考点21 化学反应原理综合—五年（2020-2024）高考化学真题专项分类汇编(含答案)

这是一份考点21 化学反应原理综合—五年（2020-2024）高考化学真题专项分类汇编(含答案)，共34页。试卷主要包含了填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、填空题
1．氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1，4-二（氯甲基）苯等可通过氯化反应制备。
（1）硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：
①若正反应的活化能为，则逆反应的活化能___________（用含的代数式表示）。
②恒容密闭容器中按不同进料比充入和，测定温度下体系达平衡时的（为体系初始压强，，p为体系平衡压强），结果如图1。
图1中温度由高到低的顺序为___________，判断依据为_________________________________。
M点的转化率为___________，温度下用分压表示的平衡常数___________。
③图2曲线中能准确表示温度下随进料比变化的是___________（填序号）。
（2）1，4-二（氯甲基）苯（D）是有机合成中的重要中间体，可由对二甲苯（X）的氯化反应合成。对二甲苯浅度氯化时反应过程为
以上各反应的速率方程均可表示为，其中分别为各反应中对应反应物的浓度，k为速率常数（分别对应反应①~⑤）。
某温度下，反应器中加入一定量的X，保持体系中氯气浓度恒定（反应体系体积变化忽略不计），测定不同时刻相关物质的浓度。
已知该温度下，。
①30 min时，，且30~60 min内，反应进行到60 min时，___________。
②60 min时，，若0~60 min产物T的含量可忽略不计，则此时___________；60 min后，随T的含量增加，___________（填“增大”“减小”或“不变”）。
2．酸在多种反应中具有广泛应用，其性能通常与酸的强度密切相关。
（1）酸催化下与混合溶液的反应（反应a），可用于石油开采中油路解堵。
①基态N原子价层电子的轨道表示式为____。
②反应a：
已知：
则反应a的____。
③某小组研究了3种酸对反应a的催化作用。在相同条件下，向反应体系中滴加等物质的量的少量酸，测得体系的温度T随时间t的变化如图。
据图可知，在该过程中____。
A.催化剂酸性增强，可增大反应焓变
B.催化剂酸性增强，有利于提高反应速率
C.催化剂分子中含H越多，越有利于加速反应
D.反应速率并不始终随着反应物浓度下降而诚小
（2）在非水溶剂中，将转化为化合物ⅱ（一种重要的电子化学品）的催化机理示意图如图，其中的催化剂有____和____。
（3）在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值。一定温度下，某研究组通过分光光度法测定了两种一元弱酸（X为A或B）在某非水溶剂中的。
a.选择合适的指示剂其钾盐为，；其钾盐为。
b.向溶液中加入，发生反应：。起始的物质的量为，加入的物质的量为，平衡时，测得随的变化曲线如图。
已知：该溶剂本身不电离，钾盐在该溶剂中完全电离。
①计算____。（写出计算过程，结果保留两位有效数字）
②在该溶剂中，____；____。（填“>”“0”或“”“1.0时，随着进料比增大，减小，排除A、B；结合②中计算可知，当，体系达到平衡时，体系中生成的的分压也应为60 kPa，即，对照图像可知，表示温度下随进料比变化的是D。
（2）①30~60 min内X的转化浓度为，因此60 min时。②0~60 min产物T的含量可忽略不计，说明在此阶段D、G的消耗速率可忽略不计。D、G均由M生成，任意时刻两者的生成速率之比。D、G的初始浓度均为0，任意时刻生成的浓度之比等于其速率之比，因此60 min时。60 min后，D、G开始生成T，两者的消耗速率之比为。结合两者的生成速率知，D生成得快而消耗得慢，G生成得慢而消耗得快，因此会增大。
2．答案：（1）；；BD
（2）AcOH；KI
（3）；>；>
解析：（1）①N的原子序数为7，位于第二周期第ⅤA族，基态N原子价层电子的轨道表示式为；②由已知可得：Ⅰ.，；Ⅱ.，；Ⅲ.，；
Ⅳ.，；由盖斯定律可知，目标方程式可由方程式Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ＋Ⅳ得到，故反应；③A.催化剂不能改变反应的焓变，A项错误；B.由图示可知，酸性：硫酸>磷酸>乙酸，催化剂酸性增强，反应速率提高，B项正确；C.一个硫酸分子中含有2个H，一个磷酸分子中含有3个H，一个乙酸分子中含有4个H，但含H最少的硫酸催化时，最有利于加速反应，C项错误；D.由图示可知，反应开始一段时间，反应物浓度减小，但反应速率加快，反应速率并不始终随着反应物浓度下降而减小，D项正确；故选BD。
（2）催化剂参与化学反应，但反应前后质量和化学性质并未改变，由催化机理示意图可知，催化剂有AcOH和KI；
（3）由变化曲线图可知，当时，，设初始，则初始，转化的物质的量浓度为，可列出三段式如下：
由，即，解得，则该反应的平衡常数为
解得；
②根据图像可知，当时，设此时转化的物质的量浓度为，可列出三段式如下：
此时，即，则，则平衡常数，则；
由于，则，。
3．答案：（1）①；②
（2）①；②AB
（3）①0.36；②3:4
（4）;，由L守恒可知；则；M的平衡转化率为
解析：（1）①基态由Fe原子（价层电子排布式为）失去2个电子得到，所以其3d电子轨道表示式为。②根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知离子方程式中需要补充的物质为。
（2）①由图可知，三组实验起始时相同，则浓度越大，单位时间内反应的越多，则三组实验对应的曲线分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，时，在0~1 min内，由图中曲线Ⅲ可知的平均消耗速率为。②对于反应，加水稀释，平衡往粒子数增加的方向移动，即逆向移动，含量增加，含量减小，所以增大，A正确；浓度增加，平衡转化率增加，故，B正确；图中曲线斜率的绝对值表示反应速率的值，观察图像可知，三组实验的反应速率都是先增加，后减小，到平衡时保持不变，C错误；硝酸浓度越高，反应速率越快，体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间越短，故，D错误。
（3）①由题可知，时，，且，，所以。②中含有两个L，则与ML的浓度之比应为与之比，即。
4．答案：（1）①181；②CD；③；
（2）
（3）①阴；②；③bac
解析：（1）①由题给键能数据可计算出=反应物的键能之和-生成物的键能之和=。②反应ⅰ为反应前后气体物质的量不变的反应，反应ⅱ正向为气体物质的量减小的反应，缩小体积即增大压强，反应ⅰ平衡不移动，反应ⅱ平衡正向移动，但达平衡时体系中所有物质的浓度均增大，A项错误；反应ⅰ是吸热反应，反应ⅱ是放热反应，升高温度，反应ⅰ平衡正向移动，反应ⅱ平衡逆向移动，即两个平衡均朝着NO浓度增大的方向移动，B项错误；移除，反应ⅱ平衡正向移动，达平衡时NO浓度降低，C项正确；降低浓度，反应评衡逆向移动，达平衡时NO浓度降低，D项正确。③初始时体系中和的浓度分别为和，平衡体系中，NO在反应ⅰ中生成，在反应ⅱ中消耗，NO在反应ⅰ中的生成浓度=平衡浓度+在反应ⅱ中的消耗浓度，故反应ⅰ中的消耗浓度为，反应ⅱ中的消耗浓度为，则平衡体系中的浓度为；只在反应ⅰ中发生反应，消耗的浓度为，平衡体系中的浓度为，则。
（2）由题给速率方程的表达式可知，将1、2组数据代入速率方程，解得，将1、3组数据代入速率方程，解得，故速率方程为，将1、4组数据代入并相除，可得第4组的反应速率为。
（3）①由题意电解合成，N元素化合价降低发生还原反应，故应在电解池的阴极发生反应（电解池阴极发生还原反应）。②由题给条件“氨燃料电池和氢燃料电池产生相同电量时，理论上消耗和的质量比为”可得消耗和的物质的量之比为，即3 ml氢气失去的电子数与失去的电子数相等，则反应中失电子生成，该反应在碱性条件下进行，则电极反应式为。③由题中信息可知，三种催化剂上都存在一对竞争反应：电还原为和电还原为，这两个电还原反应均为多个基元反应构成的连续反应，其中所需能量最高的一步是整个反应的决速步骤，由图1可知，对于三种催化剂上发生的电还原为的反应，催化剂b对应决速步骤所需能量最小，反应最容易发生，其次为催化剂a，所需能量最大者为催化剂c。由图2可知，在三种催化剂上发生电还原为的反应时，反应的决速步骤所需能量由小到大依次为cab，即在三种催化剂上电还原为由易到难依次为cab。综合以上分析可知，三种催化剂中，催化剂b最有利于电还原为反应的发生，其次为催化剂a，催化剂c的催化效果最差，即三种催化剂对电还原为反应的催化活性由强到弱的顺序为bac。
5．答案：（1）；相同质量的LiOH吸收的量比KOH的多
（2）①