备战2018_2017年高考题和高考模拟题化学分项版汇编_专题14+化学反应原理综合

1．【2017新课标1卷】（14分）近期发现，H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：（1）下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是_________（填标号）。A．氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以B．氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸C．0.10mol·L−1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1D．氢硫酸的还原性强于亚硫酸（2）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢的热化学方程式分别为________________、______________，制得等量H2所需能量较少的是_____________。（3）H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在610K时，将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。①H2S的平衡转化率1=_______%，反应平衡常数K=________。②在620K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率2_____1，该反应的H_____0。（填“”“”或“=”）③向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________（填标号）A．H2SB．CO2C．COSD．N22017年高考试题，【答案】（1）D（2）H2O(l)=H2(g)+21O2(g)ΔH=+286kJ/molH2S(g)=H2(g)+S(s)ΔH=+20kJ/mol系统（II）（3）①2.52.8×10–3②③B与其电离产生氢离子的浓度大小无关，因此不能证明二者的酸性强弱，D正确。答案选D。（2）①H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l)+21O2(g)△H1=＋327kJ/mol②SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)=2HI(aq)+H2SO4(aq)△H2=－151kJ/mol③2HI(aq)=H2(g)+I2(s)△H3=＋110kJ/mol④H2S(g)+H2SO4(aq)=S(s)+SO2(g)+2H2O(l)△H4=＋61kJ/mol①+②+③，整理可得系统（I）的热化学方程式H2O(l)=H2(g)+21O2(g)△H=+286kJ/mol；②+③+④，整理可得系统（II）的热化学方程式H2S(g)=H2(g)+S(s)△H=+20kJ/mol。根据系统I、系统II的热化学方程式可知：每反应产生1mol氢气，后者吸收的热量比前者少，所以制取等量的H2所需能量较少的是系统II。（3）①H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)开始0.40mol0.10mol00反应xxxx平衡(0.40–x)mol(0.10–x)molxx2(HO)0.02()(0.4)(0.10)nxnxxxx总解得x=0.01mol，所以H2S的转化率是10.01mol100%2.5%0.40mol由于该反应是反应前后气体体积相等的反应，所以在该条件下反应达到平衡时化学平衡常数3222222(COS)(HO)(COS)(HO)0.010.012.810(HS)c(CO)(HS)(CO)(0.400.01)(0.100.01)ccnnKcnn；②根据题目提供的数据可知温度由610K升高到620K时，化学反应达到平衡，水的物质的量分数由0.02变为0.03，所以H2S的转化率增大。α2α1；根据题意可知：升高温度，化学平衡向正反应方向移动，根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，故△H0；③A．增大H2S的浓度，平衡正向移动，但加入量远远大于平衡移动转化消耗量，所以H2S转化率降低，A错误；B．增大CO2的浓度，平衡正向移动，使更多的H2S反应，所以H2S转化率增大，B正确；C．COS是生成物，增大生成物的浓度，平衡逆向移动，H2S转化率降低，C错误；D．N2是与反应体系无关的气体，充入N2，不能使化学平衡发生移动，所以对H2S转化率无影响，D错误。答案选B。【名师点睛】本题是化学反应原理的综合考查，易错点是压强对平衡状态的影响，尤其是惰性气体的影响，“惰性气体”对化学平衡的影响：①恒温、恒容条件：原平衡体系充入惰性气体体系总压强增大→体系中各组分的浓度不变→平衡不移动。②恒温、恒压条件：原平衡体系充入惰性气体容器容积增大，各反应气体的分压减小→体系中各组分的浓度同倍数减小（等效于减压），平衡向气体体积增大的方向移动。2．【2017新课标2卷】（14分）丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：（1）正丁烷（C4H10）脱氢制1-丁烯（C4H8）的热化学方程式如下：①C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g)ΔH1已知：②C4H10(g)+12O2(g)=C4H8(g)+H2O(g)ΔH2=−119kJ·mol−1③H2(g)+12O2(g)=H2O(g)ΔH3=−242kJ·mol−1反应①的ΔH1为________kJ·mol−1。图（a）是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x_________0.1（填“大于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是__________（填标号）。A．升高温度B．降低温度C．增大压强D．降低压强（2）丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b）为丁烯产率与进料气中n（氢气）/n（丁烷）的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是___________。（3）图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_____________。【答案】（1）+123小于AD（2）氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大（3）升高温度有利于反应向吸热方向进行温度升高反应速率加快丁烯高温裂解生成短链烃类丁烯转化率增大，故A正确；B、降低温度，平衡向逆反应方向移动，丁烯的转化率降低，故B错误；C、反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和，增大压强，平衡向逆反应方向移动，丁烯的转化率降低，故C错误；D、根据C选项分析，降低压强，平衡向正反应方向移动，丁烯转化率提高，故D正确。（2）因为通入丁烷和氢气，发生①，氢气是生成物，随着n(H2)/n(C4H10)增大，相当于增大氢气的量，反应向逆反应方向进行，逆反应速率增加。（3）根据图(c)，590℃之前，温度升高时反应速率加快，生成的丁烯会更多，同时由于反应①是吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡体系中会含有更多的丁烯。而温度超过590℃时，由于丁烷高温会裂解生成短链烃类，所以参加反应①的丁烷也就相应减少。【名师点睛】本题考查了化学反应原理的综合运用，此类题目往往涉及热化学反应方程式的计算、化学反应速率的计算、化学平衡的计算、化学反应条件的控制等等，综合性较强，本题难点是化学反应条件的控制，这部分知识往往以图像的形式给出，运用影响化学反应速率和化学平衡移动的因素进行考虑，需要平时复习时，多注意分析，强化训练，就可以解决，本题难度较大。3．【2017新课标3卷】（14分）砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：（1）画出砷的原子结构示意图____________。（2）工业上常将含砷废渣（主要成分为As2S3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式________。该反应需要在加压下进行，原因是________________________。（3）已知：As(s)+32H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s)ΔH1H2(g)+12O2(g)=H2O(l)ΔH22As(s)+52O2(g)=As2O5(s)ΔH3则反应As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)的ΔH=_________。（4）298K时，将20mL3xmol·L−1Na3AsO3、20mL3xmol·L−1I2和20mLNaOH溶液混合，发生反应：33AsO(aq)+I2(aq)+2OH−(aq)34AsO(aq)+2I−(aq)+H2O(l)。溶液中c(34AsO)与反应时间（t）的关系如图所示。①下列可判断反应达到平衡的是__________（填标号）。a．溶液的pH不再变化b．v(I−)=2v(33AsO)c．c(34AsO)/c(33AsO)不再变化d．c(I−)=ymol·L−1②tm时，v正_____v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。③tm时v逆_____tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_____________。④若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为___________。【答案】（1）（2）2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S增加反应物O2的浓度，提高As2S3的转化速率（3）2△H1-3△H2-△H3（4）①ac②大于③小于tm时生成物浓度较低④31124(molL)()yxy【解析】（1）砷是33号元素，原子核外K、L、M电子层均已经排满，故其原子结构示意图为。（3）根据盖斯定律，热化学反应As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)可以由反应①×2－反应②×3－反应③转化得到，则2△H1-3△H2-△H3。（4）①a．溶液pH不变时，则c(OH-)也保持不变，反应处于平衡状态；b．根据速率关系，v（I-）/2=v(AsO33-)，则v(I−)=2v(33AsO)始终成立，v(I−)=2v(33AsO)时反应不一定处于平衡状态；c．由于提供的Na3AsO3总量一定，所以c(AsO43-)/c(AsO33-)不再变化时，c(AsO43-)与c(AsO33-)也保持不变，反应处于平衡状态；d．平衡时c(I−)=2c(33AsO)=2×y1molL=2y1molL时，即c(I-)=y1molL时反应不是平衡状态。②反应从正反应开始进行，tm时反应继续正向进行，v正v逆。③tm时比tn时AsO43-浓度小，所以逆反应速率：tmtn。④反应前，三种溶液混合后，Na3AsO3浓度为3x1molL×20/(20+20+20)=x1molL，同理I2浓度为x1molL，反应达到平衡时，生成c（AsO43-）为y1molL，则反应生成I-浓度c(I-)=2y1molL，消耗AsO33-、I2浓度均为y1molL，平衡时c(AsO33-)为(x-y)1molL，c（I2）为（x-y）1molL，溶液中c(OH-)=11molL，K=2322y(2)4()()1()yyxyxyxy（mol·L－1）－1。【名师点睛】考查盖斯定律的应用、化学平衡的计算及平衡状态的判断等，其中盖斯定律的基本使用方法：①写出目标方程式；②确定“过渡物质”(要消去的物质)；③用消元法逐一消去“过渡物质”。另外反应到达平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化。反应前后不改变的量不能作为判断化学平衡状态的依据，如本反应中随反应的进行AsO43−和I−的物质的量在变化，但二者浓度比始终是1:2，不能作用为判断平衡状态的依据。4．【2017天津卷】（14分）某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4,。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解