高考化学核心考点最新试题精选:化学反应原理综合题II(原卷版).docx
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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 Ag 108 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(湖南湖北四校 2020 届联考)(15 分)研究氮氧化物的反应机理,NOx之间的转化对等于消除环境污染有 具有重要意义。 I.升高温度绝大多数的化学反应速率增大,但是 2NO(g)O2(g)2NO2(g)(H0)的速率却随温度的升 高而减小。某化学
2、小组为研究特殊现象的实质原因,查阅资料知: 2NO(g)O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步: 2NO(g)N2O2(g)(快) v1正k1正c2(NO) v1逆k1逆c(N2O2) H10 N2O2(g)O2(g) 2NO2(g)(慢) v2正k2正c(N2O2)c(O2) v2逆k2逆c2(NO2) H20 (1)一定温度下,反应 2NO(g)O2(g)2NO2(g)达到平衡状态,请写出用 k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平 衡常数表达式 K ,根据速率方程分析,升高温度该反应速率减小 的原因是 _(填字母)。 ak2正增大,c(N2O2)增大 bk2正减小,c(N2O2)减小 c
3、k2正增大,c(N2O2)减小 dk2正减小,c(N2O2)增大 (2)由实验数据得到 v2正c(O2)的关系可用如图表示。当 x点升高到某一温度时,反应重新达到平衡,则 变为相应的点为 (填字母)。 .(3)已知:N2O4(g)2NO2(g) H0,将一定量 N2O4气体充入恒容的密闭容器中,控制反应温度 为 T1。 下列可以作为反应达到平衡的判据是 。 A气体的压强不变 Bv正(N2O4)2v逆(NO2) CK不变 D容器内气体的密度不变 E容器内颜色不变 t1时刻反应达到平衡,混合气体平衡总压强为 p,N2O4气体的平衡转化率为 75%,则反应 N2O4(g) 2NO2(g)的平衡常数
4、Kp 对于气相反应,用某组分 B 的平衡压强 p(B)代替物质的量浓度 c(B)也可表示平衡常数,记作 Kp,如 p(B)p x(B),p为平衡总压强,x(B)为平衡系 统中 B的物质的量分数。 反应温度 T1时,c(N2O4)随 t(时间)变化曲线如图 1,画出 0t2时段,c(NO2)随 t变化曲线。保持其它条件 不变,改变反应温度为 T2(T2T1),再次画出 0t2时段,c(NO2)随 t变化趋势的曲线。 图 1 图 2 图 3 (4)NO氧化反应:2NO(g)O2(g) 2NO2(g)分两步进行,其反应过程能量变化示意图如图 2。 .2NO(g) N2O2(g) H1 .N2O2(g
5、)O2(g) 2NO2(g) H2 决定 NO 氧化反应速率的步骤是 (填“”或“”)。 在恒容的密闭容器中充入一定量的 NO和 O2气体,保持其它条件不变,控制反应温度分别为 T3和 T4(T4 T3),测得 c(NO)随 t(时间)的变化曲线如图 3。转化相同量的 NO,在温度 (填“T 3”或“T4”)下消 耗的时间较长,试结合反应过程能量图(图 2)分析其原因 。 2(南充市 2020 届第一次高考适应性考试)(15 分)合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破,研究 表明液氨是一种良好的储氢物质。 (1)化学家 Gethard Ertl证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的过程,
6、示意如下图: 下列说法正确的是 (选填字母)。 A表示 N2、H2分子中均是单键 B需要吸收能量 C该过程表示了化学变化中包含旧化学键的断裂和新化学键的生成 (2)氨气分解反应的热化学方程式如下:2NH3(g)N2(g)3H2(g) H,若 N三 N 键、H一 H键和 N 一 H 键的键能分别记作 a、b和 c(单位:kJ moll),则上述反应的H kJ mol 一1。 (3)研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。下表为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生 成氢气的初始速率(m molmin 一1)。 不同催化剂存在下,氨气分解反应活化能最大的是 (填写催化剂的化学式)。 温度为
7、T,在一体积固定的密闭容器中加入 2 mol NH3,此时压强为 P0,用 Ru催化氨气分解,若平衡时氨 气分解的转化率为 50,则该温度下反应 2NH3(g) N2(g)十 3H2(g)用平衡分压代替平衡浓度表 示的化学平衡常数 Kp 。己知:气体分压(p分)气体总压(p总)x 体积分数 (4)关于合成氨工艺的理解,下列正确的是 。 A合成氨工业常采用的反应温度为 500左右,可用勒夏特列原理解释 B使用初始反应速率更快的催化剂 Ru,不能提高平衡时 NH3的产量 C合成氨工业采用 10 MPa 一 30 MPa,是因常压下 N2和 H2的转化率不高 D采用冷水降温的方法可将合成后混合气体中
8、的氨液化 (5)下图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下,初始时氮气、氢气的体积比为 13时, 平衡混合物中氨的体积分数(NH3)。 若分别用 vA(NH3)和 vB(NH3)表示从反应开始至达平衡状态 A、B时的化学反应速率,则 vA(NH3) vB(NH3)(填“”、“”或“”)。 在 250、1.0 104 kPa下,H2的转化率为 %(计算结果保留小数点后 1位)。 (6)N2和 H2在铁作催化剂作用下从 145就开始反应,随着温度上升,单位时间内 NH3产率增大,但温度 高于 900后,单位时间内 NH3产率逐渐下降的原因 。 3(四省八校 2020 届高三第一次教学质
9、量检测)(14 分)氢气既是一种优质的能源,又是一种重要化工原料, 高纯氢的制备是目前的研究热点。 (1)甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一,甲烷和水蒸气反应的热化学方程式是: CH2(g)2H2O(g) 催化剂 CO2(g)4H2(g) H +165.0 kJ mol1 已知反应器中存在如下反应过程: ICH4(g)H2O(g) CO(g)3H2(g) H1 +206.4 kJ mol1 IICO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g) H2 化学键 HH OH CH 键能 E / (kJ mol1 ) 436 465 a 1076 根据上述信息计算:a_、H2_。 (2)某温度下,
10、4 mol H2O和 l mol CH4在体积为 2 L的刚性容器内同时发生 I、II反应,达平衡时,体系中 n(CO)b mol、n(CO2)d mol,则该温度下反应 I的平衡常数 K值为_(用字母表示)。 (3)欲增大 CH4转化为 H2的平衡转化率,可采取的措施有_(填标号)。 A适当增大反应物投料比武 n(H2O)n(CH4) B提高压强 C分离出 CO2 (4)H2用于工业合成氨:N23H2 高温、高压 催化剂 2NH3。将 n(N2)n(H2)13 的混合气体,匀速通过装有催 化剂的反应器反应,反应器温度变化与从反应器排出气体中 NH3的体积分数 (NH3)关系如图,反应器温度升
11、 高 NH3的体积分数 (NH3)先增大后减小的原因是_。 某温度下,n(N2)n(H2)13的混合气体在刚性容器内发生反应,起始气体总压为 2 l07 Pa,平衡时总压为 开始的 90%,则 H2的转化率为_,气体分压(p分)气体总压(p总) 体积分数,用某物质的平 衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作 Kp),此温度下,该反应的化学平衡常数 Kp _(分压列计算式、不化简)。 4(九师联盟 2020 届 3 月联考)(15 分)丙烯是重要的有机化工原料,丙烷脱氢制丙烯具有显著的经济价值 和社会意义。回答下列问题: (1)已知:I. 2C3H8(g) + O2(g) = 2C3
12、H6(g) + 2H2O(g) H = 238 kJmol1 II. 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) H = 484 kJmol1 则丙烷脱氢制丙烯反应 C3H8(g)C3H6(g) + H2(g)的H 为 。 (2)一定温度下,向恒容密闭容器中充入 1 mol C3H8,开始压强为 p kPa,发生丙烷脱氢制丙烯反应。 下列情况能说明丙烷脱氢制丙烯反应达到平衡状态的是 (填字母)。 A该反应的焓变(H)保持不变 B气体平均摩尔质量保持不变 C气体密度保持不变 DC3H8分解速率与 C3H6消耗速率相等 丙烷脱氢制丙烯反应过程中,C3H8的气体体积分数与反应时间的关系如图 a
13、 所示。此温度下该反应的平衡 常数 Kp= kPa(用含字母 p 的代数式表示,Kp是用反应体系中气体物 质的分压表示的平衡常数,平衡分压=总压物质的量分数)。 已知上述反应中,v正=k正p(C3H8),v逆=k逆p(C3H6)p(H2),其中 k正、k逆为速率常数,只与温度有关, 则图 a 中 m点处 v v 正 逆 = 。 (3)保持相同反应时间,在不同温度下,丙烯产率如图 b 所示,丙烯产率在 425之前随温度升高而增大的 原因可能是 、 ; 425之后, 丙烯产率快速降低的主要原因可能是 。 5(福建南平市 2020 届一模)(14 分)消除含氮、硫等化合物的污染对建设美丽家乡,打造宜
14、居环境具有重 要意义。 I 用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染, NOx若以NO为例, 在恒容容器中进行反应: 4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(g) H 1 (3)用 NaOH溶液做碳捕捉剂可获得化工产品 Na2CO3。常温下若某次捕捉后得到 pH=10 的溶液,则溶液中 c(CO32)c(HCO3)=_K1(H2CO3)=4.4 107、K2(H2CO3) = 5 1011,溶液中 c(Na+)_c(HCO3) + 2c(CO32)(填“”“=”或“”)。 8(安徽省名校 2020 届冲刺)(15 分)甲醇是一种常见的燃料和有机溶剂。下列为合成甲醇的有关热化学
15、方 程式: ICH4(g) + H2O(g) CO(g) +3H2(g) H1 = +206 kJmol1 . 2H2(g) + CO(g) CH3OH(g) H2 = 90 kJmol1 IIIH2(g) + CO2(g) H2O(g) + CO(g) H3 = 125.5 kJmol1 IV. 3H2(g) + CO2(g) CH3OH(g) + H2O(g) H4 回答下列问题: (1)上述反应中H4=_ kJmoll。 (2)现将 1.0 mol CH4和 2.0 mol H2O(g)通入恒容反应室(容积为 100 L)中,在一定条件下发生反应 I, 平衡时 CH4的转化率与温度、压强
16、的关系如图甲所示。 下列说法能表明该反应已达平衡状态的是_(填字母序号); a生成 CO和 H2的物质的量之比为 13 b容器内混合气体的密度保持不变 c混合气体的压强保持不变 d甲烷的生成速率与 H2的生成速率之比为 13 已知 100时达到平衡所需的时间为 5 min,则用 H2表示的平均反应速率为_molLlmin1; 图中的 p1_p2(选填“”“”或“=”),100时的平衡常数为_mol2L2。 (3)在压强为 0.1 MPa条件下,1 mol CO 与 3 mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发发生反应生成甲 醇。 若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是_(填字母序号);
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