2023版高考化学 微专题小练习 专练44 化学反应原理综合题.docx

1、专练44化学反应原理综合题12022湖南卷2021年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题：(1)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1mol H2O(g)，起始压强为0.2 MPa时，发生下列反应生成水煤气：.C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H1131.4 kJmol1.CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H241.1 kJmol1下列说法正确的是_；A平衡时向容器中充入惰性气体，反应的平衡逆向移动B混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡C平衡时H2的体积分数可能大于D将炭块粉碎，可加快反应速率反应平衡时，H2O(g)

2、的转化率为50%，CO的物质的量为0.1 mol。此时，整个体系_(填“吸收”或“放出”)热量_kJ，反应的平衡常数Kp_(以分压表示，分压总压物质的量分数)。(2)一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下：某温度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c(CO)c(HCO)12，则该溶液的pH_(该温度下H2CO3的Ka14.6107，Ka25.01011)；再生塔中产生CO2的离子方程式为_；利用电化学原理，将CO2电催化还原为C2H4，阴极反应式为_。22021河北卷(节选)当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点，因此，研发二氧化碳利用技术、降低空气中二氧化碳含量成

3、为研究热点。(1)大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25 时，相关物质的燃烧热数据如下表：物质H2(g)C(石墨，s)C6H6(l)燃烧热H(kJmol1)285.8393.53 267.5则25 时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为_。(2)雨水中含有来自大气的CO2，溶于水中的CO2进一步和水反应，发生电离：CO2(g)CO2(aq)CO2(aq)H2O(l)H(aq)HCO(aq)25 时，反应的平衡常数为K。溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压总压物质的量分数)，比例系数为y molL1kPa1，当大气压强为p kPa，

4、大气中CO2(g)的物质的量分数为x时，溶液中H浓度为_ molL1(写出表达式，考虑水的电离，忽略HCO的电离)。(3)105 时，将足量的某碳酸氢盐(MHCO3)固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：2MHCO3(s)M2CO3(s)H2O(g)CO2(g)上述反应达平衡时体系的总压为46 kPa。保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的CO2(g)，再加入足量MHCO3(s)，欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5 kPa，CO2(g)的初始压强应大于_ kPa。(4)我国科学家研究LiCO2电池，取得了重大科研成果。回答下列问题：LiCO2电池中，Li为单质锂片，则该电池中的CO2在_(

5、填“正”或“负”)极发生电化学反应。研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤的离子方程式。.2CO22e=C2O.C2O=CO2CO._.CO2Li=Li2CO3研究表明，在电解质水溶液中，CO2气体可被电化学还原。CO2在碱性介质中电还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH)的电极反应方程式为_。32021全国乙卷一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig误认为是ICl，从而错过了一种新元素的发

6、现。该元素是_。(2)氯铂酸钡(BaPtCl6)固体加热时部分分解为BaCl2、Pt和Cl2，376.8 时平衡常数Kp1.0104Pa2。在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCl6，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)。在376.8 ，碘蒸气初始压强为20.0 kPa。376.8 平衡时，测得烧瓶中压强为32.5 kPa，则pICl_kPa，反应2ICl(g)=Cl2(g)I2(g)的平衡常数K_(列出计算式即可)。(3)McMorris测定和计算了在136180 范围内下列反应的平衡常数Kp ：2NO(g)2ICl(g)2NOCl(g)I2(g)Kp12NOCl(g)2NO(g)

7、Cl2(g)Kp2得到lg Kp1和lg Kp2均为线性关系，如下图所示：由图可知，NOCl分解为NO和Cl2反应的H_0(填“大于”或“小于”)。反应2ICl(g)=Cl2(g)I2(g)的K_(用Kp1、Kp2表示)；该反应的H_0(填“大于”或“小于”)，写出推理过程_。(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化学分解反应，在一定频率()光的照射下机理为：NOClhNOCl*NOClNOCl*2NOCl2其中h表示一个光子能量，NOCl*表示NOCl的激发态。可知，分解1 mol的NOCl需要吸收_mol的光子。42022浙江卷1月(节选)工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气

8、和水蒸气，经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。请回答：(1)在C和O2的反应体系中：反应1C(s)O2(g)=CO2(g)H1394 kJmol1反应22CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2566 kJmol1反应32C(s)O2(g)=2CO(g)H3设yHTS，反应1、2和3的y随温度T的变化关系如图1所示。图中对应于反应3的线条是_。一定压强下，随着温度的升高，气体中CO与CO2的物质的量之比_。A不变 B增大 C减小 D无法判断(2)水煤气反应：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131 kJmol1。工业生产水煤气时，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应，其理

9、由是_。专练44化学反应原理综合题1(1)BD吸收31.20.02 MPa(2)102HCOH2OCO2CO2CO212H12e=C2H44H2O解析：(1)平衡时向容器中充入惰性气体，各物质浓度不变，反应的平衡不移动，A错误；C(s)在反应过程中转化成气体，气体质量增大，使气体密度增大，直至反应达到平衡，B正确；由得C(s)2H2O(g)CO2(g)2H2(g)，当该反应进行到底时，H2的体积分数为，但可逆反应不可能进行到底，故C错误；将炭块粉碎，增大了炭与水蒸气的接触面积，可加快反应速率，D正确。设反应达到平衡时，反应消耗x mol H2O(g)、反应消耗y mol H2O(g)，由题中信

10、息可得：.C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)起始量/mol: 1 0 0变化量/mol: xxx.CO(s)H2O(g)CO2(g)H2(g)变化量/mol: yyyy平衡量/mol: xy 1xyyxy则xy50%1、xy0.1，解得x0.3、y0.2，故整个体系的热量变化为131.4 kJmol10.3 mol41.1 kJmol10.2 mol31.2 kJ(吸收热量)。平衡时气体总物质的量是1.3 mol，总压强为0.26 MPa，故反应的平衡常数Kp0.02 MPa。(2)由Ka25.01011、c(CO)c(HCO)12，可得c(H)1.01010molL1，pHlg c(H

11、)10。再生塔中产生CO2的同时生成K2CO3，说明KHCO3在水蒸气加热条件下发生分解反应。由题意知，CO2在阴极得到电子生成C2H4，图中质子交换膜提示有H参与反应，故阴极反应式为2CO212H12e=C2H44H2O。2(1)3H2(g)6C(石墨，s)=C6H6(l)H49.1 kJmol1(2)(3)100.8(4)正2COCO2=2COC3CO218e13H2O=CH3CH2CH2OH18OH解析：(1)由题给燃烧热数据可得，H2(g)O2(g)=H2O(l)H1285.8 kJmol1，C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)H2393.5 kJmol1，C6H6(l)O2(g)=

12、6CO2(g)3H2O(l)H33 267.5 kJmol1，根据盖斯定律，目标方程式可由36得到，其H(285.8 kJmol1)3(393.5 kJmol1)6(3 267.5 kJmol1)49.1 kJmol1，故H2(g)与C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为3H2(g)6C(石墨，s)=C6H6(l)H49.1 kJmol1。(2)溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比，比例系数为y molL1kPa1，因此当大气压强为p kPa，大气中CO2(g)的物质的量分数为x时，溶液中CO2(aq)浓度为ypx molL1。设溶液中H浓度为a molL1，由反应CO2(aq

13、)H2O(l)=H(aq)HCO(aq)，可得c(HCO)c(H)a molL1，cCO2(aq)ypx molL1，则K，解得a。(3)平衡体系总压为46 kPa，则由2MHCO3(s)M2CO3(s)H2O(g)CO2(g)可得p(H2O)p(CO2)23 kPa，Kp2323。若保持温度不变，设开始先通入CO2的压强为x kPa，平衡时水蒸气分压为5 kPa时，可列“三段式”：2MHCO3(s)M2CO3(s)H2O(g)CO2(g)起始/kPa 0 x转化/kPa 5 5平衡/kPa 55xKp23235(5x)，解得x100.8，故为使平衡时水蒸气分压小于5 kPa，CO2(g)初始

14、压强应大于100.8 kPa。(4)LiCO2电池的总反应式为4Li3CO2=2Li2CO3C。电池中，锂为负极，CO2在正极发生电化学反应，由电池总反应式可得正极反应为3CO24e4Li=2Li2CO3C；结合步骤、，可得步骤的离子方程式为2COCO2=2COC。介质呈碱性，应用OH配平，CO2在碱性介质中电还原为正丙醇，电极反应方程式为3CO218e13H2O=CH3CH2CH2OH18OH。3(1)溴(或Br)(2)24.8(3)大于Kp1Kp2大于设TT，即|lg Kp1(T)lg Kp1(T)|lg Kp1(T)lg Kp1(T)则lg Kp2(T)Kp1(T)lg Kp2(T)Kp

15、1(T)，K(T)K(T)(4)0.5解析：(1)根据题给信息“得到一种红棕色液体”，且含有一种新元素，结合卤素的性质，可知所得液体中含有的新元素应为溴(或Br)。(2)结合BaPtCl6(s)BaCl2(s)Pt(s)2Cl2(g)可得376.8 时Kp1.0104 Pa2p2(Cl2)，则平衡时p(Cl2) Pa1.0102 Pa0.1 kPa。相同温度、相同容积下，气体物质的量之比等于压强之比，设平衡时I2减小的压强为x kPa，根据三段式法得I2(g)Cl2(g)2ICl(g)起始压强/(kPa): 20.0 0转化压强/(kPa): xx2x平衡压强/(kPa): 20.0x 0.1

16、 2x根据平衡时总压强为32.5 kPa得(20.0x)0.12x32.5，解得x12.4，则平衡时pICl12.4 kPa224.8 kPa。结合上述分析可知反应2ICl(g)=I2(g)Cl2(g)的平衡常数K或。(3)结合图像lg Kp2103可知，随横坐标逐渐增大，即温度逐渐降低，lg Kp2逐渐减小，即平衡逆向移动，说明该反应的正反应为吸热反应，即H大于0。结合题中信息可知Kp1、Kp2，故反应2ICl(g)I2(g)Cl2(g)的平衡常数KKp1Kp2。设TT，即|lg Kp1(T)lg Kp1(T)|lg Kp1(T)lg Kp1(T)，则lg Kp2(T)lg Kp1(T)lg

17、 Kp2(T)lg Kp1(T)，即lg Kp2(T)Kp1(T)lg Kp2(T)Kp1(T)，故K(T)K(T)，由此可判断出2ICl(g)I2(g)Cl2(g)为吸热反应，即H大于0。(4)结合在光的照射下NOCl分解的反应机理可得，总反应为2NOClh2NOCl2，可知分解1 mol NOCl时需吸收0.5 mol光子。4(1)aB(2)水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快化学反应速率，同时交替通入空气和水蒸气，还可以起到稀释作用，有利于水煤气反应平衡向右移动，提高水煤气得产率解析：(1)由已知方程式：(2反应1

18、反应2)可得反应3，结合盖斯定律得：H32H1H22(394)(566) kJmol1222 kJmol1，反应1前后气体分子数不变，升温y不变，对应线条b，升温促进反应2平衡逆向移动，气体分子数增多，熵增，y值增大，对应线条c，升温促进反应3平衡逆向移动，气体分子数减少，熵减，y值减小，对应线条a，故此处填a；温度升高，三个反应平衡均逆向移动，由于反应2焓变绝对值更大，故温度对其平衡移动影响程度大，故CO2物质的量减小，CO物质的量增大，所以CO与CO2物质的量比值增大。(2)由于水蒸气与煤炭反应吸热，会引起体系温度的下降，从而导致反应速率变慢，不利于反应的进行，通入空气，利用煤炭与O2反应放热从而维持体系温度平衡，维持反应速率，同时交替通入空气和水蒸气，还可以起到稀释作用，有利于水煤气反应平衡向右移动，提高水煤气得产率。