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2023届高考化学二轮复习《化学反应原理》大题专练02

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(1)已知反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) v正=k正·c2（NO）·c2（CO），v逆=k逆·c（N2）·c2（CO2）（k正、k逆为速率常数，只与温度有关）。一定条件下进行该反应，测得CO的平衡转化率与温度、起始投料比m=的关系如图1所示。
①达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数________（填“>”“<”或“=”）k逆增大的倍数。
②下列说法正确的是_______
A．投料比：m1B．汽车排气管中的催化剂可提高NO的平衡转化率
C．当投料比m＝2时，NO转化率比CO转化率小
D．当体系中CO2和CO物质的量浓度之比保持不变时，反应达到平衡状态
③若在1L的密闭容器中充入1ml CO和1ml NO，在一定温度下达到平衡时，CO的转化率为40%，则k正︰k逆=_______（填写分数即可，不用化简）。
(2)在2L密闭容器中充入2ml CO和1ml NO2，发生反应4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) ΔH<0，如图2为平衡时CO2的体积分数与温度、压强的关系。
①该反应达到平衡后，为在提高反应速率同时提高NO2的转化率，可采取的措施有______（填字母序号）
a．增加CO的浓度 b．缩小容器的体积 c．改用高效催化剂 d．升高温度
②若在D点对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大，达到的平衡状态可能是图中A~G点中的______点。
(3)近年来，地下水中的氮污染已成为一个世界性的环境问题。在金属Pt、Cu和铱（Ir）的催化作用下，密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮（NOeq \\al(−,3)），其工作原理如下图所示。若导电基体上的Pt颗粒增多，造成的后果是______。
2．对废(尾)气中的氮氧化物、二氧化硫等进行必要处理，减少它们的排放，让空气更加清洁是环境科学的重要课题之一，也是“打赢蓝天保卫战”的重要举措。分析有关氮氧化物、二氧化硫的反应，并回答相关问题：
(1)已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH1＝＋180.5 kJ·ml－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ·ml－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH3＝－221.0 kJ·ml－1
若某反应的平衡常数表达式为K＝eq \f(c(N2)·c2(CO2),c2(NO)·c2(CO))，请写出此反应的热化学方程式：________________________________________________________________________。
(2)利用汽油中挥发出来的烃类物质(CxHy)催化还原汽车尾气中的NO气体可消除由此产生的污染，该过程的化学方程式为________________________________________________。
(3)废气中的SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化等一系列反应后可制取硫酸，其中SO2发生催化氧化的反应为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。往一固定体积的密闭容器中通入SO2和O2[其中n(SO2)∶n(O2)＝2∶1]，在不同温度下测得容器内总压强与反应时间的关系如图所示。
①图中A点处SO2的转化率为__________。
②C点的正反应速率vC(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为vC(正)________(填“＞”“＜”或“＝”)vA(逆)。
③图中B点用压强表示的平衡常数Kp＝________(用平衡分压代表平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
(4)工业上常用氨水吸收二氧化硫，可生成(NH4)2SO3。判断常温下(NH4)2SO3溶液的酸碱性并说明判断依据____________________________________________。
(已知常温下NH3·H2O的Kb＝1.8×10－5；H2SO3的Ka1＝1.3×10－2，Ka2＝6.3×10－8)
3．氢气是优质清洁能源，科学研究利用乙醇氧化重整制取氢气是能源发展的一个重要方向，已知：氢气的燃烧热，乙醇的燃烧热。
(1)写出液态乙醇与液态水反应生成二氧化碳与氢气的热化学方程式：____________。
(2)通过控制反应条件，在绝热反应容器内使乙醇与水、乙醇与氧气分别反应，为了使容器温度保持不变，则理论上参加反应的___________________ （结果保留1位小数）。
(3)在容器中起始和的条件下，反应温度与各组分物质的量分数(Y)的关系如下图所示。
①在500~1 300 K范围内，容器内乙醇与水、乙醇与氧气发生的两个反应_____________（选填“是”或“不是”）可逆反应。
②当容器体积为2 L，反应温度在1 300 K时，反应t小时后测得容器中，，则容器中生成氢气的平均反应速率。
③若1 150 K时，测得容器中，，则该温度下容器中副反应的平衡常数_______________。
(4)在恒容密闭容器中发生如下储氢反应：
下图为NaBH4的产率与反应温度的关系曲线：
①反应达到平衡时，下列有关叙述正确的是__________________。（填字母）
A.向容器中再充入一定量H2，H2的转化率减小
B.若向容器内加入少量Na，则
C.升高温度，放氢速率加快，重新达到平衡时容器压强增大
D.降低温度，平衡正向移动，该反应的平衡常数增大
②NaBH4水解可放出氢气，反应的化学方程式为，在酸性条件下， NaBH4不能稳定存在的原因是_____________________（用离子方程式表示）。
4．I.甲烷和水蒸气催化制氢主要存在如下两个反应：
①CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) △H＝＋206 kJ·ml－1
②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) △H＝－41 kJ·ml－1
恒定压强为P0时，将n(CH4)：n(H2O)＝1：3的混合气体投入反应器中，平衡时各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。
回答下列问题：
(1)写出CH4与CO2生成H2和CO的热化学方程式：。
(2)关于甲烷和水蒸气催化制氢反应，下列叙述正确的是 (填字母)。
A.恒温、恒容条件下，加入惰性气体，压强增大，反应速率加快
B.恒温、恒容条件下，加入水蒸气，活化分子百分数增大，反应速率加快
C.升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞频率增大，反应速率加快
D.加入合适的催化剂，同时降低反应温度，相同时间内的转化率可能不变
(3)恒定压强为P0，投料比n(CH4)：n(H2O)＝1∶3时，从提高氢气产率角度考虑反应温度应控制在 ℃。
(4)600℃时，CH4的平衡转化率为 (保留2位有效数字)，反应①的平衡常数的计算式为Kp＝ (Kp是以分压表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数)。
II.我国科学家最近发明了一种Zn－PbO2电池，电解质为K2SO4、H2SO4和KOH，由a和b两种离子交换膜隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域，反应后B中溶液浓度变大，结构示意图如下：
回答下列问题：
(5)电池中，Zn极上发生的电极反应方程式为。
(6)电池放电过程中，每消耗6.5 g Zn，理论上PbO2电极质量增重 g。
5．过氧化氢是重要的化工产品，广泛应用于化学合成、医疗消毒等领域。
(1)过氧化氢的电子式为_____________。
(2)工业上电解硫酸氢盐溶液得到过二硫酸盐()，过二硫酸盐水解生成H2O2溶液和硫酸氢盐，生成的硫酸氢盐可以循环使用。电解硫酸氢盐溶液时阳极的电极反应式为。写出过二硫酸盐水解的离子方程式。
(3)298K时，实验测得反应在不同浓度时的化学反应速率如表：
已知速率方程为，其中k为速率常数。
根据表中数据判断：a=_______，b=________。
(4)“大象的牙膏”实验是将浓缩的过氧化氢与肥皂液混合，再滴加少量碘化钾溶液，即可观察到泡沫状物质像喷泉一样喷涌而出。反应中H2O2的分解机理为：
慢
快
此反应过程中无催化剂和有催化剂的能量变化关系图像如图所示：
则表示慢反应的曲线是__________(填“a”或“b”)。
1ml H2O2分解放出热量98 kJ，则H2O2分解的热化学方程式为_________________。
(5)某科研团队研究体系(其中)氧化苯乙烯制取苯甲醛，反应的副产物主要为苯甲酸和环氧苯乙烷。一定条件下，测得一定时间内温度对氧化反应的影响如图：
注：■苯乙烯转化率 ●苯甲醛选择性
①80℃时苯乙烯的转化率有所降低，其原因可能是。
②结合苯乙烯的转化率，要获得较高的苯甲醛产率，应该选择的温度为_______。
6．(1)关于反应H2(g)＋O2(g)===H2O(l)，下列说法正确的是________(填字母)。
A.焓变ΔH<0，熵变ΔS<0
B.可以把反应设计成原电池，实现能量的转化
C.该反应在常温下不易被观察，因为具有较高的活化能，反应速率小
D.选用合适的催化剂，有可能使反应在常温常压下以较快的速率进行
(2)电渗析法淡化海水装置示意图如图所示，在电场中利用膜技术可以实现淡化海水和浓缩海水的分离。
①图中膜a应选用________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。
②各间隔室的排出液中，A为________(填“淡化海水”或“浓缩海水”)。
③电渗析法还可用来处理电镀废液，写出用该方法处理含AgNO3废液时所发生反应的化学反应方程式：。
(3)水在高温高压状态下呈现许多特殊的性质。当温度、压强分别超过临界温度(374.2 ℃)、临界压强(22.1 MPa)时的水称为超临界水。
①如果超临界水的电离度变为常温下的100倍，则此时Kw的值为。
②超临界水能够与氧气等氧化剂以任意比例互溶，由此发展了超临界水氧化技术。一定实验条件下，测得乙醇的超临界水氧化结果如图，其中x为以碳元素计的物质的量分数，如xCO＝，t为反应时间。 CO的分布分数先增后降的原因是。
③不同温度下乙醇的超临界水氧化过程中CO的分布分数随时间变化如图所示，随着温度升高，CO分布分数峰值出现的时间提前且峰值更高的原因是。
7．乙烷是一种重要的化工原料，可用作制冷剂、燃料、制备乙烯的原料。请回答下列问题：
(1)已知：①C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH1=+136.8kJ/ml
②H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH2=－285.8kJ/ml
③C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=－1411.0kJ/ml
则表示C2H6(g)燃烧热的热化学方程式为。
(2)1000℃时，在某刚性容器内充入一定量的C2H6，只发生反应①，已知平衡时容器中总压为2.1×105Pa，乙烷的平衡转化率为40%。
①乙烷分解前容器压强为_____Pa，1000℃时，反应①的平衡常数Kp=_____Pa[气体分压(P分)=气体总压(Pa)×物质的量分数]。
②若其他条件不变，刚性容器改为体积可变的密闭容器，则达到平衡时乙烷的转化率_____40%（填“>”、“<”或“=”）。
(3)乙烷催化氧化裂解法是一种新型的制备乙烯的方法：C2H6(g)+O2(g)C2H4(g)+H2O(g)
ΔH=－149kJ/ml，
①反应C2H6(g)+O2(g)C2H4(g)+H2O(g) ΔH=－149kJ/ml的正活化能和逆活化能中较大的是________。
②800℃时，控制原料气的总物质的量一定，当C2H6和O2的物质的量之比为2∶1时，乙烯的平衡产率最大，而当较小时，乙烯的平衡产率较低，可能的原因为_____。
(4)利用电解法可将C2H6转化为多种燃料，原理如图所示。铜电极为_____极，该电极上生成HCOOH的电极反应式为。
8．实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求，依靠理论知识做基础。试运用所学知识，解决下列问题：
(1)已知某反应的平衡表达式为：K=，它所对应的化学反应为：________________。
(2)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H=-908 kJ/ml
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-23.5 kJ/ml
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.3 kJ/ml
总反应：3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) 的△H =____________；二甲醚(CH3OCH3)直接作燃料电池具有启动快，效率高等优点，若电解质为酸性，该电池的负极反应为________________。
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题．已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如下表所示：
该反应的正反应方向是_______反应(填“吸热”或“放热”)，若在500℃时进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为 0.020 ml/L，在该条件下，CO的平衡转化率为：________________。
(4)从氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如 NO、NO2、N2O4等，对反应N2O4(g)2NO2(g) △H >0，在温度为 T1、T2 时，平衡体系中 NO2的体积分数随压强变化曲线如图甲所示．下列说法正确的是________________。
A. A、C 两点的反应速率：A>C
B. A、C 两点气体的颜色：A 深，C浅
C. B、C两点的气体的平均相对分子质量：BD. 由状态 B 到状态 A，可以用加热的方法
E. A、C 两点的化学平衡常数：A>C
(5)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3，25℃时，将m ml NH4NO3溶于水，溶液显酸性，向该溶液滴加 n L 氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将________（填“正向”“不”或“逆向”）移动，所滴加氨水的浓度为________ml/L(NH3·H2O的电离平衡常数取Kb=2×10﹣5 ml/L)。
(6)某科研单位利用原电池原理，用SO2和O2来制备硫酸，装置如图乙所示，电极为多孔的材料能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。
①溶液中H+的移动方向由________极到________极；(用 A、B 表示)
②B电极的电极反应式为____________。
9．硒(Se)及其氢化物H2Se是在新型光伏太阳能电池、半导体材料和金属硒化物方面有重要应用。
(1)已知：①2H2Se(g)+O2(g) 2Se(s)+2H2O(l) ΔH1=m kJ·ml−1
②2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH2=n kJ·ml−1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=p kJ·ml−1
反应H2(g)+Se(s) H2Se(g)的反应热ΔH=______kJ·ml−1(用含m、n、p的代数式表示)。
(2)T℃时，向一恒容密闭容器中加入3ml H2和lml Se，发生反应H2(g)+Se(s) H2Se(g)。
①该反应的平衡常数的表达式K＝___________。
②当反应达到平衡后，将平衡混合气体通入气体液化分离器使H2Se气体转化为液体H2Se，并将分离出的H2再次通入发生反应的密闭容器中继续与Se反应时，Se的转化率会提高。请用化学平衡理论解释_________________________________。
③以5小时内得到的H2Se为产量指标，且温度、压强对H2Se产率的影响如下图所示：
则制备H2Se的最佳温度和压强为______________________。
(3)已知常温下H2Se的电离平衡常数K1=1.3×10−4，K2=5.0×10−11，则NaHSe溶液的离子浓度由大到小的顺序为____________________，H2Se在一定条件下可以制备CuSe，反应CuS(s)+Se2−(aq) CuSe(s)+S2−(aq)的化学平衡常数K=________（保留2位有效数字，已知该条件下CuSe的Ksp=7.9×10−49，CuS的Ksp=1.3×10−36）。
(4)用电化学方法制备H2Se的实验装置如下图所示：
石墨电极是__________（填正极或负极），该电极附近溶液的PH__________（填变大、不变或变小），写出Pt电极上发生反应的电极反应式：_________________________________。
10．H2、CO是制备甲醇与合成氨的重要原料气；NH3可用于生产硝酸和尿素。
(1)用氨气生产硝酸：
NH3催化氧化是工业制硝酸的第一步反应：4NH3(g)＋5O2(g)eq \(========,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) 4NO(g)＋6H2O(g)
除此之外，相同条件下还可能发生以下副反应：
4NH3(g)＋4O2(g)===2N2O(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1 105 kJ·ml－1
4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1 269 kJ·ml－1
两个副反应在理论上趋势均很大，但实际生产中影响并不大，原因是___________________
_______________________________________________________________。
(2)生产尿素：
①尿素的合成分两步进行；
a．2NH3(g)＋CO2(g)NH2COONH4(l) ΔH＝－117 kJ·ml－1
b．NH2COONH4(l) CO(NH2)2(l)＋H2O(l) ΔH＝＋15 kJ·ml－1
则总反应2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(l)＋H2O(l)的ΔH＝________。
②如图为n(NH3)∶n(CO2)＝4∶1时，温度对CO2的转化率的影响。解释温度升高CO2的平衡转化率增大的原因：___________________________________
(3)已知制备甲醇的有关化学反应如下：
CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)
①甲醇还可以与乙酸反应制香料，反应方程式为CH3OH(l)＋CH3COOH(l) CH3COOCH3(l)＋H2O(l)，制香料反应的平衡常数K的表达式为____________________________________。
②850 ℃时，反应CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)的平衡常数K＝160，在密闭容器中进行该反应，开始时只加入CO2、H2，反应10 min后测得各组分的浓度如下表。比较正、逆反应的速率的大小：v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“＝”)。
(4)研究人员利用CO来减少NO的排放，主要反应为2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)。在一定温度下，于2 L的恒容密闭容器中充入0.1 ml NO和0.3 ml CO发生该反应，如图为容器内的压强(p)与起始压强(p0)的比值(eq \f(p,p0))随时间的变化曲线。
①0～5 min内，该反应的平均反应速率v(N2)＝__________；平衡时NO的转化率为________。
②若13 min时，向该容器中再充入0.06 ml CO2,15 min时再次达到平衡，此时容器内eq \f(p,p0)的比值的变化曲线应该更接近于图中的________(填“a”“b”“c”或“d”)。
实验编号
1
2
3
4
c(HI) /ml﹒L-1
0.100
0.200
0.300
0.100
0.100
c(H2O2)/ml﹒L-1
0.100
0.100
0.100
0.200
0.300
v//ml﹒L-1﹒s-1
0.007 60
0.015 3
0.022 7
0.015 1
0.022 8
温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
物质
H2
CO2
CH3OH
H2O
浓度/(ml·L－1)
0.2
0.2
0.4
0.4