2020届高考化学二轮复习 专题二十二 化学反应原理综合（含解析）

1EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.专题二十二化学反应原理综合1、汽车尾气排放的CO、NOx等气体是大气污染的主要来源，NOx也是雾天气的主要成因之一。1.科学家研究利用催化技术将尾气中有害的NO和CO转变成无毒的气体，其热化学方程式为：2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)△H1＝－746.5kJ·mol—1已知：2C(s)＋O2(g)2CO(g)△H2＝－221.0kJ・mol—1CO2(g)C(s)＋O2(g)△H3＝＋393.5kJ・mol—1①C(s)的然烧热(△H)为_____________。②NO(g)分解成两种气体单质的热化学方程式为_____________。2.一定温度下，向初始容积均为2L的A、B、C三个容器中，均投入5molCO气体和4molNO气体发生如下反应：2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)①上图表示该反应中NO的平衡转化率()随温度、压强变化的示意图，则X代表的物理量是______，Y1_Yz(填“＞”或“＜”)②反应过程中，A容器中保持恒温恒压，B容器中保持恒温恒容，C容器中保持绝热恒容。下列说法错误的是________。a．B、C两个容器中反应达到平衡所用的时长为：tB＞tCb．3个容器中NO的平衡转化率的大小顺序为＞＞c．当A容器内气体平均摩尔质量不变时，说明该反应处于化学平衡状态d．当B容器内气体密度保持不变时，说明该反应处于化学平衡状态③当B容器中保持平衡时，NO所占体积分数为25％。则相同温度下，A容器中逆反应的平衡常数K=_________(保留两位有效数字)3.利用反应NO2＋NH3→N2＋H2O(未配平)消除用电器NO2的简易装置如图所示。2①a电极上的反应式为_____________。②常温下，若用该电池电解0.6L，饱和食盐水，一段时间后，测得饱和食盐水pH变为13，则理论上b电极上消耗B气体的体积为_______mL(标准状况；假设电解过程中溶液体积不变)。2、机动车排放的污染物主要有碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物等。汽油燃油车上安装三元催化转化器，可有效降低汽车尾气污染。(1)已知：C(s)＋O2(g)＝CO2(g)△H1＝－393.5kJ·mol－12C(s)＋O2(g)＝2CO(g)△H2＝－221.0kJ·mol－1N2(s)＋O2(g)＝2NO(g)△H3＝－180.5kJ·mol－1则反应222NO2COgNg2COgg△H＝。(2)科学家研究出了一种高效催化剂，可以将CO和NO发生反应生成N2(g)和CO2(g)。在T℃下，向某恒容密闭容器中通入amol/LNO、bmol/LCO，使其发生上述反应，测得NO的平衡转化率与投料比X(表示a、b两者的比值)的关系如图1中曲线所示。若X1＝1.0、a＝2，反应开始到达到平衡所用时间是2min，则反应发生2min内N2的平均反应速率v(N2)＝，平衡态A点的平衡常数K＝。(3)柴油燃油车是通过尿素－选择性催化还原(Urea－SCR)法处理氮氧化物。Urea－SCR的工作原理为：尿素[CO(NH2)2]水溶液通过喷嘴喷入排气管中，当温度高于160℃3时尿素水解产生NH3，生成的NH3与尾气混合后，加入适合的催化剂，使氮氧化物得以处理。图2为在不同投料比[()(NO)nn尿素]时NO转化效率随温度变化的曲线。①尿素与NO物质的量比ab(填“”、“＝”或“”)。②由图可知，下列说法错误的是()A.400℃以下，随着温度升高，尿素水解释放氨气的速率加快，NO转化效率升高B.400℃以下，温度升高，反应活化能降低，导致化学反应速率加快C.400℃以上，温度过高，可能使催化剂活性降低，导致NO转化效率下降3、实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，下图1表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。(1)关于该反应的下列说法中，正确的是（）A．ΔH0，ΔS0B．ΔH0，ΔS0C．ΔH0，ΔS0D．ΔH0，ΔS0(2)为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和4molH2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如上图2所示。①从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v(H2)＝；CO2的转化率w(CO2)4＝。②该反应的平衡常数K＝。（只列表达式）③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是(填字母)。A．将CH3OH(g)及时液化抽出B．升高温度C．选择高效催化剂D．再充入1molCO2和4molH2(3)25℃，1.01×105Pa时，16g液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出350.8kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：。(4)选用合适的合金为电极，以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料，可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池，其负极的电极反应式是：。4、地球大气中CO2含量的增加会加剧温室效应,因此该物质的综合利用成为人们研究的热门领域。回答下列与CO2有关的问题:(1)在一定条件下,利用CO2与H2反应可制备乙烯,写出该反应的化学方程式__________。(2)应用CO2氧化CH4,可制备工业合成氨的原料气之一,反应的热化学方程式是CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH。该可逆反应达到平衡时,CH4的转化率与温度、压强的关系如图1所示:压强为p2时,c点正逆反应速率:v(正)______v(逆)(填=或)。a、b、d三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kd的大小顺序为__________。(3)工业炼铁工艺中,高炉内存在可逆反应:C(s)+CO2(g)2CO(g)ΔH。向某恒压(p总)密闭容器中加入足量的碳和1molCO2,测得平衡体系中气体体积分数与温度的关系如图2所示:①650℃时,达平衡吸收的热量为43kJ,则该反应的ΔH=______kJ·mol-1。②800℃时,平衡常数Kp=__________(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留2位小数)。5(4)通过电化学方法可将CO2转化为乙烯,其原理如图3,电极M接电源__________(填“正极”或“负极”),电极N的电极反应为__________。5、近年研究发戒As2O3(砒霜)在治疗白血病、恶性肿瘤等方面有特效。砷有两种常见的酸:砷酸(H3AsO4)、偏亚砷酸(HAsO2)。已知H3AsO4的123aaapKpKpK、、依次为2.25、6.77、11.40(pKa=-lgKa)。回答下列问题:(1)写出砷酸第二步的电离方程式:__________________。(2)下列实验不能证明H3AsO4的酸性比HAsO2强的是()(填标号)A.常温下,测定0.01mol·L-1HAsO2溶液和0.01mol·L-1H3AsO4溶液的pH,后者较小B.常温下,测定0.1mol·L-1NaAsO2溶液和0.1mol·L-1Na3AsO4溶液的pH,后者较小C.常温下,分别用蒸馏水将pH=4的H3AsO4溶液、HAsO2溶液稀释100倍,测定稀释后溶液的pH,后者变化较小D.常温下,比较10mL0.01mol·L-1HAsO2溶液、0.01mol·L-1H3AsO4溶液分别与形状相同的锌粒反应,运者产生气泡较快(3)常温下,加蒸馏水稀释H3AsO4溶液,下列增大的是()(填标号)A.KWB.pHC.3434AsOHAsOccD.c(H+)·c(42HAsO)(4)向10.00mL0.1mol·L-1H3AsO4溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液,加入体积为V时,c(H3AsO4)=c(42HAsO)①V_____(填“”“”或“=”)10.00mL。②此时,混合溶液的pH=____。(5)某同学为了探究可逆反应33AsO(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)34AsO(aq)+2I-(aq)+H2O(l),设计如图A所示装置。实验操作及现象:按图A装置加入试剂并连接装置,电流由C2流向C1。当不产生电流时,向图A装置左边烧杯中加入一定量2mol·L-1盐酸,发现又产生电流,实验中6电流与时间的关系如图B所示。①图B中34AsO的逆反应速率:a_____(填“或“=”)b。②写出图B中c点对应图A装置的正极反应式:_______________。③下列说法正确的是_____(填标号)。a.实验开始时,电子由C1经盐桥流向C2b.图B中,b点时反应达到化学平衡状态c.向左边烧杯中加入盐酸后,平衡逆向移动d.若将所加的盐酸换成氢氧化钠溶液,平衡逆向移动,电流增大6、以NOx为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。(1)N2O是一种强温室气体，且易形成颗粒性污染物，研究N2O的分解对环境保护有重要意义。碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程为：第一步I2(g)→2I(g)(快反应)第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g)(快反应)实验表明，含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是__________。A．N2O分解反应中：分解速率与是否含碘蒸气有关B．第三步对总反应速率起决定作用C．第二步活化能比第三步小D．IO为反应的催化剂(2)汽车尾气中含有较多的氮氧化物和不完全燃烧的CO，汽车三元催化器可以实现降低氮氧化物的排放量。汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在催化剂的作用下转化成两种无污染的气体。如，反应I：2CO+2NO→N2+2CO2ΔH1；反应II：4CO+2NO2→N2+4CO2ΔH20。针对反应I:①已知：反应N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH3=+180.0kJ·mol−1，若CO的燃烧热为7-283.5kJ·mol−l则反应I的ΔH1=_________kJ·mol−1。②若在恒容的密闭容器中，充入2molCO和1molNO，发生反应I，下列选项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是_______。A.CO和NO的物质的量之比不变B.混合气体的密度保持不变C.混合气体的压强保持不变D.2v（N2）正=v（CO）逆（3）根据原电池原理和电解原理进行如图回答。请回答：用如图所示装置进行实验(K闭合)．①Zn极为________极；实验过程中，24SO________(填“从左向右”、“从右向左”或“不”)移动。②y极的电极反应现象为________；③写出生活中对钢闸门的一种电化学保护方法______________。④有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl−NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池，请写出该电池的正极反应式______________________。7、有效除去大气中的2SO天保卫战的重中之重。(1)用NaOH溶液吸收热电企业产生的废右图关系可得：4H=△。(2)某温度下，52NO气体在一体积同定的容器中发生如下反应:52222N4OgNOgOg(慢反应)224H0,2NO(g)NO(g)△垐?噲?(快反应）H0△,体系的总压强p总和2pO8随时间的变化如下图所示；①上图中表示2O压强变化的曲线是（填“甲’’或“乙”）。②已知52NO分解的反应速率2-15v=0.12pOPaNkh，t=10h时，25pNO=kPa,v=-1kPah(结果保留两位小数，下同）。③该温度下2242NO(g)NO(g)垐?噲?反应的平衡常数pK=-1kPa（pK为以分压表示的平衡常数）。(3)亚硝酸盐广泛存在于各种水体和腌制品中，可