（通用版）2020新高考化学复习 第8题 化学反应原理综合题练习

1EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.第8题化学反应原理综合题[学科素养评价]1．(2019·十堰模拟)NOx主要来源于汽车尾气，可以利用化学方法将二者转化为无毒无害的物质。已知：N2(g)＋O2(g)2NO(g)ΔH＝＋180kJ·mol－12CO(g)＋O2(g)2CO2(g)ΔH＝－564kJ·mol－1。(1)2NO(g)＋2CO(g)催化剂2CO2(g)＋N2(g)ΔH＝________，该反应在________下能自发进行(填“高温”“低温”或“任意温度”)。(2)T℃时，将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中，保持温度和体积不变，反应过程(0～15min)中NO的物质的量随时间变化如图所示。①已知：平衡时气体的分压＝气体的体积分数×体系的总压强，T℃时达到平衡，此时体系的总压强为p＝20MPa，则T℃时该反应的压力平衡常数Kp＝________；平衡后，若保持温度不变，再向容器中充入NO和CO2各0.3mol，平衡将________(填“向左”“向右”或“不”)移动。②15min时，若改变外界反应条件，导致n(NO)发生如图所示的变化，则改变的条件可能是________(填字母)。A．增大CO浓度B．升温C．减小容器体积D．加入催化剂解析：(2)①2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)n(始)/mol0.40.400Δn/mol0.20.20.20.1n(平)/mol0.20.20.20.1组分的体积分数：NO：27，CO：27，CO2：27，N2：17Kp＝27×202×17×2027×202×27×202＝0.0875(MPa)－1。K＝0.05×0.120.12×0.12＝5，Q＝0.05×0.2520.12×0.252＝5＝K，平衡不移动。②根据图像可知n(NO)逐渐减小，平衡右移。答案：(1)－744kJ·mol－1低温2(2)①0.0875(MPa)－1或780MPa－1不②AC2．(2019·平顶山二调)处理、回收CO是环境科学家研究的热点课题。(1)CO用于处理大气污染物N2O所发生的反应为N2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋N2(g)ΔH。几种物质的相对能量如下：物质N2O(g)CO(g)CO2(g)N2(g)相对能量/(kJ·mol－1)475.52830393.5①ΔH＝________kJ·mol－1。改变下列“量”，一定会引起ΔH发生变化的是________(填代号)A．温度B．反应物浓度C．催化剂D．化学计量数②有人提出上述反应可以用“Fe＋”作催化剂。其总反应分两步进行：第一步：Fe＋＋N2O===FeO＋＋N2；第二步：_______________________________________________________(写化学方程式)。第二步反应不影响总反应达到平衡所用时间，由此推知，第二步反应速率______第一步反应速率(填“大于”或“等于”)。(2)在实验室，采用I2O5测定空气中CO的含量。在密闭容器中充入足量的I2O5粉末和一定量的CO，发生反应：I2O5(s)＋5CO(g)5CO2(g)＋I2(s)。测得CO的转化率如图1所示。①相对曲线a，曲线b仅改变一个条件，改变的条件可能是________。②在此温度下，该可逆反应的平衡常数K＝________(用含x的代数式表示)。(3)工业上，利用CO和H2合成CH3OH。在1L恒容密闭容器中充入1molCO(g)和nmolH2，在250℃发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，测得混合气体中CH3OH的体积分数与H2的物质的量的关系如图2所示。在a、b、c、d点中，CO的平衡转化率最大的点是______________________________________________。(4)有人提出，利用2CO(g)===2C(s)＋O2(g)消除CO对环境的污染，你的评价是________(填“可行”或“不可行”)解析：ΔH＝(393.5＋0－475.5－283)kJ·mol－1反应的ΔH只与状态和化学计量数有关。(2)②设CO的起始浓度为c(对于等气体分子数反应，体积始终不变)，平衡时，c(CO)3＝(1－x)cmol·L－1，c(CO2)＝xcmol·L－1，K＝c5(CO2)/c5(CO)＝x51－x5。(3)增大H2的量，平衡正向移动，α(CO)增大。(4)该反应的ΔH0，ΔS0，任何温度下不能自发进行。答案：(1)①－365D②FeO＋＋CO===Fe＋＋CO2大于(2)①加入催化剂(或增大压强)②x51－x5(3)d(4)不可行3．(2019·抚顺一模)工业制硫酸，在接触室发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，在1L的恒容密闭容器中充入2molSO2和1molO2，在不同温度下测得c(SO3)与时间的关系如图A。(1)能证明反应已经达到平衡状态的是________。①c(SO2)∶c(O2)∶c(SO3)＝2∶1∶2②单位时间内生成nmolSO3的同时消耗nmolSO2③反应速率2v(SO3)正＝v(O2)逆④温度和体积一定时，容器内压强不再变化⑤温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化(2)反应的ΔH________0(填“”“”或“＝”)。(3)反应开始到10min时SO2的平均反应速率v(SO2)＝________mol·L－1·min－1。T2时该反应的平衡常数K＝________。(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入SO2(g)和O2(g)，平衡时SO3的体积分数[φ(SO3)]随nSO2nO2的变化图像如图B，则A、B、C三状态中，SO2的转化率最小的是________点，当nSO2nO2＝3时，达到平衡状态SO3的体积分数可能是D、E、F三点中的________点。解析：(3)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应开始前/(mol·L－1)210变化的量/(mol·L－1)10.51平衡时的量/(mol·L－1)10.51反应开始到10min时SO2的平均反应速率v(SO2)＝Δct＝1mol·L－110min＝0.1mol·L－1·min－14T2时该反应的平衡常数K＝c2SO3cO2·c2SO2＝120.5×12＝2。(4)nSO2nO2越大，SO2越多，SO2的转化率越小。nSO2nO2＝2时，平衡时，φ(SO2)最大。答案：(1)④⑤(2)(3)0.12(4)CF4．目前国家正在倡导推进传统产业改造升级，引导企业创新优化产业结构。其根本目的是节能减排，“减排”的关键是减少CO2排放，而“减排”的重要手段是合理利用CO2。回答下列问题：(1)CO2的电子式是________。(2)利用CO2可合成尿素[CO(NH2)2]，合成原料除CO2外，还有NH3。该方法制备尿素的化学方程式是_______________________________________________________________，该方法制备尿素一般需nNH3nCO2＞2，即NH3过量，原因是____________________________________________________________________。(3)利用太阳能，以CO2为原料制取炭黑的流程如图1所示：“过程1”生成1mol炭黑的反应热为ΔH1；“过程2”的热化学方程式为2Fe3O4(s)6FeO(s)＋O2(g)ΔH2。则图1中制备炭黑的热化学方程式为_____________________________________________________________________。(4)将1molCO2和3molH2充入容积为1L的恒容密闭容器中，发生反应：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)ΔH。①图2是测得的该反应中X、Y的浓度随时间变化的曲线，其中X为________(写化学式)，反应达到平衡时的平均反应速率v(H2)＝________。②不同温度下平衡时，混合气体中H2的物质的量随温度的变化曲线如图3所示，则该反应的ΔH________(填“＞”“＜”或“不能确定”)0；测定温度小于T2时，反应体系中无O2存在，则T1～T2的温度范围内，H2的物质的量急剧增大的原因可能是_______________________________________________________。(5)CO2还可以合成甲醇：CO2(g)＋3H2(g)H2O(g)＋CH3OH(g)5ΔH＝－53.7kJ·mol－1，一定条件下，将1molCO2和2.8molH2充入容积为2L的绝热密闭容器中，发生上述反应。CO2的转化率[α(CO2)]在不同催化剂作用下随时间的变化曲线如图4所示。过程Ⅰ的活化能________(填“＞”“＜”或“＝”)过程Ⅱ的活化能，n点的平衡常数K＝________。解析：(1)CO2的结构式为O===C===O，故其电子式为。(2)NH3与CO2反应生成尿素的化学方程式为2NH3＋CO2一定条件CO(NH2)2＋H2O。该方法制备尿素时需NH3过量，原因是NH3易液化、易溶于水，比CO2更易于回收。(3)根据提示可写出“过程1”的热化学方程式：6FeO(s)＋CO2(g)===2Fe3O4(s)＋C(s，炭黑)ΔH1，而“过程2”的热化学方程式为2Fe3O4(s)6FeO(s)＋O2(g)ΔH2。根据盖斯定律，将两个热化学方程式相加即得CO2(g)=====催化剂C(s，炭黑)＋O2(g)ΔH＝ΔH1＋ΔH2。(4)①由图2可知X的浓度逐渐增大，故X为生成物，且X的浓度的变化量在0.25～0.50mol·L－1之间，由初始浓度知Y为CO2，达到平衡时CO2的浓度变化了0.75mol·L－1，根据各物质系数关系知，X为C2H4。v(H2)＝3v(CO2)＝3×0.75mol·L－110min＝0.225mol·L－1·min－1。②由图3可知，随着温度的升高，H2的物质的量增加，即升温平衡向生成H2的方向移动，故ΔH＜0；“温度小于T2时，反应体系中无O2存在”说明H2O未分解，故T1～T2的温度范围内，H2的物质的量急剧增大的原因可能是乙烯分解生成了H2。(5)由CO2的转化率曲线可知，过程Ⅰ比过程Ⅱ先达到平衡状态，说明过程Ⅰ反应速率快，因此过程Ⅰ的活化能较小。n点时CO2的平衡转化率是80%，则应用“三段式”法计算：CO2(g)＋3H2(g)H2O(g)＋CH3OH(g)起始浓度/(mol·L－1)0.51.400转化浓度/(mol·L－1)0.41.20.40.4平衡浓度/(mol·L－1)0.10.20.40.4故n点的平衡常数K＝0.4×0.40.1×0.23＝200。答案：(1)(2)2NH3＋CO2一定条件CO(NH2)2＋H2ONH3易液化、易溶于水，便于尾气回收(3)CO2(g)=====催化剂C(s，炭黑)＋O2(g)ΔH＝ΔH1＋ΔH2(4)①C2H40.225mol·L－1·min－16②＜乙烯分解生成H2(5)＜2005．(2020届·广东名校联考)以铜为原料可制备应用广泛的氧化亚铜。(1)向CuCl2溶液中通入SO2可得到CuCl沉淀，由CuCl水解再热分解可得到纳米Cu2O。CuCl的水解反应为CuCl(s)＋H2O(l)CuOH(s)＋Cl－(aq)＋H＋(aq)。该反应的平衡常数K与此温度下KW、Ksp(CuOH)、Ksp(CuCl)的关系为K＝_____________________________________________________________________。(2)用铜作阳极，钛片作阴极，电解一定浓度的NaC