高考化学二轮复习 题型特训16 第10题 化学反应原理综合题B（含解析）-人教版高三化学试题

题型特训16第10题化学反应原理综合题B1.(2019湖南衡阳高考化学二模)汽车尾气排放的CO、NOx等气体是大气污染的主要来源,NOx也是大雾天气的主要成因之一。(1)科学家研究利用催化技术将尾气中有害的NO和CO转变成无害的气体,其热化学方程式为2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH1=-746.5kJ·mol-1。已知:2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH2=-221.0kJ·mol-1,CO2(g)C(s)+O2(g)ΔH3=+393.5kJ·mol-1。①C(s)的燃烧热ΔH=。

②NO(g)分解成两种气体单质的热化学方程式为。

(2)一定温度下,向初始容积均为2L的A、B、C三个容器中,均投入5molCO气体和4molNO气体发生如下反应:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)。①如图表示该反应中NO的平衡转化率(α)随温度、压强变化的示意图,则X代表的物理量是,Y1Y2(填“>”或“<”)。

②反应过程中,A容器中保持恒温恒压,B容器中保持恒温恒容,C容器中保持绝热恒容。下列说法错误的是。

a.B、C两个容器中反应达到平衡所用的时长关系是tB>tCb.3个容器中NO的平衡转化率的大小顺序为αA>αB>αCc.当A容器内气体平均摩尔质量不变时,说明该反应处于化学平衡状态d.当B容器内气体密度保持不变时,说明该反应处于化学平衡状态③当B容器中保持平衡时,NO所占体积分数为25%,则相同温度下,A容器中逆反应的平衡常数K=(保留两位有效数字)。

(3)利用反应NO2+NH3N2+H2O(未配平)消除用电器中NO2的简易装置如图所示。①a电极上的反应式为。

②常温下,若用该电池电解0.6L饱和食盐水,一段时间后,测得饱和食盐水pH变为13,则理论上b电极上消耗B气体的体积为mL(标准状况,假设电解过程中溶液体积不变)。

2.(2019河北衡水中学高三一调)H2是一种清洁能源。在冶金、电力、材料等领域应用广泛。请回答下列问题:(1)某科研团队利用透氧膜获得N2、H2的工作原理如图甲所示(空气中N2与O2的物质的量之比按4∶1计)。上述过程中,膜Ⅰ侧所得气体的物质的量之比n(H2)∶n(N2)=3∶1,则CH4、H2O与O2反应的化学方程式为。

甲(2)用H2和CO合成甲醇的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH1。已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2=-49.0kJ·mol-1,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH3=-41.1kJ·mol-1,则ΔH1=kJ·mol-1。

(3)向容积可变的密闭容器中充入1molCO和2.2molH2,在恒温恒压条件下发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),平衡时CO的转化率[α(CO)]随温度、压强的变化情况如图乙所示。乙丙①压强:p1(填“>”“<”或“=”)p2。

②M点时,H2的转化率为(计算结果精确到0.1%),该反应的平衡常数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不同温度下,该反应的平衡常数的对数值(lgK)如图丙所示,其中,A点为506K时平衡常数的对数值,则B、C、D、E四点中能正确表示该反应的lgK与温度(T)的关系的是。

(4)H2还原NO的反应为2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(l),实验测得反应速率的表达式为v=kcm(NO)·cn(H2)(k是速率常数,只与温度有关)。①某温度下,反应速率与反应物浓度的变化关系如下表所示。编号ccv10.100.100.414k20.100.201.656k30.500.102.070k由表中数据可知,m=,n=。

②上述反应分两步进行:ⅰ.2NO(g)+H2(g)N2(g)+H2O2(l)(慢反应);ⅱ.H2O2(l)+H2(g)2H2O(l)(快反应)。下列叙述正确的是(填字母)。

A.H2O2是该反应的催化剂B.反应ⅰ的活化能较高C.总反应速率由反应ⅱ的速率决定D.反应ⅰ中NO和H2的碰撞仅部分有效参考答案题型特训16第10题化学反应原理综合题B1.答案(1)①-393.5kJ·mol-1②2NO(g)N2(g)+O2(g)ΔH=-180.5kJ·mol-1(2)①压强<②d③4.5(3)①2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O②336解析(1)①根据CO2(g)C(s)+O2(g)ΔH3=+393.5kJ·mol-1,有C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH4=-393.5kJ·mol-1,则C(s)的燃烧热ΔH=-393.5kJ·mol-1。②已知:Ⅰ.2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH1=-746.5kJ·mol-1Ⅱ.2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH2=-221.0kJ·mol-1Ⅲ.CO2(g)C(s)+O2(g)ΔH3=+393.5kJ·mol-1由盖斯定律Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ×2得:2NO(g)N2(g)+O2(g)ΔH=-180.5kJ·mol-1。(2)①图为2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH1=-746.5kJ·mol-1反应中NO的平衡转化率(α)随温度、压强变化的示意图,该反应为放热反应,也是气体体积减小的反应,则NO的平衡转化率(α)随着温度的升高而减小,随着压强的增大而增大,故X为压强,Y1<Y2。②a.反应为放热反应,C绝热,可以看做是对B升高了温度,温度升高,反应速率加快,则B、C两个容器中反应达到平衡所用的时长为tB>tC,正确;b.A容器相当于对B加压,增大压强,反应正向移动,转化率增大,C看作对B加热,温度升高,平衡逆向移动,转化率减小,故3个容器中NO的平衡转化率的大小顺序为αA>αB>αC,正确;c.A容器中气体质量不变,气体的总物质的量减小,则气体平均摩尔质量不变时,说明该反应处于化学平衡状态,正确;d.B容器中气体质量不变,容器体积恒定不变,则气体密度始终不变时,不能说明该反应达到平衡状态,错误。③向初始容积均为2L的B容器中,投入5molCO气体和4molNO气体发生反应,设生成氮气物质的量为x,列三段式:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)起始/mol 5 4 0 0转化/mol 2x 2x 2x x平衡/mol 5-2x 4-2x 2x x平衡时,NO所占体积分数为25%。则4-2x9-x=25%,解得x=1,则B中平衡常数K=0.5×(3)①根据图示可知,a极失去电子发生氧化反应,则为氨气在碱性条件下发生氧化反应生成氮气的反应,电极反应式为2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O。②电解0.6L饱和食盐水,电解反应为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,一段时间后,测得饱和食盐水pH变为13,则溶液中n(OH-)=0.6L×0.1mol·L-1=0.06mol,则转移电子为0.06mol,同一串联电路转移电子数相同。设消耗的NO2体积为V,根据b极电极反应有:2NO2+8e-+4H2ON2+8OH- 44.8L 8mol V 0.06mol则V=44.8L×2.答案(1)14CH4+12H2O+O214CO+40H2(2)-90.1(3)①>②54.5%6p12③B(4)①21②BD解析(1)空气中N2和O2的物质的量之比约为4∶1,膜Ⅰ侧所得气体中n(H2)n(N2)=3,氮气的量在反应前后不变,设氮气为4mol,则生成的氢气是12mol,由膜Ⅰ侧反应可知,12mol水和1mol氧气得到电子,膜Ⅰ上发生反应:12H2O+24e-12H2↑+12O2-、O2+4e-2O2-,膜Ⅱ上14molCH4中C失去84mol电子、H得到56mol电子时,总反应遵守电子守恒,则反应为14CH4+12H(2)根据盖斯定律可得ΔH1=ΔH2+ΔH3=-90.1kJ·mol-1。(3)①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)是气体体积减小的反应,增大压强,平衡向右移动,CO的转化率会变大,结合图像乙,保持温度不变,转化率大的表示压强大,所以p1>p2。②该问可用三段式解决,M点α(CO)=60%,则CO转化了1mol×60%=0.6mol,下面列三段式:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)起始量/mol 1 2.2 0转化量/mol 0.6 1.2 0.6平衡量/mol 0.4 1