高考化学核心考点最新试题精选：化学反应原理综合题I（解析版）.docx

1、 高考化学核心考点最新试题精选：化学反应原理综合题 可能用到的相对原子质量：H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 S 32 Cl 35.5 Ca 40 Fe 56 Cu 64 Ga 70 选择题：本题共 15 个小题，共 225 分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1（广东省东莞市 2020 届 4 月模拟）（15 分）NOx、SO2的处理转化对环境保护有着重要意义。 （1）F.DanielS等曾利用测压法在刚性反应器中研究了特定条件下 N2O5(g)分解反应： 已知：2N2O5(g) = 2N2O4(g)O2(g) H1=4

2、.4kJmol1 2NO2(g) = N2O4(g) H2=55.3kJmol1 则反应 N2O5(g) = 2NO2(g) 1 2 O2(g)的 H= kJmol1。 （2）利用反应 2NO(g)2CO(g) = N2(g)2CO2(g)，可实现汽车尾气的无害化处理。一定条件下进行该反应， 测得 CO的平衡转化率与温度、起始投料比 mm= (NO) (CO) n n 的关系如图 1所示。 该反应的 H 0（填“”“” “ p2p1（2 分） 吸热（1 分） 移出产物 H2或 S2（2 分） （4）0.018（2 分） =（1 分） （5）2Fe3+ + 2H+2Fe2+ + H2（2 分）

3、（6）气液比减小，通入 H2S 的总量减少，参加反应的 H2S的量减少，吸收速率减小；吸收液的量增大，气 液接触更充分，使硫化氢的吸收率增大（2 分） 【解析】 （1） 已知H2S的燃烧热H为a kJmol1， S的燃烧热H为b kJmol1 ， 则有H2S(g)+ O2(g)=SO2(g)+H2O(l) H=akJmol1，S(s)+O2(g)=SO2(g) H=bkJmol1，根据盖斯定律则方程式 2H 2S(g)O2(g)=2S(s) 2H2O(l) H22=2a+2bkJmol1； （2）结合表中信息，活性炭的出口硫小，温度为常温，操作压力较小，且可再生，故最佳脱硫剂为活性炭； （3）

4、该反应的正反应方向为气体分子数增大，增大压强平衡逆向移动，H2S的平衡转化率减小，即压强越 大，H2S的平衡转化率越小，则有 p3p2p1；由图可知升高温度，H2S 的平衡转化率增大，说明升高温度平 衡正向移动，则正反应为吸热反应；若要进一步提高 H2S的平衡转化率，除了改变温度和压强外，还可以通 过减少生成物的浓度使平衡正向移动，即移出产物 H2或 S2； （4）已知压强为 p、温度为 975时 H2S 的平衡转化率为 40%，且平衡常数 K=0.04，设始浓度为 xmolL， “三段式”表示为： 222 -1 -1 -1 1 H S(g)H (g)+S (g) 2 (mol L )x00

5、(mol L )0.4x0.4x0.2x (mol L )0.6x0.4x0.2x 起始物质的量浓度： 转化物质的量浓度： 平衡物质的量浓度： ，已知平衡常数 K，则有 1 2 0.2x0.4x 0.04 0.6x K ， 解得 x=0.018； 若向容器中再加入 1molH2S 气体， 相同温度下再次达到平衡时， 平衡常数不变，因为平衡常数只与温度有关，温度不变，所以平衡常数不变； （5）间接电解法是通过 FeCl3溶液吸收并氧化 H2S气体，FeCl3溶液被还原为 FeCl2，反应后溶液通过电解 再生即将 FeCl2氧化为 FeCl3， 所以电解反应器总反应的离子方程式为 2Fe3+2H+

6、 2Fe2+H2； 答案为： 2Fe3+2H+ 2Fe2+H2； （6）结合反应原理和图象分析，气液比减小，通入 H2S的总量减少，参加反应的 H2S 的量减少，吸收速率 减小；吸收液的量增大，气液接触更充分，使硫化氢的吸收率增大。 3（湖南省长郡中学、雅礼中学等四校 2020 届 2 月联考）（15 分）H2S 作为一种有毒气体，广泛存在于石油、 化工、冶金、天然气等行业的废气中，脱除气体中的硫化氢对于保护环境、合理利用资源都有着现实而重要 的意义。 回答下列问题： （1）H2S 的电子式为_，其热稳定性弱于 HCl的原因是_。 （2）用 H2S和天然气生产 CS2的反应为 CH4(g)+2

7、H2S(g) CS2(l)+4H2(g)。 已知：ICH4(g)+4S(s) CS2(g)+2H2S(g) H1= a kJ mol1； IIS(s)+H2(g) H2S(g) H2 = b kJ mol1； IIICS2(1) CS2(g) H3 = c kJ mol1； 则反应 CH4(g)+2H2S(g) CS2(1)+4H2(g)的H=_ kJ mol1(用含 a、b、c 的代数式表示)。 （3）800时，将一定量的 H2S气体充入恒容密闭容器中，发生反应 H2S(g) S(s)+H2(g)，t min 后反应 达到化学平衡状态，测得容器中 H2与 H2S 的质量浓度分别为 0.02

8、g/L、0.34 g/L，则 H2S的初始浓度 _mol/L，该温度下，反应的化学平衡常数 K=_。 （4）向恒压密闭容器中充入 0.1 mol CH4和 0.2 mol H2S，发生反应 CH4(g) + 2H2S(g) CS2(g) + 4H2(g)， 测得不同温度下，CH4的平衡转化率(%)与温度()的关系如图所示： 该反应的活化能：E正_E逆（填“”“”或“=”） 若初始容积为 V0 L，1200反应达到平衡时，容器的容积为_L（用含 V0的代数式表示）。 1200时，欲提高 CH4的平衡转化率，可以采取的措施是_（填选项字母）。 A增大压强 B再充入 CH4 C再充入 H2S D充入

9、 He E使用高效催化剂 （5）H2S废气可用碳酸钠溶液吸收，将吸收足量 H2S 气体后的溶液加入到如图所示的电解池中进行电解，在 阳极生成有工业价值的 Na2S2O3，电解时阳极的电极反应式为_。 【答案】（15 分） （1）（1 分） S 元素的非金属性弱于 Cl 元素（合理即可）（1 分） （2）a4bc（2 分） （3）0.02（2 分） 1（2 分） （4） （1 分） 0 23 15 V（2 分） CD（2 分） （5）2HS + 8OH8e=S2O32+5H2O（2 分） 【解析】（1）H2S为共价化合物，其电子式为 ，通常元素的非金属性越强，形成的气态氢化物越稳 定，非金属性：

10、ClS，则 H2S热稳定性弱于 HCl； （2）已知：ICH4(g) + 4S(s) CS2(g) + 2H2S(g) H1 = a kJ mol1； IIS(s) + H2(g) H2S(g) H2 = b kJ mol1； CS2(1) CS2(g) H3 = c kJ mol1；根据盖斯定律可知，由 I-4II-III可得反应 CH4(g) + 2H2S(g) CS2(1) + 4H2(g)，则H = (a4bc) kJ mol1； （3）t min 后反应达到化学平衡状态，容器中 H2与 H2S的质量浓度分别为 0.02 g/L、0.34 g/L，则 H2与 H2S 的物质的量浓度分别

11、为 0.01 mol/L、0.01 mol/L，则c(H2S)=c(H2)=0.01 mol/L，则 H2S的初始浓度 0.01 mol/L+0.01 mol/L=0.02 mol/L，该温度下，反应的化学平衡常数 2 2 H0.1 =1 H S0.1 c K c ； （4）由图像可知，随着温度的升高，CH4的平衡转化率增大，即升温平衡正向移动，则正反应为吸热反应， 由此可知，该反应反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量，则 E正E逆； 反应初始充入 0.1 molCH4和 0.2molH2S，由图可知 CH4的平衡转化率为 80%，可列出三段式： 4222 0.10.200 0.080

12、.160.080.32 CHg 0.0 +2H S gCSg +4H 20.0402 g .0803 则平衡时，混合气体总物质的量为 0.02+0.04+0.08+0.32=0.46mol，设平衡时容器的容积为 VL，根据恒压条件 下，气体物质的量之比等于气体的体积之比，可得 0 0.3 = 0.46 V V ，解得， 0 23 = 15 VV； 增大压强，平衡逆向移动，CH4的平衡转化率降低，A 不符合；根据加入一种反应物，可以提高另一反应 物的转化率，而本身的转化率降低，可知再充入 CH4，CH4的平衡转化率降低，B 不符合；由 B项分析可知， 再充入 H2S，平衡正向移动，CH4的消耗量

13、增多，平衡转化率增大，C符合； 向恒压密闭容器充入 He，容器 容积增大，相当于减压，平衡正向移动，CH4的平衡转化率增大，D符合；催化剂只能加快反应速率，不影 响平衡移动，E 不符合； （5）足量的 H2S气体与碳酸钠溶液发生反应 2H2S+Na2CO3=2NaHS+H2O+CO2，电解 NaHS 溶液，在阳极生成 Na2S2O3，S元素化合价升高，失电子，发生氧化反应，NaHS 溶液显碱性，则电解时阳极的电极反应式为 2HS- + 8OH8e=S2O32+5H2O。 4 （福建省三明市 2020 届 5 月质检） （15 分） “一碳化学”是指以含一个碳原子的化合物（如 CO2、CO、CH

14、4、 CH3OH等）为初始反应物，合成一系列重要的化工原料和燃料的化学。 回答下列问题： （1）以 CO2和 NH3为原料合成尿素是利用 CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下： 反应 I：2NH3(g) + CO2(g)NH2COONH4(s) H1 反应 II：NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s) + H2O(g) H2 = +72.49 kJmol1 总反应：2NH3(g) + CO2(g)CO(NH2)2(s) + H2O(g) H3 = 86.98 kJmol1 反应 I的H1 = _ kJmol1。 反应 II一般在_（填“高温”或“低温”）条件下有利于该反

15、应的进行。 一定温度下， 在体积固定的密闭容器中按计量比投料进行反应 I， 下列能说明反应达到了平衡状态的是_ （填字母序号）。 A混合气体的平均相对分子质量不再变化 B容器内气体总压强不再变化 C2v正(NH3) = v逆(CO2) D容器内混合气体的密度不再变化 （2） 将CO2和H2按物质的量之比为13充入一定体积的密闭容器中， 发生反应： CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) H。测得 CH3OH 的物质的量在不同温度下随时间的变化关系如图所示。 根据图示判断H_0（填“”或“ 0，根据复合判据 0HT S ，一般在高温条件下有利于该反应的进行； 在体

16、积固定的密闭容器中按计量比投料进行反应，容器中气体物质始终是 NH3(g)、CO2且物质的量比等 于 21，所以混合气体的平均相对分子质量是定值，平均相对分子质量不再变化，不一定平衡，不选 A； 体积固定，正反应气体物质的量减小，所以压强是变量，容器内气体总压强不再变化，一定达到平衡状态， 故 B； 反应达到平衡状态时， 正逆反应的速率比等于系数比， v正(NH3) = 2v逆(CO2)时达到平衡状态， 2v正(NH3) = v逆(CO2)时反应没有达到平衡状态，不选 C；体积固定，气体质量减小，密度是变量，若容器内混合气体 的密度不再变化，一定达到平衡状态，选 D； （2） 由图象可知，T2

17、温度下反应速率快，所以 T2 T1；升高温度，平衡时甲醇的物质的量减小，即升高 温度平衡逆向移动，H ”“”“（1 分） （4） （1 分） 0.375（2 分） 10%（2 分） 2 0 256 3p （2 分） 【解析】I.根据环氧丙烷的结构式，推出其分子式为 C3H6O，O 为2 价，H 为1 价，化合价代数和为 0，C 的平均价态为 4 - 3 ；C 和 O 之间共用 2 个电子对，CO2的结构式为 O=C=O； II（1）H2燃烧热的热化学反应方程式为 H2(g) 1 2 O2(g)=H2O(l) H1=a kJ mol1 ；CH3OH(l) 3 2 O2(g)=CO2(g)2H2O

18、(l) H2=b kJ mol1 ；H2O(g)=H2O(l) H3=c kJ mol1 ；CH3OH(g) = CH3OH(l) H4=d kJ mol1；CO2与 H2反应生成甲醇与气态水的方程式为 CO23H2=CH3OHH2O，根据盖 斯定律，有 3 得出：CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g) H=(b3acd) kJ mol1； （2）由图 1 可知，相同时间内，测的甲醇体积分数随反应温度的升高先增大后减小，是因为一开始温度低时， 反应未达到平衡，随着温度升高，反应速率增大，相同时间内生成的甲醇的量增大，当反应达到平衡后，由 图可知该反应为放热反应，升高温度，平衡左

19、移，相同时间内生成甲醇的量减少； （3）根据图 2 相同温度下，甲容器中的反应先达到平衡，说明甲容器中的压强较大，即 p1 p2； （4）根据图像反应进行到 4 min 时，甲醇的物质的量继续增大，反应正向进行，即 v(正) v(逆)；04 min， 消耗 CO2的物质的量浓度为(10. 5)mol L1=0.5mol L1， 此时消耗 H2的物质的量浓度为 1.5mol L1， 根据化 学反应速率的表达式 v(H2)= 1.5mol/L 4min = 0.375 mol/(L min)； 2232 CO (g)+3H (g)CH OH(g)+H O(g) 1300 0.752.250.750

20、.75 0.250.750.750.75 开始 变化 平衡 则 CO2的体积分数为 0.25 0.250.750.750.75 100%=10%；相同条件下，压强之比等于物质的量之比，即 达到平衡时总压强为 p= 2.5 4 p0，Kp= 3 0.750.75 pp 2.52.5 0.250.75 p (p) 2.52.5 = 2 0 256 3p 。 7（广东福建等省 2020 届 4 月联考）（15 分）2019 年 10月 27 日，国际清洁能源会议(ICCE2019)在北京开幕， 一碳化学成为这次会议的重要议程。甲醇、甲醛(HCHO)等一碳化合物在化工、医药、能源等方面都有广泛 的应用

21、。 （1）甲醇脱氢法可制备甲醛(反应体系中各物质均为气态)，反应生成 1mol HCHO 过程中能量变化如图： 已知：CO2(g)+ 3H2(g) = CH3OH(g)+ H2O(g) H= - 49.5 kJ/mol 则反应 CO2(g)+ 2H2(g)= HCHO(g)+ H2O(g) H= kJ/mol （2）氧化剂可处理甲醛污染，结合图象分析春季（水温约为 15）应急处理被甲醛污染的水源应选择的试 剂为 （填化学式）。 （3）纳米二氧化钛催化剂可用于工业上合成甲醇：CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g) H = a kJ/mol 按 2 (H ) (CO) n n =2投料比将 H

22、2与 CO充入 V L恒容密闭容器中，在一定条件下发生反应，测定 CO 的平衡转 化率与温度、压强的关系如图所示。则 a (填“”或“”)0；压强 p1、p2、p3由小到大的 关系是 。 在温度为 T1，向某恒容密闭容器中充入 H2和 CO发生上述反应，起始时 c(H2)=c(CO)=2.0 mol/L。达 到平衡时，CO的转化率为图中的 M点对应的转化率，则在该温度下，对应的 N点的平衡常数为 （保留 3位有效数字）。 （4）工业上利用 CH4(混有 CO和 H2)与水蒸气在一定条件下制取 H2，该反应的逆反应速率表达式为 v 逆 =kc(CO)c3(H2)，k为速率常数，在某温度下测得实验

23、数据如表所示： CO浓度(mol/L) H2浓度(mol/L) 逆反应速率(molL-1min-1) 0.1 c1 8.0 c2 c1 16.0 c2 0.15 6.75 由上述数据可得该温度下，c2= ，该反应的逆反应速率常数 k = L3 mol-3 min-l。 （5）用甲醇可以制备甲胺(CH3NH2)，甲胺在水中的电离方程式与氨相似。25时，甲胺的电离常数 Ka = 9.2510-7。该温度下，反应 CH3NH2+H+CH3NH3+的平衡常数 K= （填数值）。 【答案】（15 分） （1）+34.5（2 分） （2）Ca(ClO)2（2 分） （3） （1 分） p3p2p1（2 分

24、） 4.17（2 分） （4） 0.2（2 分） 1.0104（2 分） （5）9.25107（2 分） 【解析】 （1） 由图可知 1molCH3OH分解为 1molHCHO和 1molH2需要吸收能量 463 kJ/mol -379 kJ/mol =84 kJ/mol， 所以图示反应的热化学方程式为 i:CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) H=84 kJ/mol，又已知 ii: CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) H=-49.5kJ/mol，由 i+ii可得方程式 CO2(g)+2H2(g)=HCHO(g)+H2O(g)，根据盖斯定律可知该反应H=84 k

25、Jmol-1+（-49.5kJ/mol）=34.5 kJ/mol； （2）分析图像可知，水温约为 15时.选择 Ca(ClO)2处理被甲醛污染的水源时，甲醛去除率更高； （3）据图可知相同压强下温度越高 CO的平衡转化率越小，即温度升高平衡逆向移动，所以正反应为放 热反应，所以HE5-E2，故 E5+E1P2； (4) 甲烷在不同温度下分别形成等自由基，据图可知温度高于 600时，应有较多的自由基 生成，自由基结合生成，则双碳有机副产物为乙炔； （5）燃料电池的负极化合价升高，C2H4在 NaOH溶液中转化为 CO32，电极反应式为：C2H412e +16OH = 2CO 3 2 +10H 2

26、O。 13（广东省茂名市 2020 届一模）（15 分）CO2加氢可转化为高附加值的 CO、CH4、CH3OH等 C1产物。该过 程可缓解 CO2带来的环境压力，同时可变废为宝，带来巨大的经济效益。CO2加氢过程，主要发生的三个竞 争反应为： 反应 i：CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) H=49.01kJmol1 反应 ii：CO2(g) + 4H2(g)CH4(g) + 2H2O(g) H=165.0kJmol1 反应 iii：CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) H=+41.17kJmol1 回答下列问题： （1）由 CO、H2合成甲醇的

27、热化学方程式为_。 （2） 反应 iii为逆水煤气变换反应， 简称 RWGS。 以金属催化剂为例， 该反应历程的微观示意和相对能量(eV) 变化图如图所示(为催化剂， 为 C原子，为 O 原子，o 为 H 原子） 历程 I： 历程 II： 历程 III： 历程 1 方框内反应的方程式为 CO2*+*=CO*+O*(*为催化剂活性位点） 。 根据图示， 其反应热H_0(填 “”或“ T1，则H （填“”或“”）0。 m=3 时，该反应达到平衡状态后 p（总）= 20a MPa，恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图 2。则曲线 b代表的物质为 （填化学式），T4温度时，反应达到平衡时物质

28、 d 的分压 p （d）= 。 【答案】（15 分） （1）+1366.8 kJmol1（2 分） （2） 3Fe + 4H2O 高温 Fe3O4 + 4H2（2 分） （2 分） （3） 60%（2 分） 0.045（2 分） （4）（1 分） CO2（2 分） 2.5a MPa（2 分） 【解析】（1）已知反应C2H4(g)+H2O(l)C2H5OH (l) H1=44.2kJmol1 2CO2(g)+2H2O(l)C2H4(g)+3O2(g) H2=+1411.0 kJmol1 结合盖斯定律，反应+结合得：2CO2(g)+3H2O(l)C2H5OH(l)+3O2(g) H3 = H1+H

29、2 = 44.2kJmol 1+1411.0 kJmol1 = +1366.8 kJmol1； （2） 根据流程图可知反应物为：Fe、H2O，生成物为：H2、Fe3O4，则化学方程式为：3Fe+4H2O 高温 Fe3O4+4H2； 当镍粉用量增加 10倍后，甲酸的产量在迅速减少，说明甲酸的消耗速率大于其生成速率，因此说明反应 的速率要比反应的速率增加得快； （3）T1时体系内 n(CH4)=0.2mol，则根据反应：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)可知该反应消耗的 n(CO2)=0.2mol，消耗的 n(H2)=0.8mol，生成的 n(H2O)=0.4mol；体系内 n

30、(C2H4)=0.2mol，则根据反应： 2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)可知该反应消耗的 n(CO2)=0.4mol，消耗的 n(H2)=1.2mol，生成的 n(H2O)=0.8mol；总消耗 n(CO2)=0.2mol+0.4mol=0.6mol，所以 (CO2)= 0.6mol 1mol 100%=60%； 容器的体积为 1L， 所以平衡时， c(CO2)=1mol-0.6mol 1L =0.4mol/L， c(H2)= 4mol-0.8mol-1.2mol 1L =2mol/L， c(CH4)= 0.2mol 1L =0.2mol/L，c(H2O)= 0.4

31、mol+0.8mol 1L =1.2mol/L，平衡常数 K= 2 2 42 4 22 4 CHH O = COH 0.2 1.2 0.4 2 cc cc =0.045； （4） 根据图示，相同压强和投料比的条件下，温度越高，H2转化率越低，说明正反应为放热反应，H 0； 温度升高，反应逆向进行，所以产物的物质的量是逐渐减少的，反应物的物质的量增大，由图可知，曲线 a 代表的物质为 H2，b 表示 CO2，c为 H2O，d为 C2H5OH； m=3 时，设 n(CO2)=3mol，n(H2)=9mol，列三段式如下： 22252 + mo 2COg6Hg l3900 mol2x6xx3x mol3-2x9 C H OH g -6xx H O g 3x 起始() 转化() 平衡() 根据图示，n(CO2)=n(C2H5OH)，即 3-2x=x，解得 x=1mol，C2H5OH 的体积分数= 25 22252 C H OH COHC H OHH O n nnnn = 1 1+3+1+3 =12.5%，p(C2H5OH) = 20a MPa 12.5% = 2.5a MPa。