高中化學(xué)考前三個(gè)月專項(xiàng)復(fù)習(xí)課件題型三真題調(diào)研

真題調(diào)研題型三化學(xué)反應(yīng)原理綜合題的研究桐山萬(wàn)里丹山路，雄風(fēng)清于老風(fēng)聲滄海可填山可移，男兒志氣當(dāng)如斯。莫為一身之謀，而有天下之志。得意時(shí)應(yīng)善待他人，因?yàn)槟闶б鈺r(shí)會(huì)需要他們。有志者能使石頭長(zhǎng)出青草來(lái)。得意時(shí)應(yīng)善待他人，因?yàn)槟闶б鈺r(shí)會(huì)需要他們。胸?zé)o大志，枉活一世。人生志氣立，所貴功業(yè)昌。滄?？商钌娇梢?，男兒志氣當(dāng)如斯。強(qiáng)行者有志。1.(2020·全國(guó)卷Ⅰ，28)硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品，接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是SO2的催化氧化：

ΔH＝－98kJ·mol－1?；卮鹣铝袉?wèn)題：1234(1)釩催化劑參與反應(yīng)的能量變化如圖(a)所示，V2O5(s)與SO2(g)反應(yīng)生成VOSO4(s)和V2O4(s)的熱化學(xué)方程式為：_________________________________________________________。＋V2O4(s)

ΔH＝－351kJ·mol－1解析據(jù)圖(a)寫(xiě)出熱化學(xué)方程式：①V2O4(s)＋2SO3(g)===2VOSO4(s)

ΔH1＝－399kJ·mol－1；②V2O4(s)＋SO3(g)===V2O5(s)＋SO2(g)

ΔH2＝

－24kJ·mol－1，由①－②×2可得：2V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s)

ΔH＝ΔH1－2ΔH2＝(－399kJ·mol－1)－(－24kJ·mol－1)×2＝

－351kJ·mol－1。1234_______________________________________________________________。影響α的因素有__________________________________________。(2)當(dāng)SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%時(shí)，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強(qiáng)下，SO2平衡轉(zhuǎn)化率α隨溫度的變化如圖(b)所示。反應(yīng)在5.0MPa、550℃時(shí)的α＝_______，判斷的依據(jù)是__________12340.975該反應(yīng)氣體分子數(shù)減少，增大壓強(qiáng)，α提高。5.0MPa＞2.5MPa＝p2，所以p1＝5.0MPa反應(yīng)物(N2和O2)的起始濃度(組成)、溫度、壓強(qiáng)1234解析反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的正反應(yīng)是氣體總分子數(shù)減少的放熱反應(yīng)，其他條件相同時(shí)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，SO2平衡轉(zhuǎn)化率增大，則圖中p1＝5.0MPa，p3＝0.5MPa。由圖可知，反應(yīng)在5.0MPa、550℃時(shí)SO2的平衡轉(zhuǎn)化率α＝0.975。溫度、壓強(qiáng)和反應(yīng)物的起始濃度(組成)都會(huì)影響SO2的平衡轉(zhuǎn)化率α，溫度一定時(shí)，壓強(qiáng)越大，α越大；壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度越高，α越小。(3)將組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的氣體通入反應(yīng)器，在溫度t、壓強(qiáng)p條件下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時(shí)，若SO2轉(zhuǎn)化率為α，則SO3壓強(qiáng)為_(kāi)________，平衡常數(shù)Kp＝__________________(以分壓表示，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。1234解析假設(shè)原氣體的物質(zhì)的量為100mol，則SO2、O2和N2的物質(zhì)的量分別為2mmol，mmol和qmol，2m＋m＋q＝100，利用“三段式法”計(jì)算：1234

SO2(g)

＋

O2(g)

SO3(g)起始量/mol2m

m

0轉(zhuǎn)化量/mol2mα

mα

2mα平衡量/mol2m×(1－α)

m×(1－α)2mα平衡時(shí)混合氣體的總物質(zhì)的量為2m×(1－α)mol＋m×(1－α)mol＋2mαmol＋qmol＝(3m－mα＋q)mol，才自清明志自高。志當(dāng)存高遠(yuǎn)。寄言燕雀莫相唣，自有云霄萬(wàn)里高。有志始知蓬萊近，無(wú)為總覺(jué)咫尺遠(yuǎn)。志之所趨，無(wú)遠(yuǎn)勿屆，窮山復(fù)海不能限也;志之所向，無(wú)堅(jiān)不摧。有志者能使石頭長(zhǎng)出青草來(lái)。壯志與毅力是事業(yè)的雙翼。魚(yú)跳龍門(mén)往上游。少年心事當(dāng)拿云。有志始知蓬萊近，無(wú)為總覺(jué)咫尺遠(yuǎn)。志之所趨，無(wú)遠(yuǎn)勿屆，窮山復(fù)海不能限也;志之所向，無(wú)堅(jiān)不摧。人生不得行胸懷，雖壽百歲猶為無(wú)也。自信是成功的第一秘訣一個(gè)人如果胸?zé)o大志，既使再有壯麗的舉動(dòng)也稱不上是偉人。窮人的孩子早當(dāng)家。豈能盡如人意,但求無(wú)愧我心.人無(wú)志向，和迷途的盲人一樣。誰(shuí)不向前看，誰(shuí)就會(huì)面臨許多困難。石看紋理山看脈，人看志氣樹(shù)看材。胸有凌云志，無(wú)高不可攀。1234______________________________________________________________________。k增大對(duì)v的提高大于α引起的降低；當(dāng)t＞tm，k增大對(duì)v的提高小于α引起的降低(4)研究表明，SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程為：v＝k(－1)0.8(1－nα′)。式中：k為反應(yīng)速率常數(shù)，隨溫度t升高而增大；α為SO2平衡轉(zhuǎn)化率，α′為某時(shí)刻SO2轉(zhuǎn)化率，n為常數(shù)。在α′＝0.90時(shí)，將一系列溫度下的k、α值代入上述速率方程，得到v～t曲線，如圖(c)所示。1234曲線上v最大值所對(duì)應(yīng)溫度稱為該α′下反應(yīng)的最適宜溫度tm。t<tm時(shí)，v逐漸提高；t>tm后，v逐漸下降。原因是_____________________________________________________________升高溫度，k增大使v逐漸提高，但α降低使v逐漸下降。當(dāng)t＜tm，1234解析在α′＝0.90時(shí)，SO2催化氧化的反應(yīng)速率為v＝k(－1)0.8·(1－0.90n)。升高溫度，k增大使v逐漸提高，但α降低使v逐漸下降。t＜tm時(shí)，k增大對(duì)v的提高大于α引起的降低；t＞tm后，k增大對(duì)v的提高小于α引起的降低。2.(2020·全國(guó)卷Ⅱ，28)天然氣的主要成分為CH4，一般還含有C2H6等烴類，是重要的燃料和化工原料。(1)乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應(yīng)：C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)

ΔH1，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表所示：1234物質(zhì)C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃燒熱ΔH/(kJ·mol－1)－1560－1411－286①ΔH1＝______kJ·mol－1。＋137解析先寫(xiě)出三種氣體的燃燒熱的熱化學(xué)方程式，然后根據(jù)蓋斯定律，ΔH1＝－1560kJ·mol－1－(－1411kJ·mol－1)－(－286kJ·mol－1)＝＋137kJ·mol－1。②提高該反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的方法有__________、__________________。1234升高溫度減小壓強(qiáng)(增大體積)解析C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)

ΔH1＝＋137kJ·mol－1是一個(gè)氣體分子數(shù)增大的吸熱反應(yīng)，要提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，可以采取升高溫度、減小壓強(qiáng)(增大體積)等措施。③容器中通入等物質(zhì)的量的乙烷和氫氣，在等壓下(p)發(fā)生上述反應(yīng)，乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率為α。反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝_______________(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。1234解析設(shè)容器中通入的乙烷和氫氣均為1mol，則：

C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)

n(總)初始量/mol

1

0

1轉(zhuǎn)化量/mol

α

α

α平衡量/mol

1－α

α

1＋α

2＋α1234(2)高溫下，甲烷生成乙烷的反應(yīng)如下：2CH4C2H6＋H2。反應(yīng)在初期階段的速率方程為：r＝k×，其中k為反應(yīng)速率常數(shù)。①設(shè)反應(yīng)開(kāi)始時(shí)的反應(yīng)速率為r1，甲烷的轉(zhuǎn)化率為α?xí)r的反應(yīng)速率為r2，則r2＝______r1。1234(1－α)解析甲烷的轉(zhuǎn)化率為α?xí)r，

＝(1－α)，則

＝

＝1－α，即r2＝(1－α)r1。②對(duì)于處于初期階段的該反應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是______。A.增加甲烷濃度，r增大

B.增加H2濃度，r增大C.乙烷的生成速率逐漸增大

D.降低反應(yīng)溫度，k減小1234AD解析A對(duì)，由速率方程知，甲烷的濃度越大，反應(yīng)越快；B錯(cuò)，H2的濃度大小不影響反應(yīng)速率；C錯(cuò)，反應(yīng)過(guò)程中

逐漸減小，故C2H6的生成速率逐漸減??；D對(duì)，降低反應(yīng)溫度，反應(yīng)速率減小，故k減小。(3)CH4和CO2都是比較穩(wěn)定的分子，科學(xué)家利用電化學(xué)裝置實(shí)現(xiàn)兩種分子的耦合轉(zhuǎn)化，其原理如圖所示：1234①陰極上的反應(yīng)式為_(kāi)____________________。CO2＋2e－===CO＋O2－解析由圖示可知，陰極上CO2―→CO，且固體電解質(zhì)能傳導(dǎo)O2－，則陰極反應(yīng)式為CO2＋2e－===CO＋O2－。②若生成的乙烯和乙烷的體積比為2∶1，則消耗的CH4和CO2體積比為_(kāi)_____。12346∶5解析假設(shè)生成的乙烯和乙烷的物質(zhì)的量分別為2mol和1mol，由4CH4―→2C2H4＋4H2、2CH4―→C2H6＋H2知，生成2mol乙烯和1mol乙烷時(shí)，共脫去5molH2，轉(zhuǎn)移10mole－，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)目守恒可知，此時(shí)消耗的CO2為5mol，消耗的CH4為6mol，即消耗的CH4和CO2的體積比為6∶5。3.(2020·全國(guó)卷Ⅲ，28)二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)CO2催化加氫生成乙烯和水的反應(yīng)中，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比n(C2H4)∶n(H2O)＝______。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，若增大壓強(qiáng)，則n(C2H4)______(填“變大”“變小”或“不變”)。12341∶4變大解析CO2催化加氫生成乙烯和水的化學(xué)方程式為2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比n(C2H4)∶n(H2O)＝1∶4，該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡右移，則n(C2H4)變大。(2)理論計(jì)算表明，原料初始組成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在體系壓強(qiáng)為0.1MPa，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，四種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x隨溫度T的變化如圖所示。1234圖中，表示C2H4、CO2變化的曲線分別是____、____。CO2催化加氫合成C2H4反應(yīng)的ΔH_____0(填“大于”或“小于”)。dc小于解析由平衡圖像知，390K時(shí)四種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之比滿足1∶3的是c曲線和a曲線，物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之比滿足1∶4的是d曲線和b曲線，結(jié)合反應(yīng)方程式2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)和原始投料n(CO2)∶n(H2)＝1∶3可得，曲線c1234表示CO2，曲線a表示H2，曲線d表示C2H4，曲線b表示H2O；由圖像的變化趨勢(shì)可知，升高溫度，曲線a、c增大，曲線b、d減小，說(shuō)明平衡左移，所以正反應(yīng)放熱，ΔH＜0。(3)根據(jù)圖中點(diǎn)A(440K,0.39)，計(jì)算該溫度時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝_____________(MPa)－3(列出計(jì)算式。以分壓表示，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。1234解析起始投料比n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，平衡時(shí)總壓為0.1MPa，結(jié)合反應(yīng)方程式可知p(CO2)∶p(H2)＝1∶3，p(C2H4)∶p(H2O)＝1∶4，由圖像可知p(H2)＝p(H2O)＝0.1×0.39，所以p(CO2)＝

×0.39。12341234(4)二氧化碳催化加氫合成乙烯反應(yīng)往往伴隨副反應(yīng)，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烴。一定溫度和壓強(qiáng)條件下，為了提高反應(yīng)速率和乙烯選擇性，應(yīng)當(dāng)_________________。1234選擇合適催化劑等解析在一定溫度和壓強(qiáng)下，為了提高反應(yīng)速率和乙烯的選擇性，減少副反應(yīng)的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)選擇合適催化劑等。4.(2020·江蘇，20)CO2/HCOOH循環(huán)在氫能的貯存/釋放、燃料電池等方面具有重要應(yīng)用。(1)CO2催化加氫。在密閉容器中，向含有催化劑的KHCO3溶液(CO2與KOH溶液反應(yīng)制得)中通入H2生成HCOO－，其離子方程式為_(kāi)____________1234____________________；其他條件不變，

轉(zhuǎn)化為HCOO－的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖1所示。反應(yīng)溫度在40℃～80℃范圍內(nèi)，

催化加氫的轉(zhuǎn)化率迅速上升，其主要原因是__________________________________________________。溫度升高反應(yīng)速率增大，溫度升高催化劑的活性增強(qiáng)1234解析H2通入含有催化劑的KHCO3溶液生成HCOO－，根據(jù)原子個(gè)數(shù)守(2)HCOOH燃料電池。研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖2所示，兩電極區(qū)間用允許K＋、H＋通過(guò)的半透膜隔開(kāi)。1234①電池負(fù)極電極反應(yīng)式為_(kāi)___________________________________；放電過(guò)程中需補(bǔ)充的物質(zhì)A為_(kāi)_______(填化學(xué)式)。HCOO－＋2OH－H2SO41234解析由圖示可知，燃料電池負(fù)極區(qū)是HCOO－―→，因在堿性條件下，故電極反應(yīng)式為HCOO－＋2OH－－2e－===＋H2O。電池正極區(qū)發(fā)生反應(yīng)：Fe3＋＋e－===Fe2＋，F(xiàn)e2＋又被通入的O2氧化為Fe3＋：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，同時(shí)還生成K2SO4，則需要補(bǔ)充的物質(zhì)A為H2SO4。②圖2所示的