备战高考化学易错题专题复习-化学反应原理综合考查练习题附答案.docx

备战高考化学易错题专题复习- 化学反应原理综合考查练习题附答案一、化学反应原理综合考查1(1)SO2 的排放主要来自于煤的燃烧，工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2。已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下：SO2(g)+NH3H2O(aq)=NH4HSO3(aq)1=aHkJ/mol ；NH3H2O(aq)+ NH4HSO3(aq)=(NH4)2 SO3(ag)+H2O(l)2=bHkJ/mol ； 2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)3H=ckJ/mol。则反应 2SO2(g)+4NH3 H2 O(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)的H=_kJ/mol 。(2)SO2是形成酸雨的主要污染物，燃煤脱硫原理为2CaO(s)+2SO(g)+O2(g)2CaSO4(s)?。向10L 恒温恒容密闭容器中加入3mol CaO，并通入 2mol SO 和 lmol O发生上述反应， 2min22时达平衡，此时 CaSO4 为 1.8mol 。 0? 2min 内，用 SO2 表示的该反应的速率v(SO2)=_，其他条件保持不变，若上述反应在恒压条件下进行，达到平衡时SO2的转化率 _(填 “增大”、 “减小 ”或 “不变 ”)。(3)NO 的排放主要来自于汽车尾气，净化原理为：2NO(g)+2CO(g)? N(g)+2CO (g)222222正 、 k 逆为速率常H=-746.8kJ/mol。实验测得，v正 =k 正 c(NO) c(CO)， v逆 =k 逆 c(N2) c(CO )(k数，只与温度有关 )。达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数 _(填 “>”“或<“”=”)k增大的倍数。逆若在 1L 的密闭容器中充入1molCO 和 1mol NO，在一定温度下达到平衡时，CO 的转化率为 40%，则 k 正 k 逆=_。(4)以连二硫酸根 (S2O42-)为媒介，使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NO，装置如图所示：阴极区的电极反应式为 _。NO 吸收转化后的主要产物为 NH4+，若通电时电路中转移了0.3mol e ，则此通电过程中理论上吸收的NO 在标准状况下的体积为_mL。(5)欲用 5L Na CO 溶液将 23.3g BaSO 固体全都转化为BaCO，则所用的 Na CO 溶液的物质234323的量浓度至少为 _。 已知：常温下 K(BaSO4-7、 K(BaCO3-6)=1 10)=2.5 10。 (忽略溶液体积的变化 )【答案】 2a+2b+c 0.09mol/(L min)增大2032-+-2 42-2O 1344812SO+4H +2e=S O +2H0.52mol/L【解析】【分析】(1)根据盖斯定律解答；(2)根据化学反应速率的数学表达式计算反应速率；向正反应方向进行，气体物质的量减小，维持恒压不变， SO2 的转化率比恒容时增大；(3)正反应为放热反应，升高温度平衡向左移动，则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数，据此解答；当反应达到平衡时， v正v逆 , 故k正c(N 2 )c2 (CO2 )k逆c2 (NO)K ，平衡时c2 (N 2 )c N 2 0.2mol / L ， c CO20.4mol / L ，据此解答；(4)阴极区发生还原反应，从图中找出阴极反应物，写它发生还原反应的电极反应式；NO 吸收转化后的主要产物为NH4+，写出关系式，按电子数守恒，求出一氧化氮在标准状况下体积；23.3g(5) n(BaSO4)=0.1mol ，将0.1mol 硫酸钡溶解于5L 溶液中，设至少需要物质的量233g/mol浓度为 xmol/L 的 Na2CO3 溶液，当 BaSO4 完全溶解后，所得5L溶液中 c(SO42-)=0.02mol/L ，此时溶液中 c(CO32-432-342-可知，此反应的化学平衡常)=(x-0.02)mol/L ，由 BaSO +CO=BaCO +SOc SO42c SO42c Ba 2Ksp BaSO4110 70.040.02数 Kc CO32c Ba 2Ksp BaCO32.510 6。c CO32x 0.02【详解】(1)根据盖斯定律，热化学方程式 2+ 2+得：2SO2g4NH 3H 2 O aqO2 g2(NH 4 ) 2SO4 aq2H 2O l ，故该反应的VH2a2bcKJ / mol ，故答案为： 2a+2b+c；(2)生成 CaSO4 物质的量为 1.8mol 的同时消耗 SO2 的物质的量为1.8mol ，根据化学反应速率的数学表达式， v(SO2)=1.8/(10 2)mol/(Lmin)=0.09 mol/(L min)；向正反应方向进行，气体物质的量减小，维持恒压不变，SO2 的转化率比恒容时增大，故答案为：0.09mol/(Lmin) ；增大；(3)正反应为放热反应，升高温度平衡向左移动，则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数，浓度不变，故k正 增大的倍数小于k逆 增大的倍数，故答案为：；当反应达到平衡时， v正v逆 ,k正c(N 2 )c2 (CO2 )K ，平衡时故c2 (NO)c2 (N 2 )k逆c N 20.2mol / L ， c CO20.4mol / L ，则k 正c(N 2 )c2 (CO 2 )0.20.422020k 逆c2 (NO)c2 ( N 2 )0.620.62，故答案为：；8181(4) 由图可知，阴极区通入液体主要含 SO32-，流出主要含 S2O42-，所以阴极区电极反应式为 2SO32- +4H+ +2e-=S2O42-+2H2O，故答案为： 2SO32- +4H+2e-=S2 O42-+2H2O；NO 吸收转化后的主要产物为NH4+，若通电一段时间后阴极区n(SO32-)减少了 0.3mol ，此过程转移 0.3mole - ；由于 NO 吸收转化后的主要产物为NH4+， NO NH4+ 5e- ，若电路中转移转移 0.3mole - ，消耗 NO0.06mol ，标准状况下体积为 V(NO)=0.06mol 22.4L/mol=1.344L=1344mL，故答案为： 1344；(5)设至少需要物质的量浓度为x 的 Na2 CO3 溶液，当 BaSO4 完全溶解后，所得5L 溶液中c SO42-=0.02mol/L ，此时溶液中 c CO 32- = x-0.02mol/L ，由BaSO4s +CO32- aq =BaCO3s +SO42- aq 可知，此反应的化学平衡常数c SO42c SO42c Ba2Ksp BaSO4110 70.02Kc CO32c CO32c Ba 210 60.04，解Ksp BaCO 32.5x0.02得 x=0.52mol/L ，故答案为： 0.52mol/L 。2 铝及其合金可用作材料、铝热剂等，在环境修复等方面也有着巨大的应用潜力。(1)铝的冶炼、提纯的方法很多。高温碳热歧化氯化法冶铝包含的反应之一为：Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)3CO(g)+3AlCl(g)，其平衡常数表达式为K=_。碳热还原Al2O3 冶铝的部分反应如下： .2Al2O3(s)+9C(s)=Al4 C3(s)+6CO(g) H1=akJ/mol . 4Al 2O3(s)+Al4C3(s)=3Al4 O4C(s) H2=bkJ/mol . Al4O4C(s)+Al4C3(s)=8Al(g)+4CO(g) H3=ckJ/mol反应 Al2O3(s)+3C(s)=2Al(g)+3CO(g)的 H=_kJ/mol用离子液体 AICb-BMIC(阳离子为 EMIM+ 、阴离子为 AlCl4 、Al2Cl7 )作电解质，可实现电解精炼铝。粗铝与外电源的 _ 极(填 “正”或 “负 ") 相连；工作时，阴极的电极反应式为 _。(2)真空条件及1173K 时，可用铝热还原Li5AlO4 制备金属锂(气态 )，写出该反应的化学方程式： _。(3)用Al、Fe 或Al-Fe 合金还原脱除水体中的硝态氮(NO3-N)，在45，起始c(KNO3-N)为50mgL-1、维持溶液呈中性并通入Ar等条件下进行脱除实验。结果如图所示(c0 为起始浓度、 c 为剩余浓度)：纯 Al 在 03h 时， NO3-几乎没有被脱除，其原因是_；写出 3h后 NO3-被还原为N2 的离子方程式：_ 。Al-Fe 合金 12h 比纯 A134h 的脱除速率快得多的可能原因是_ 。c3(CO) c3(AlCl)4a+b+3c【答案】27+3e454c(AlCl 3 )正4Al Cl= 7AlCl +Al3Li AlO + 5Al121173K15Li(g) + 4Al O铝表面的氧化膜仍未被溶解+ 12H O +真空310Al + 6NO2326H+ 45 10Al(OH)3 + 3N2Al-Fe 形成原电池能加速电子转移【解析】【分析】(1)平衡常数表达式为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值；利用盖斯定律去反应热；电解精炼时，粗铝作阳极，而阴极上生成Al；(3) Al、Fe 的活泼性不同，在溶液中可以构成原电池，加快反应速率。【详解】(1)平衡常数表达式为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，固体的浓度为定值，不出现在表达式中，则平衡常数K = c3 (CO)c3 (AlCl)；c(AlCl 3 )根据盖斯定律，反应111可得目标反应 +反应+反应 312423112131Al O (s)+3C(s)=2Al(g)+3CO(g)，则 H=H +H +H kJ/mol31244a+b+3ckJ/mol ；=12电解精炼中，含有杂质的金属作阳极，失去电子，形成离子进入电解质中，在阴极得到电子得到单质，从而完成冶炼过程，因此粗铝与外电源的正极相连；电解质溶液中Al 以的形式存在，在阴极得到电子，生成Al，电极方程式为AlCl4、 Al2 Cl74Al2Cl7+3e=7AlCl4+Al；(2)真空条件及1173K 时，可用铝热还原Li5AlO4制备金属锂， Al 则转化为 Al2O3，化学方程1173K15Li(g)+4Al2O3；式为 3Li5 AlO4+5Al真空(3)纯 Al 在 0 3h， NO3几乎没有被脱除，说明几乎没有反应，而在3h 后，反应才开始，可能是由于 Al 的表面有一层氧化膜，阻止了反应的进行，因此纯Al 在 03h 时， NO3-几乎没有被脱除，其原因是铝表面的氧化膜仍未被溶解；Al 和 NO3反应，溶液是中性的，产物中 Al 以 Al(OH)3 的形式存在， Al 的化合价从0 升高到 3 价， NO3 中 N 的化合价从 5价降低到 0价，根据化合价升降守恒，Al 和 NO3 的系数比为5： 3，再根据电荷守恒和原子守恒，可得离子方程式为10Al+6NO3+12H2O+6H+ 45 10Al(OH)3+3N2；Al、 Fe 的活泼性不同，在溶液中可以构成原电池，加快电子转移，加快了反应速率。3H2O2 的制取及其在污水处理方面的应用是当前科学研究的热点。( 1) “氧阴极还原法”制取H2O2 的原理如题图所示：阴极表面发生的电极反应有：.2H+O2+2e- =H2O2+ - . H2O2+2H + 2e =2H2 O . 2H+ + 2e- =H2写出阳极表面的电极反应式： _。其他条件相同时，不同初始pH( 均小于 2) 条件下， H2O2 浓度随电解时间的变化如图所示， c( H+) 过大或过小均不利于H2O2 制取，原因是 _。( 2) 存碱性条件下， H2O2的一种催化分解机理如下：2 22+( aq)= OH( aq)+ Mn 3+( aq)+ OH- ( aq)?H=akJ/ molH O ( aq)+ MnH2O2( aq)+Mn3+( aq) + 2OH- ( aq)=Mn 2+( aq) + O- ( aq) + 2H?H=bkJ/ mol22O( l)-( aq)?H=ckJ/ molOH( aq) + O2( aq)= O2( g) + OH2H2O2 aq)=2H2O l)+O2gH _。该反应的催化剂为_。() =( 3) H2O2、 O3 在水中可形成具有超强氧化能力的羟基自由基OH)( ，可有效去除废水中的次磷酸根离子 ( H22- ) 。PO弱碱性条件下 OH 将 H- 氧化成 PO 3-，理论上 l. 7g OH 可处理含 0. 001mol / L2 PO24-_。22 的模拟废水的体积为H PO为比较不同投料方式下含 H2PO2- 模拟废水的处理效果，向两份等体积废水样品中加入等量 H2O2 和 O3，其中一份再加入 FeSO4。反应相同时间，实验结果如图所示：添加FeSO后，次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高，原因是_。4【答案】 2H 2O-4e- =4H + +O 2c（ H+）过小时，反应的化学反应速率较慢，c（ H+）过大时，主要发生反应（ a+b+c） kJ/ mol Mn 2+2+促进 H2 23产生 OH，25LFeO和 O3+3-转化为 FePO4沉淀氧化产生的 Fe将 PO4【解析】【分析】（1）由电解装置图可知阳极表面消耗水，产生氧气，以此写出电极方程式；（2）由盖斯定律可得， +可得所求热化学方程式，中间产物Mn 2+为催化剂；（3）弱碱性条件下-3-，反应为：?OH 将 H2 2氧化成 PO4PO4gOH+2OH - +H 2PO2- =PO43- +4H 2O , 以此计算废水的体积；由图可知添加 FeSO后，次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高，原因是2+促进4Fe2233+将 PO43- 转化为 FePO4沉淀。H O和 O 产生 OH，氧化产生的Fe【详解】（1）由电解装置图可知阳极表面消耗水，产生氧气，则电极方程式为2H2 O-4e- =4H + +O 2，故答案为： 2H 2O-4e- =4H + +O 2；（2）已知：H2O2( aq)+ OH( aq) +H222+( aq)= OH( aq)+ Mn3 +( aq)+ OH- ( aq)?H=akJ/ molO ( aq)+ Mn3+aq) +2OH-(aqMn 2+aq) + O2-(aq) +2H2Mn()=(Ol)H bkJ mol(? = /-( aq)?H=ckJ/ mol O2( aq)= O2( g) + OH由盖斯定律可得，+可得所求热化学方程式2H 2O2 aq = 2H 2 O l +O2 g ，则 H=（ a+b+c） kJ/ mol ， Mn 2+为中间产物反应前后不发生改变为催化剂，故答案为：（ a+b+c） kJ/ mol ；Mn 2+ ；（3）弱碱性条件下 OH 将 H2PO2- 氧化成 PO43 - ，反应为：4gOH+2OH - +H 2PO2- =PO43- +4H 2O , l. 7g OH 物质的量 n=1.7g=0.1mol ，则参17g/mol与反应的 H2 2- 物质的量为 0. 025mol，则废水的体积n0.025mol=25L，POV= =0.001mol/Lc故答案为： 25L；由图可知添加 FeSO后，次磷酸盐氧化率、磷元素沉淀率均显著提高，原因是2+促进4Fe3+将 PO 3- 转化为 FePO4沉淀，H2O2 和 O3 产生 OH，氧化产生的 Fe4故答案为： Fe2 +促进 H2O2 和 O3 产生OH，氧化产生的Fe3+将 PO4 3- 转化为 FePO4沉淀。4 （ 1）如图的氮循环是生态系统物质循环的重要部分，人类活动加剧了氮循环中的物质转化。下列说法正确的是_（填字母序号）A 固氮过程中， N2 只做氧化剂B 硝化过程需要有氧化剂参与C 反硝化过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响D 同化、氨化过程中，实现了氮元素在无机物和有机物之间的转化反硝化过程中， CH3OH 可作为反应的还原剂，1mol 还原剂失去 6mol 电子。请将该反应的离子方程式补充完整： 5CH33_+_+_+_，OH+ NO_（2）研究表明，氮氧化物（NOx）和二氧化硫都与大气中雾霾的形成有关。已知： SO2生成3223SO 总反应方程式是2SO (g) O (g)2SO (g) H 196.6kJ/mol此反应可通过如下两步完成：2NO(g) O2(g)2NO21(g) H 113kJ/molNO (g) SO (g)SO (g) NO(g) H_。2232一定温度下，向2L 恒容密闭容器中充入NO22各 1mol， 5min 达到平衡，此时容器和 SO中 NO2 和 NO 的浓度之比为1 3，则 NO2 的平衡转化率是 _。（3）砷（ As）是第四周期 A 族元素，其化合物，有着广泛的用途。AsH3 的稳定性比NH3 的稳定性 _（填 “强 或“弱 ）。用原子结构解释原因_。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 _。 298K 时，将 20mL3xmol?L-1Na3AsO3、 20mL3xmol?L-1I2 和 20mLNaOH 溶液混合，发生反应： AsO33-(aq)+I2(aq)+2OH-AsO43-(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO43)与反应时间（ t ）的关系如图所示。若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K 为 _。【答案】 BCD5CH3OH+6NO3-N2 +4HCO3-+CO32- +8H2O41.8kJ/mol75%弱N和 As 位于同一主族，As 的电子层数比N 的多，原子半径As 比 N的大，得电子能力As 比N 弱，非金属性As 比 N弱，氢化物AsH3 的稳定性比NH3 弱2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S4y 3(x-y) 2【解析】【分析】【详解】（1） A氮气在大气中氧化为亚硝酸根离子、硝酸根离子，N 的化合价升高，被氧化，所以 N2 作还原剂，故 A 错误；B NH转化成 HNO ，增加了 O 元素，则 NH被氧气氧化，所以在硝化细菌作用下发生的323硝化过程需要有氧化剂参与，故B 正确；C反硝化过程，生成氮气，向大气提供氮气，即反硝化过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响，故 C 正确；D氨化过程是动植物蛋白转化为氨气或铵根离子，即有机物转化为无机物，同化、氨化过程中，实现了氮元素在无机物和有机物之间的转化，故D 正确；故选 BCD。反硝化过程中， CH3OH 可作为反应的还原剂，1mol 还原剂失去 6mol 电子。 CH3OH 与硝酸根离子反应生成氮气、碳酸根离子、碳酸氢根离子和水，反应的离子方程式为：33-23-32-233-5CH OH+6NON +4HCO +CO+8H O，故答案为： 5CH OH+6NO-2-+8H2O；N2 +4HCO3+CO3（2） .2SO22(g)31(g)O2SO (g) H 196.6kJ mol .2NO(g) O2(g)2NO2(g) H1 113kJ mol 1盖斯定律计算（1得到 NO2 (g) SO2(g)1，故-） SO3(g) NO(g) H2-41.8 kJ mol2答案为： -41.8 kJ mol1；一定温度下，向2 L 恒容密闭容器中充入 NO2 和 SO2 各 1 mol， 5min 达到平衡，此时容器中 NO2 和 NO 的浓度之比为1： 3，结合三行计算列式得到，设消耗NO2 的物质的量为x：NO（2g）+ SO（2 g） ?SO（3 g）+ NO（g）起始量（ mol）1100变化量（ mol）xxxx平衡量（ mol）1-x1-xxxNO2 和 NO 的浓度之比为1： 3，物质的量之比 =1： 3，（ 1-x）： x=1：3， x=0.75mol， NO20.75mol 100%=75%，的平衡转化率 =1mol故答案为： 75%；（3）非金属性： N>As， AsH3 的稳定性比 NH3 的稳定性弱，用原子结构解释原因：N 和As 位于同一主族， As 的电子层数比N 的多，原子半径As 比 N 的大，得电子能力As 比 N弱，非金属性 As 比 N 弱，氢化物AsH3 的稳定性比 NH3弱；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，结合电子转移配平得方程式为： 2As2S3+5O2+6H2O=4H3 AsO4+6S；故答案为： 2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S；列三段式如下：?（）3（ ） （ ）+2OHAsO43（ ）2I（ ）AsO3aq + I 2aqaq +aq + H 2 Ol起始量xx转化量yyy2y平衡量x-yx-yy2yc(AsO 43 ) c2 (I )y24y32y根据平衡常数表达式K= c(AsO 33 )c I 2c2 (OH )=xyxy= (x-y) 2，故答4y3案为： (x-y) 2。5 资源化利用 CO2，可以减少温室气体排放，还可以获得燃料或重要的化工产品。回答下列问题：2(1)CO 的捕集用饱和 Na2 322CO 溶液做吸收剂可“捕集 ” CO。写出 “捕集 ” CO反应的离子方式_ 。聚合离子液体是目前广泛研究的CO2 吸附剂。结合图像分析聚合离子液体吸附CO2 的有利条件是 _。(2)生产尿素：工业上以CO2、NH3 为原料生产尿素CO(NH2)2，该反应分为二步进行：第一步： 2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4 (s)-1H = - 159.5 kJmol?第二步： H242 22-1NCOONH (s)? CO(NH ) (s)+ H O(g) H = +116.5 kJmol写出上述合成尿素的热化学方程式_ 。该反应化学平衡常数K 的表达式： _。某实验小组模拟工业上合成尿素，在一定体积的密闭容器中投入4mol NH 3 和 1mol CO2，实验测得反应中各组分物质的量随时间的变化如图所示：已知总反应的快慢由慢的一步反应决定，则合成尿素总反应的快慢由第