1、2020届高考查漏补缺之化学反应原理题型专练（二）1、某实验小组在T1温度下，容积为1L的恒容密闭容器中，同时通入0.1mol CO(g)和0.1mol H2O(g)，发生反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) Ha kJ mol1。测得CO2的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。(1)010min内，CO的平均反应速率为_。(2)T1温度下，该反应的平衡常数K为_(用分数表示)。(3)已知：I.H2的燃烧热H285.8kJ mol1；II.CO的燃烧热H283kJ mol1；III.H2O(g)H2O(l) H44kJ mol1。则a_。反应达到平衡后，下列措施能使平衡向正反应
2、方向移动的是_(填字母)。A.升高温度 B.增大压强 C.通入H2O(g) D.移走CO2(g)(4)T1温度下，某时刻另一实验小组测得反应容器中有关数据为c(CO)0.6molL1、c(H2O)1.6molL1，c(H2)0.4molL1，c(CO2)0.4molL1，则该反应在下时刻将_(填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“达到平衡”)，判断依据是_。2、治理汽车尾气和燃煤尾气是环境保护的重要课题.请回答下列问题：(1)在汽车排气系统中安装三元催化转化器，可发生反应：2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g).在恒容密闭容器中通入等量的CO和NO，发生上述反应时，c(
3、CO)随温度(T)和时间(t)的变化曲线如图所示.据此判断该反应的正反应为_(填“放热”或“吸热”)反应.温度T1时，该反应的平衡常数K=_；反应速率v=v(正)-v(逆)=k正c2(NO)c2(CO)- k逆c2(CO2)c(N2)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，计算a处v(正)：v(逆)=_.(2)下图流程是一种新型的除去尾气中氮氧化物的技术，一般采用氨气或尿素作还原剂 该技术中用尿素CO(NH2)2作还原剂还原NO2的主要反应为：4CO(NH2)2+6NO24CO2+7N2+8H2O ，则用NH3作还原剂还原尾气中NO（NH3、NO的物质的量之比为1：1）的化学方程式为： _.（3
4、）哈伯法合成氨的流程图如下图，下列五个流程中为提高原料利用率而采取的措施_（填序号） （4）一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H+.下列叙述正确的是_（填选项）A.Pd电极b为阴极 B.阴极的反应式为N2+6H+6e-=2NH3C.H+由阳极向阴极迁移 D.陶瓷可以隔离N2和H2(5)也可用CH4催化还原NOx法消除烟气中氮氧化物的污染.已知：CH4(g)+ 2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=-867.0kJ/mol；N2(g)+2O2(g)= 2NO2(g) H=+67.0 kJ/mol；N2(g)+O2(g)=2NO(g) H=+89
5、.0 kJ/mol则CH4催化还原NO的热化学方程式为_.3、将甘油(C3H8O3)转化成高附加值产品是当前热点研究方向，甘油和水蒸气经催化重整可制得氢气，反应主要过程如下：反应：C3H8O3(l)3H2O(g)3CO2(g)7H2(g) H1反应：2C3H8O3(l)3O2(g)6CO2(g)8H2(g) H2=a kJmol1反应：2H2(g)O2(g)2H2O(g) H3=b kJmol1(1)H1=_。(2)酸性条件下，甘油可在纳米TiO2Pt复合膜阳极上转化为甘油醛(C3H6O3)，该电极方程式为_。(3)硝化甘油(C3H5O9N3)是治疗心绞痛的速效药，也可用作开采矿物的炸药。硝化
6、甘油能治疗心绞痛的原理是在人体中释放NO，实验室中也可通过干法制备NO，方程式为3KNO2KNO3Cr2O32K2CrO44NO。若有1mol NO生成，则被KNO3氧化的Cr2O3的物质的量为_mol。硝化甘油爆炸时会彻底分解为N2、O2、CO2和H2O，反应的化学方程式为_。(4)反应制备H2时的副产物很多，主要有CH4、C2H4等，生产过程中必须采取措施抑制副产物产生，目的是_。为了有效提高反应氢气的产率，研究人员还采用CaO吸附增强制氢的方法。如图1所示，请分析加入CaO提高氢气产率的原因_。 (5)高效的催化剂是这种制氢方法能大规模应用的重要因素。图2为三种不同催化剂在一段时间内与甘
7、油转化率的关系，则Ni/SiC催化剂的优点是_。4、催化还原是解决温室效应及能源问题的重要手段之一，研究表明，在催化剂存在下，和可发生两个平行反应，分别生成和，反应的热化学方程式如下： I II某实验室控制和初始投料比为，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：T（K）催化剂转化率（%）甲醇选择性（%）543Cat.112.342.3543Cat.210.972.7553Cat.115.339.1553Cat.212.071.6备注Cat.1：纳米棒；Cat.2：纳米片；甲醇选择性：转化的中生成甲醇的百分比已知： 和的标准燃烧热分别为-283.0和-285.8 。 请回答（不考虑温度对
8、的影响）：（1）反应I的平衡常数表达式_；反应II的_ 。（2）有利于提高转化为平衡转化率的措施有_。A.使用催化剂Cat.1 B.使用催化剂Cat.2C.降低反应温度 D.投料比不变，增加反应物的浓度E.增大 和的初始投料比（3）表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对转化成的选择性有显著的影响，其原因是 。（4）在如图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程能量”示意图。（5）研究证实，也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在_极，该电极反应式是_。5、是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：1.可以被NaOH溶液捕
9、获。若所得溶液pH=13，主要转化为_(写离子符号)；若所得溶液，溶液pH=_。(室温下，的)2.与经催化重整，制得合成气：已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：化学键CHC=OHHC O(CO)键能/4137454361075则该反应的H=_。分别在v L恒温密闭容器A（恒容）、B(恒压，容积可变)中，加入CH4和CO2各1mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是_(填“A” 或“B ”)。按一定体积比加入CH4和CO2，在恒压下发生反应，温度对CO和H2产率的影响如图3所示。此反应优选温度为900的原因是_3.O2辅助的AlCO2电池工作原理如图4所示。该电池电容量
10、大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。电池的负极反应式：_，电池的正极反应式：，反应过程中O2的作用是_，该电池的总反应式：_。 答案以及解析1答案及解析：答案：(1) (2) (3)-41.2；CD(4) 向正反应方向进行； ，所以该反应向正反应方向进行解析： 2答案及解析：答案：(1) 放热 8 16 解释：平衡时，因v(正)=v(逆)则k正c2(NO)平c2(CO) 平= k逆c2(CO2) 平c(N2) 平，故k正/k逆=c2(CO2) 平c(N2) 平：c2(NO)平c2(CO) 平=K（平衡常数），k正/k逆=82NO(g) + 2CO(g) 2C
11、O2(g)+N2(g). 起始 2mol/L 2mol/L 0 0 转化 1mol/L 1mol/L 1mol/L 0.5mol/L a点 1mol/L 1mol/L 1mol/L 0.5mol/Lv(正)：v(逆)= k正c2(NO) c2(CO)： k逆c2(CO2) c(N2) = 8(1212)/( 120.5)=16(2) 4NH3+4NO+O2(g)=4N2+6H2O （3） (4)BCD解释： Pd电极b上是氢气发生氧化反应，Pd电极b为阳极，A错误.Pd电极a为阴极，N2发生还原反应，N2+6H+6e-=2NH3，B正确.阳离子向阴极移动，C正确.陶瓷隔离N2和H2，使之分别在
12、阴极、阳极放电，D正确.(5) CH4(g)4NO(g)2N2(g)CO2(g)2H2O(g) H 978.0 kJ/mol解析： 3答案及解析：答案：(1) (a3b)kJmol1(2)C3H8O3-2e=C3H6O3+2H(3)0.1254C3H5O9N36N2O212CO210H2O(4)提高氢气的产率或使甘油和水分子中氢原子尽可能转化为氢气(答案合理即可)CaO消耗CO2，降低CO2的浓度，促使平衡正向移动，提高H2产率(5) 催化剂效率高，稳定性高或催化剂寿命长(答案合理即可)解析： 由反应：2C3H8O3(l)+3O2(g)6CO2(g)+8H2(g)H2akJmol1反应：2H2
13、(g)+O2(g)2H2O(g)H3bkJmol1结合盖斯定律可知，(IIIII3)12得到C3H8O3(l)+3H2O(g)3CO2(g)+7H2(g)H1=1/2(a3b)kJmol1，故答案为：1/2(a3b)kJmol1；阳极上转化为甘油醛(C3H6O3)，可知失去电子被氧化，电极反应为C3H8O32e=C3H6O3+2H+；3KNO2+KNO3+Cr2O3=2K2CrO4+4NO中，生成4molNO时参加反应的硝酸钾为1mol，则有1molNO生成时参加反应的硝酸钾为0.25mol，由电子守恒可知被KNO3氧化的Cr2O3的物质的量为0.25mol(52)/2(63)=0.125mo
14、l，故答案为：0.125；硝化甘油爆炸时会彻底分解为N2、O2、CO2和H2O，由反应物、生成物可知化学反应为4C3H5O9N36N2+O2+12CO2+10H2O；生产过程中必须采取措施抑制副产物产生，目的是提高氢气的产率或使甘油和水分子中氢原子尽可能转化为氢气，故答案为：提高氢气的产率或使甘油和水分子中氢原子尽可能转化为氢气；加入CaO提高氢气产率，因CaO消耗CO2，降低CO2的浓度，促使平衡正向移动，提高H2产率，故答案为：CaO消耗CO2，降低CO2的浓度，促使平衡正向移动，提高H2产率；由图可知，Ni/SiC催化剂的优点是催化剂效率高，稳定性高或催化剂寿命长，故答案为：催化剂效率高
15、，稳定性高或催化剂寿命长。 4答案及解析：答案：（1）； +41.2（2）CD； （3）表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响（4） （5）阴； 解析：（1）根据平衡常数的公式，生成物的浓度的幂之积与反应物浓度的幕之积的比值书写平衡常数为。有热化学方程式为， ；根据盖斯定律分析， 即可得热化学方程式为： 。（2）反应中A、使用催化剂，平衡不移动，不能提高转化率，错误；B、使用催化剂，平衡不移动，不能提高转化率，错误；C、降低反应温度，平衡正向移动，提高二氧化碳的转化率，正确；D、投料比不变，增加反应的浓度，平衡正向移动，提高二氧化碳的
16、转化率，正确；E、增大二氧化碳和氢气的初始投料比，能提高氢气的转化率，二氧化碳的会降低，故错误。故选CD。（3）从表格数据分析，在相同的温度下，不同的催化剂，其二氧化碳的转化率也不同，说明不同的催化剂的催化能力不同；相同催化剂不同的温度，二氧化碳的转化率不同，且温度高的转化率大，因为正反应为放热反应，说明表中数据是未到平衡数据。所以答案为：表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响。（4）从表中数据分析，在催化剂的作用下，甲醇的选择性更大，说明催化剂对反应I的催化效果更好，催化剂能降低反应的能，说明催化剂的反应过程中活化能更低，故图为：
17、（5）二氧化碳变甲醇，碳元素的化合价降低，得到电子，说明其在阴极反应，其电极反应为：。 5答案及解析：答案：1.， 102.+120 kJmol-1， B900时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，但能耗升高，经济效益降低。3.Al3e-=Al3+(或2Al6e-=2Al3+)， 催化剂， 2Al+6CO2=Al(C2O4)3解析：1.CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13，因为得到溶液的碱性较强，所以CO2主要转化为碳酸根离子()。若所得溶液则根据第二步电离平衡常数，所以氢离子浓度为110-10mol/L，pH=10。2.化学反应的焓变应该等于反应物键能减去生成物的键能
18、，所以焓变为(4413+2745)-(21075+2436)=+120 kJmol-1。初始时容器A、B的压强相等，A容器恒容，随着反应的进行压强逐渐增大(气体物质的量增加)；B容器恒压，压强不变；所以达平衡时压强一定是A中大，B中小，此反应压强减小平衡正向移动，所以B的反应平衡更靠右，反应的更多，吸热也更多。根据图3得到，900时反应产率已经比较高，温度再升高，反应产率的增大并不明显，而生产中的能耗和成本明显增大，经济效益会下降，所以选择900为反应最佳温度。3.明显电池的负极为Al，所以反应一定是Al失电子，该电解质为氯化铝离子液体，所以Al失电子应转化为Al3+，方程式为：Al3e=Al3+(或2Al6e=2Al3+)。根据电池的正极反应，氧气再第一步被消耗，又在第二步生成，所以氧气为正极反应的催化剂。将方程式加和得到，总反应为：2Al+6CO2=Al2(C2O4)3
