2020届高三化学二轮复习化学反应原理综合题的研究化学反应原理逐空特训核心突破经典例题提升训练答案解

《高考12题逐题突破》：化学反应原理综合题的研究——化学反应原理逐空特训1．根据要求解答下列问题(1)[2018·天津，10(2)①]CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)＋CO2(g)催化剂2CO(g)＋2H2(g)已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：化学键C—HC==OH—HCO(CO)键能/kJ·mol－14137454361075则该反应的ΔH＝________。答案＋120kJ·mol－1解析反应的ΔH＝413kJ·mol－1×4＋745kJ·mol－1×2－1075kJ·mol－1×2－436kJ·mol－1×2＝＋120kJ·mol－1。(2)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。写出表述生成1molN2的热化学方程式为____________________________________________________________________________________________________________。答案N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g)ΔH＝－139kJ·mol－1(3)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。该转化可通过如图所示的催化循环实现。其中，反应①为2HCl(g)＋CuO(s)H2O(g)＋CuCl2(s)ΔH1反应②生成1molCl2的反应热为ΔH2，则总反应的热化学方程式为________________________________________________________________________(反应热用ΔH1和ΔH2表示)。答案2HCl(g)＋12O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)ΔH＝ΔH1＋ΔH2解析由图示可知，整个过程为4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)，反应①为2HCl(g)＋CuO(s)H2O(g)＋CuCl2(s)ΔH1，反应②的热化学方程式为CuCl2(s)＋12O2(g)===CuO(s)＋Cl2(g)ΔH2，根据盖斯定律，由①＋②可得总反应的热化学方程式为2HCl(g)＋12O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)ΔH＝ΔH1＋ΔH2。2．解答下列各小题。(1)大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，浓缩液中主要含有I－、Cl－等离子，取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中cI－cCl－为____________________。[已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝8.5×10－17](2)已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，若向50mL0.018mol·L－1的AgNO3溶液中加入50mL0.020mol·L－1的盐酸，混合后溶液中Ag＋的浓度为________mol·L－1，pH为________。(3)25℃时，亚碲酸(H2TeO3)的Ka1＝1×10－3，Ka2＝2×10－8。该温度下，0.1mol·L－1H2TeO3的电离度α约为__________________(α＝已电离弱电解质分子数弱电解质分子总数×100%)；NaHTeO3溶液的pH________(填“”“”或“＝”)7。答案(1)4.7×10－7(2)1.8×10－72(3)10%解析(1)cI－cCl－＝cI－cAg＋cCl－cAg＋＝KspAgIKspAgCl＝8.5×10－171.8×10－10≈4.7×10－7。(2)根据反应中HCl和硝酸银的物质的量可知盐酸过量，则计算剩余的氯离子的物质的量浓度为0.020－0.018mol·L－12＝0.001mol·L－1，根据AgCl的溶度积的表达式计算即可；因为该反应中氢离子未参加反应，所以溶液的体积变为100mL时，氢离子的浓度为0.01mol·L－1，则pH＝2。(3)亚碲酸(H2TeO3)为二元弱酸，以一级电离为主，H2TeO3的电离度为α，H2TeO3HTeO－3＋H＋起始浓度/mol·L－10.100电离浓度/mol·L－10.1α0.1α0.1α平衡浓度/mol·L－10.1(1－α)0.1α0.1αKa1＝1×10－3＝0.1α×0.1α0.11－α，解得α≈10%；已知Ka1＝1×10－3，则HTeO－3的水解常数Kh＝KwKa1＝1×10－141×10－3＝10－11Ka2，故HTeO－3的电离程度大于其水解程度，NaHTeO3溶液显酸性，pH7。3．工业上先将煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制H2时，存在以下平衡：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。(1)向2L恒容密闭容器中充入CO和H2O(g)，800℃时测得部分数据如下表。t/min01234n(H2O)/mol1.201.040.900.700.70n(CO)/mol0.800.640.500.300.30则从反应开始到2min时，用H2表示的反应速率为____________________________；该温度下反应的平衡常数K＝__________(小数点后保留2位有效数字)。(2)相同条件下，向2L恒容密闭容器中充入1molCO(g)、1molH2O(g)、2molCO2(g)、2molH2(g)，此时v正________(填“”“”或“＝”)v逆。(3)已知该反应在不同的温度下的平衡常数数值分别为t/℃70080083010001200K1.671.191.000.600.38某温度下，如果平衡浓度符合下列关系式：3c(CO)·c(H2O)＝5c(H2)·c(CO2)，判断此时的温度是______。答案(1)0.075mol·L－1·min－11.19(2)(3)1000℃解析(1)v(H2)＝v(H2O)＝1.20－0.90mol2L×2min＝0.075mol·L－1·min－1，由表格数据可知3min后达到平衡，根据“三段式”可计算平衡时：n(H2)＝0.50mol，n(CO2)＝0.50molK＝cCO2cH2cCOcH2O＝0.502×0.5020.302×0.702≈1.19。(2)Q＝cCO2cH2cCOcH2O＝1×10.5×0.5＝4＞K故平衡逆向移动，v正＜v逆。(3)由关系式可知K＝35＝0.60，对应温度为1000℃。4．(1)工业上可用H2和CO2制备甲醇：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。某温度下，将1molCO2和3molH2充入体积不变的2L密闭容器中，发生上述反应，测得不同时刻反应前后的压强关系如图1所示：①用H2表示的前2h的平均反应速率v(H2)＝____________________。②该温度，CO2的平衡转化率为___________________________________。(2)在300℃、8MPa下，将CO2和H2按物质的量之比1∶3通入一密闭容器中，上述反应，达到平衡时，测得CO2的平衡转化率为50%，则该反应条件下的平衡常数为Kp＝____(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。(3)CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)ΔH。在0.1MPa时，按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，如图2所示为不同温度(T)下，平衡时四种气态物质的物质的量(n)的关系。①该反应的ΔH________(填“＞”或“＜”)0。②曲线c表示的物质为__________(填化学式)。(4)在催化剂存在下用H2还原CO2是解决温室效应的重要手段之一，相关反应如下：主反应：CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)副反应：CO2＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)①工业上提高甲烷反应选择性的关键因素是___________________________________。②T℃时，若在体积恒为2L的密闭容器中同时发生上述反应，将物质的量之和为5mol的H2和CO2以不同的投料比进行反应，结果如图3所示。若a、b表示反应物的转化率，则表示H2转化率的是_____________________________，c、d分别表示CH4(g)和CO(g)的体积分数，由图可知nH2nCO2＝__________时，甲烷产率最高。答案(1)①0.225mol·L－1·h－1②40%(2)148(3)①＜②C2H4(4)①催化剂②b45．氯气及其化合物在生产生活中有重要的应用。氯气是有机合成中的重要试剂，丙烯(CH2==CHCH3)和Cl2在一定条件下发生反应：CH2==CHCH3(g)＋Cl2(g)CH2==CHCH2Cl(g)＋HCl(g)。一定压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，达到平衡时Cl2的转化率如图所示(T1＜T2＜T3)：(1)该反应的ΔH______(填“＞”或“＜”)0。(2)下列措施能增大丙烯的平衡转化率的是________(填字母)。A．降低温度B．减小容器的体积C．使用新型催化剂D．从容器中移走氯化氢(3)T1时，在容积为5L的密闭容器中充入0.15mol丙烯和0.10molCl2,10min时达到平衡，则v(Cl2)＝________________________________________________________mol·L－1·min－1，平衡常数K＝________，保持温度不变，减小投料比，K值将________(填“增大”“减小”或“不变”)；若起始时向该容器中充入0.30mol丙烯、0.20molCl2、0.15molCH2==CHCH2Cl和0.30molHCl，判断反应进行的方向并说明理由：________________________________________________________________________。(4)上述反应在低于某温度时，CH2==CHCH2Cl的产率快速下降，可能的原因是________________________________________________________________________。答案(1)＜(2)AD(3)0.00121不变向正反应方向进行，因为Q＝0.75＜K(合理即可)(4)丙烯与氯气发生了加成反应(合理即可)解析(1)根据图像，随着温度升高，Cl2的转化率降低，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，即该反应ΔH＜0。(2)正反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，丙烯转化率增大，故A项正确；此反应属于反应前后气体体积不变的反应，减小容器的体积，相当于增大压强，平衡不移动，故B项错误；使用催化剂对化学平衡移动无影响，故C项错误；移走氯化氢，平衡向正反应方向移动，丙烯的转化率增大，故D项正确。(3)nC3H6nCl2＝0.15mol0.10mol＝1.5，T1时氯气的转化率为60%，则CH2==CHCH3(g)＋Cl2(g)CH2==CHCH2Cl(g)＋HCl(g)起始/mol0.150.1000变化/mol0.060.060.060.06平衡/mol0.090.040.060.06则v(Cl2)＝0.065×10mol·L－1·min－1＝0.0012mol·L－1·min－1；根据化学平衡常数的定义得K＝1；K值只受温度的影响，减小投料比，化学平衡常数不变；此时的浓度商Q＝cCH2==CHCH2ClcHClcCH2==CHCH3cCl2＝nCH2==CHCH2ClnHClnCH2==CHCH3nCl2＝0.15mol×0.30mol0.30mol×0.20mol＝0.75＜1，推出反应向正反应方向进行。(4)丙烯与氯气发生加成反应，造成产率降低。6．根据要求解答下列问题。(1)可用O2将HCl转化为Cl2：4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)。已知相关化学键的键能如表所示：化学键H—ClO==OCl—ClH—OE/kJ·mol－1abcd则该反应的ΔH＝________(用含a、b、c、d的代数式表示)