性，此时溶液中___________________________。
(5)常温下将0.1004 ml碳酸氢铵粉末加入到1 L 0.1 盐酸中，充分反应后溶液pH恰好为7(此时溶液中几乎不含碳元素，忽略溶液体积变化)，则溶液中___________________，的电离平衡常数为_____________________。
答案：(1)
(2)1.5； 随着进水pH升高， NaClO含量增大，HClO含量降低，氧化性减弱，导致氨氮去除率下降； 随着进水pH升高，氨氮废水中含量增大，氨氮更易被氧化
(3)负； (4)2.24 (5)；
解析：(2)由题图可知，当进水pH=1.5时氨氮去除率较高且出水pH符合要求；因HClO的氧化性比NaClO强，进水pH为范围内，随进水pH升高，HClO含量降低，NaClO含量增大，氧化性减弱，导致氨氮去除率下降；进水pH为2.75~6.00范围内，随进水pH升高，氨含量增大，结合“比更易被氧化”可判断氨氮去除率升高的原因。
(3)据题意，d极应产生，即发生氧化反应，d极为阳极，则b极为电源正极、a极为电源负极。
(4)溶液中电荷守恒为，根据溶液呈中性知，结合得。
(5)根据题意知，反应后溶液中只有，又pH=7，据电荷守恒知，而溶液中总浓度为，故为。
开始浓度/(ml·L－1) 0.1004 0
转化浓度/(ml·L－1) 0.0004 0.0004
平衡浓度/(ml·L－1) 0.1 0.0004
又，的，则。
7．甲醚（CH3OCH3）具有优良的燃烧性能，被称为21世纪的“清洁能源”。一步法合成二甲醚是以合成气(CO/H2)为原料，在一定温度、压强和催化剂作用下进行，反应器中发生了下列反应：
①
②
③
(1)一种新合成二甲醚的方法为一定条件下：，该反应的△H kJ∙ml－1；在体积恒定的绝热密闭容器中，下列能作为该反应达到化学平衡状态的依据是 (填序号)。
A. B.容器内CH3OCH3体积分数不变
C.容器内温度保持不变
D.单位时间内断裂6 mlH—H键，同时断裂3 mlH—O键
(2)可采用CO和二甲醚催化合成乙醇。
反应①： △H1
反应 = 2 \* GB3 ②： △H2
a.压强为pkPa时，温度对二甲醚和乙酸甲酯平衡转化率的影响如图甲所示，则△H1 (填“＞”或“＜”)0。
图甲 温度对反应平衡转化率的影响 图乙 温度对平衡体系中产物百分含量的影响
b.温度对平衡体系中乙酸甲酯的含量和乙醇的影响图乙所示，在300~600K范围内，乙酸甲酯的含量逐渐増大，而乙醇的百分含量逐渐减小的原因是 。
c.若压强为p kPa、某温度时，向2 L.恒容密闭容器中充入1 ml CH3OCH3和1 ml CO只反生反应①，二甲醚的转化率为90%，2 min时达到平衡，则前2 min内CH3COOCH3的平均生成速率为 ，该条件下反应①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)，此时容器内的压强为 (用p表示)。
答案：(1)—122.5 BC (2)a <
b．在300～600内，随温度升高，反应①向逆反应方向移动的程度比反应②的小
c．0.225ml•(L•min ) -1 0.55p
解析：由盖斯定律知，反应2×①+②-2×③可得反应2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)的△H=△H1×2+△H2—2×△H3＝2×(—90.7) kJ•ml-1+ (—23.5) kJ•ml-1—2×(—41.2) kJ•ml-1=-122.5 kJ•ml-1；反应2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) 在体积恒定的绝热密闭容器中，能作为达到化学平衡状态的依据如下：
A．由于CO2与H2的反应系数比为1:3， CO2与H2在任何时候反应速率比均为1:3，故反应速率比均为1:3不能说明已平衡，选项A不正确；
B．容器内CH3OCH3的体积分数不变，说明单位时间内反应消耗的CH3OCH3与生成的CH3OCH3量相同，即反应达到平衡状态，选项B正确；
C．由于该容器为绝热容器，而该反应为放热反应，容器内温度保持不变说明反应既不向正反应方向移动，也不向逆反应方向移动，即反应达到平衡状态，选项C正确；
D．单位时间内断裂6 ml H-H键，即消耗6 ml H2，同时断裂3 ml H-O键，即消耗1.5 ml H2O，根据平衡特征单位时间内消耗6 ml H2，同时要消耗3 ml H2O才能达到平衡状态，故选项D不正确。
(2)a．由图1可知：压强为p KPa时，随着温度的升高，二甲醚和乙酸甲酯平衡转化率均降低，说明温度升高，反应①、反应②均逆向移动，即反应的正方向均为放热反应，则△H1