2022屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)第二部分題型2反應(yīng)原理綜合題測試含解析20221107138

1、題型2反響原理綜合題1反響熱的計算。2化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志及平衡移動方向的判斷。3轉(zhuǎn)化率及平衡常數(shù)的相關(guān)計算。4信息圖象題的綜合分析。測試時間45分鐘1(2022·河南八市測評)乙二醛(ohccho)是紡織工業(yè)常用的一種有機原料，其工業(yè)生產(chǎn)方法主要是乙二醇(hoch2ch2oh)氣相催化氧化法和乙醛液相硝酸氧化法，請答復(fù)以下相關(guān)問題。(1)乙二醇氣相催化氧化法。乙二醇氣相催化氧化的反響為：.hoch2ch2oh(g)o2(g)ohccho(g)2h2o(g)h1.ohccho(g)2h2hoch2ch2oh(g)h2.h2(g)o2(g)h2o(g)h3那么h3_(用h1、h2表示)，

2、相同溫度下，假設(shè)反響、平衡常數(shù)分別為k1、k2、k3那么k1_(用k2、k3表示)。 當(dāng)原料氣中氧氣和乙二醇的物質(zhì)的量之比為1.35時，乙二醛和副產(chǎn)物co2的產(chǎn)率與反響溫度的關(guān)系如以下圖所示，反響溫度超過495 時，co2產(chǎn)率升高的主要原因可能是_。 在恒容絕熱容器中發(fā)生反響hoch2ch2oh(g)o2(g)ohccho(g)2h2o(g)(不考慮副反響)，一定能說明反響到達平衡狀態(tài)的是_(填序號)。 a氧氣濃度保持不變b氣體總物質(zhì)的量保持不變c平衡常數(shù)保持不變d氧氣和乙二醇的物質(zhì)的量之比保持不變(2)乙醛液相硝酸氧化法。乙醛液相硝酸氧化法是在催化劑的作用下，用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛，該法

3、與乙二醇氣相催化氧化法相比明顯的缺點是_。(任寫一條) (3)乙二醛電解氧化制備乙醛酸(ohccooh)的生產(chǎn)裝置如以下圖所示，通電后，陽極產(chǎn)生的cl2與乙二醛溶液反響生成乙醛酸，請寫出該反響的化學(xué)方程式：_。 解析：(1)根據(jù)蓋斯定律，按照×()處理得h2(g)o2(g)h2o(g)，那么h3；同理，根據(jù)蓋斯定律，h12h3h2，那么k1；根據(jù)圖示可知，主反響hoch2ch2oh(g)o2(g)ohccho(g)2h2o(g)為放熱反響，升高溫度平衡逆向移動；溫度超過495 時，乙二醇大量轉(zhuǎn)化為二氧化碳等副產(chǎn)物，同時乙二醛也可被氧化為co2，使乙二醛產(chǎn)率降低；氧氣濃度保持不變，那么

4、反響體系中各種物質(zhì)的濃度保持不變，說明反響到達平衡狀態(tài)，a項正確；該反響屬于氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化的反響，當(dāng)氣體總物質(zhì)的量保持不變時，說明反響到達平衡狀態(tài)，b項正確；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)始終保持不變，在恒容絕熱容器中發(fā)生反響，說明反響中的能量不再變化，說明反響到達平衡狀態(tài)，c項正確；氧氣和乙二醇的物質(zhì)的量之比保持不變，不能說明反響到達平衡狀態(tài)，d項錯誤。(2)在催化劑作用下，用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛，硝酸被復(fù)原為no，反響方程式為3ch3cho4hno33ohccho4no5h2o，因此存在比擬明顯的缺點是生成的no會污染空氣，硝酸會腐蝕設(shè)備等。(3)乙二醛電解氧化制備乙

5、醛酸(ohccooh)，通電后，陽極產(chǎn)生的cl2與乙二醛溶液反響生成乙醛酸，氯氣被復(fù)原生成氯化氫，反響的化學(xué)方程式為ohcchocl2h2o2hclohccooh。答案：(1)溫度過高乙二醇(或乙二醛)被大量氧化為co2abc(2)會產(chǎn)生no等有毒氣體、產(chǎn)生的酸性廢水容易腐蝕設(shè)備(其他答案合理即可) (3)ohcchocl2h2o2hclohccooh2(2022·南昌一模)乙酸是生物油的主要成分之一，乙酸制氫具有重要意義。熱裂解反響：ch3cooh(g)2co(g)2h2(g)h2l3.7 kj·mol1脫酸基反響：ch3cooh(g)ch4(g)co2(g)h33.5

6、kj·mol1(1)請寫出co與h2甲烷化的熱化學(xué)方程式_。(2)在密閉容器中，利用乙酸制氫，選擇的壓強為_(填“較大或“常壓)。其中溫度與氣體產(chǎn)率的關(guān)系如圖：約650 之前，脫酸基反響活化能低速率大，故氫氣產(chǎn)率低于甲烷；650 之后氫氣產(chǎn)率高于甲烷，理由是隨著溫度升高后，熱裂解反響速率增大，同時_。保持其他條件不變，在乙酸氣中摻雜一定量水，氫氣產(chǎn)率顯著提高而co的產(chǎn)率下降，請用化學(xué)方程式表示：_。(3)假設(shè)利用適宜的催化劑控制其他的副反響，溫度為tk時到達平衡，總壓強為pkpa，熱裂解反響消耗乙酸20%，脫酸基反響消耗乙酸60%，乙酸體積分數(shù)為_(計算結(jié)果保存l位小數(shù))；脫酸基反響

7、的平衡常數(shù)kp為_kpa(kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，計算結(jié)果保存1位小數(shù))。解析：(1)由蓋斯定律計算：熱裂解反響ch3cooh(g)2co(g)2h2(g)h213.7 kj·mol1，脫酸基反響ch3cooh(g)ch4(g)co2(g) h33.5 kj·mol1，得：co與h2甲烷化的熱化學(xué)方程式 2co(g)2h2(g)ch4(g)co2 (g)h247.2 kj·mol1。(2)在密閉容器中，利用乙酸制氫，ch3cooh(g)2co(g)2h2(g) ，反響為氣體體積增大的反響，選擇的壓強為常壓。熱裂解反響ch3cooh(g)2co(g)2h2(g)

8、 是吸熱反響，熱裂解反響正向移動，脫酸基反響ch3cooh(g)ch4(g)co2(g)是放熱反響，而脫酸基反響逆向移動。650 之后氫氣產(chǎn)率高于甲烷，理由是隨著溫度升高后，熱裂解反響速率加快，同時熱裂解反響正向移動，而脫酸基反響逆向移動，故氫氣產(chǎn)率高于甲烷。co能與水蒸氣反響生成二氧化碳和氫氣，在乙酸氣中摻雜一定量水，氫氣產(chǎn)率顯著提高而co的產(chǎn)率下降，co(g)h2o(g)=h2(g)co2 (g) 。(3)熱裂解反響ch3cooh(g)2co(g)2h2(g)h213.7 kj·mol1 0.2 0.4 0.4脫酸基反響ch3cooh(g)ch4(g)co2(g) h33.5 k

9、j·mol106 0.60.6乙酸體積分數(shù)為×100%9.1%kp1.8p。答案：(1) 2co(g)2h2(g)ch4(g)co2 (g)h247.2 kj·mol1 (2)常壓熱裂解反響正向移動，而脫酸基反響逆向移動，故氫氣產(chǎn)率高于甲烷co(g)h2o(g)=h2(g)co2 (g)(3) 9.1%1.8p3以高純h2為燃料的質(zhì)子交換膜燃料電池具有能量效率高、無污染等優(yōu)點，但燃料中假設(shè)混有co將顯著縮短電池壽命。(1)以甲醇為原料制取高純h2是重要研究方向。甲醇水蒸氣重整制氫主要發(fā)生以下兩個反響：主反響：ch3oh(g)h2o(g)=co2(g)3h2(g)h

10、49 kj·mol1副反響：h2(g)co2(g)=co(g)h2o(g)h41 kj·mol1甲醇蒸氣在催化劑作用下裂解可得到h2和co，那么該反響的熱化學(xué)方程式為_，既能加快反響速率又能提高ch3oh平衡轉(zhuǎn)化率的一種措施是_。分析適當(dāng)增大水醇比對甲醇水蒸氣重整制氫的好處是_。某溫度下，將n(h2o)n(ch3oh)11的原料氣充入恒容密閉容器中，初始壓強為p1，反響達平衡時總壓強為p2，那么平衡時甲醇的轉(zhuǎn)化率為_(忽略副反響)。(2)工業(yè)上用ch4與水蒸氣在一定條件下制取h2，原理為：ch4(g)h2o(g)co(g)3h2(g)h203 kj·mol1該反響

11、逆反響速率表達式為：v逆k·c(co)·c3(h2)，k為速率常數(shù)，在某溫度下測得實驗數(shù)據(jù)如表：co濃度/(mol·l1)h2濃度/(mol·l1)逆反響速率/(mol·l1·min1)0.05c14.8c2c119.2c20.158.1由上述數(shù)據(jù)可得該溫度下，該反響的逆反響速率常數(shù)k為_l3·mol3·min1。在體積為3 l的密閉容器中通入物質(zhì)的量均為3 mol的ch4和水蒸氣，在一定條件下發(fā)生上述反響，測得平衡時h2的體積分數(shù)與溫度及壓強的關(guān)系如下圖：那么壓強p1_p2(填“大于或“小于)；n點v正_m點v逆

12、(填“大于或“小于)；求q點對應(yīng)溫度下該反響的平衡常數(shù)k_。平衡后再向容器中參加1 mol ch4和1 mol co，平衡_移動(填“正反響方向“逆反響方向或“不)。解析：(1)：ch3oh(g)h2o(g)co2(g)3h2(g)h49 kj·mol1，h2(g)co2(g)co(g)h2o(g)h41 kj·mol1，根據(jù)蓋斯定律，反響可由整理可得，ch3oh(g)co(g)2h2(g)hh1h290 kj·mol1；該反響為吸熱反響，升高溫度既能增大化學(xué)反響速率同時可以促使反響正向進行，提高ch3oh平衡轉(zhuǎn)化率，而增大壓強能增大化學(xué)反響速率，但對正反響不利，

13、所以既能增大反響速率又能提高ch3oh平衡轉(zhuǎn)化率的一種措施是升高溫度；適當(dāng)增大水醇比n(h2o)n(ch3oh)，可視為增大h2o的量，能使ch3oh轉(zhuǎn)化率增大，生成更多的h2，抑制轉(zhuǎn)化為co的反響的進行，所以適當(dāng)增大水醇比n(h2o)n(ch3oh)對甲醇水蒸氣重整制氫的好處為：提高甲醇的利用率，有利于抑制co的生成；主反響為：ch3oh(g)h2o(g)co2(g)3h2(g)，n(h2o)n(ch3oh)11的原料氣充入恒容密閉容器中，初始壓強為p1，反響到達平衡時總壓強為p2，ch3oh(g)h2o(g)co2(g)3h2(g)初始壓強0.5p10.5p1轉(zhuǎn)化壓強 p p p 3p平衡

14、壓強 0.5p1p 0.5p1p p 3p所以可得p2(0.5p1p)(0.5p1p)p3pp12p，故p，那么平衡時甲醇的轉(zhuǎn)化率為×100%×100%(1)×100%。(2)根據(jù)v逆k·c(co)·c3(h2)，由表中數(shù)據(jù)，cmol3·l3，那么c20.2 (mol·l1)，所以k 1.2×104 (l3·mol3·min1)；反響為氣體分子數(shù)增多的反響，隨著反響的進行，體系壓強增大，增大壓強不利于反響正向進行，所以壓強p1大于p2；m、n都處于平衡狀態(tài)，該點的正反響速率等于逆反響速率。由于溫

15、度：m>n，壓強：m>n，升高溫度或增大壓強都會使化學(xué)反響速率加快，因此n點v正<m點v逆；ch4(g)h2o(g)co(g)3h2(g)起始/mol 33 00轉(zhuǎn)化/mol x x x 3x平衡/mol 3x 3x x 3x所以可得60%，解得x2，所以平衡時c(ch4) mol·l1，c(h2o) mol·l1，c(co) mol·l1，c(h2)2 mol·l1，那么化學(xué)平衡常數(shù)為k48 mol2/l2；假設(shè)平衡后再向容器中參加1 mol ch4和1 mol co，那么c(ch4) mol·l1，c(co)1 mol&#

16、183;l1，qc<k，所以化學(xué)平衡正向移動直至到達化學(xué)平衡。答案：(1)ch3oh(g)co(g)2h2(g)h90 kj·mol1升高溫度提高甲醇的利用率、有利于抑制co的生成或抑制副反響發(fā)生×100%(2)1.2×104大于小于48 mol2/l2正反響方向4(2022·韶關(guān)調(diào)研)甲醇是一種可再生能源，由co2制備甲醇的過程可能涉及的反響如下：反響：co2(g)3h2(g)ch3oh(g)h2o(g)h149.58 kj·mol1反響：co2(g)h2(g)co(g)h2o(g)h2反響：co(g)2h2(g)ch3oh(g) h3

17、90.77 kj·mol1答復(fù)以下問題：(1)反響的h2_，假設(shè)反響、平衡常數(shù)分別為k1、k2、k3，那么k2_(用k1、k3表示)。(2)反響自發(fā)進行條件是_(填“較低溫度、“較高溫度或“任何溫度)。(3)在一定條件下2 l恒容密閉容器中充入3 mol h2和1.5 mol co2，僅發(fā)生反響，實驗測得不同反響溫度與體系中co2的平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系，如下表所示。溫度()500tco2的平衡轉(zhuǎn)化率60%40%t_500 (填“>“<或“)。溫度為500 時，該反響10 min時到達平衡。用h2表示該反響的反響速率v(h2)_；該溫度下，反響的平衡常數(shù)k_l2/mol2。(4

18、)由co2制備甲醇還需要氫氣。工業(yè)上用電解法制取na2feo4，同時獲得氫氣：fe2h2o2ohfeo3h2，工作原理如下圖。電解一段時間后，c(oh)降低的區(qū)域在_ (填“陰極室或“陽極室)；該室發(fā)生的電極反響式為：_。解析：(1)由題所給的反響依據(jù)蓋斯定律可得：，h2h1h349.58 kj·mol190.77 kj·mol141.19 kj·mol1，反響的為反響和的差，所以反響平衡常數(shù)為：k2。(2)當(dāng)ghts<0時，反響能夠自發(fā)進行，該反響的s<0、h<0，當(dāng)溫度較低時，反響能夠自發(fā)進行。(3)反響的正反響是放熱反響，所以升高溫度二氧化碳的轉(zhuǎn)化率減小，那么溫度越低轉(zhuǎn)化率越大，即t高于500 ；co2的變化量為1.5 mol×60%0.9 molco2(g)3h2(g)ch3oh(g)h2o(g)初始量： 1.5 mol3 mol0 0 變化量： 0.9 mol 2.7 mol 0.9 mol 0.9 mo