（江蘇專用）高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題六 化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡及化學(xué)反應(yīng)與能量的綜合應(yīng)用能力展示-人教版高三全冊(cè)化學(xué)試題

專題六化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡及化學(xué)反應(yīng)與能量的綜合應(yīng)用【能力展示】【高考回眸】1.(2010·江蘇高考第17題)下表列出了3種燃煤煙氣脫硫方法的原理:方法Ⅰ用氨水將SO2轉(zhuǎn)化為NH4HSO3，再氧化成(NH4)2SO4方法Ⅱ用生物質(zhì)熱解氣(主要成分為CO、CH4、H2)將SO2在高溫下還原成單質(zhì)硫方法Ⅲ用Na2SO3溶液吸收SO2，再經(jīng)電解轉(zhuǎn)化為H2SO4(1)方法Ⅰ中氨水吸收燃煤煙氣中SO2的化學(xué)反應(yīng)如下:2NH3+SO2+H2O(NH4)2SO3(NH4)2SO3+SO2+H2O2NH4HSO3能提高燃煤煙氣中SO2去除率的措施有(填字母)。A.增大氨水濃度 B.升高反應(yīng)溫度C.使燃煤煙氣與氨水充分接觸 D.通入空氣使HSO3-轉(zhuǎn)化為SO42-采用方法Ⅰ脫硫，并不需要先除去燃煤煙氣中大量的CO2，原因是(用離子方程式表示)。

(2)方法Ⅱ主要發(fā)生了下列反應(yīng):2CO(g)+SO2(g)S(g)+2CO2(g)ΔH=+8.0kJ·mol-12H2(g)+SO2(g)S(g)+2H2O(g) ΔH=+90.4kJ·mol-12CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566.0kJ·mol-12H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1S(g)與O2(g)反應(yīng)生成SO2(g)的熱化學(xué)方程式為

。

(3)方法Ⅲ中用惰性電極電解NaHSO3溶液的裝置如右圖所示。陽極區(qū)放出的氣體的成分為(填化學(xué)式)。

【答案】(1)A、C(2)(3)、【解析】（1）增大氨水的濃度，可以增大單位體積的氨的量，可以吸收更多的氨氣，A正確；充分接觸可以提高吸收率，C正確；兩個(gè)反應(yīng)為非可逆反應(yīng)，所以BD均錯(cuò)誤。（2）方法I是用氨水將SO2轉(zhuǎn)化為NH4HSO3，再氧化成(NH4)2SO4，若有CO2，則CO2與氨水反應(yīng)生成NH4HCO3，SO2可以與NH4HCO3繼續(xù)反應(yīng)生成CO2，所以不必除去。（2）第三個(gè)方程式減掉第一個(gè)方程式即可得到目標(biāo)反應(yīng)。（3）陽極水中的OH-放電生成O2，促進(jìn)水的電離平衡正向移動(dòng)，不斷生成H+，HSO3-通過陰離子交換膜移向陽極，與H+反應(yīng)生成SO2。2.(2011·江蘇高考)(1)(第16題節(jié)選)在一定條件下，SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應(yīng)為2SO2+O22SO3，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=。

(2)(第18題節(jié)選)銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電池放電時(shí)正極的Ag2O2轉(zhuǎn)化為Ag，負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4，寫出該電池反應(yīng)方程式為：。(3)(第20題節(jié)選)氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲(chǔ)存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.2kJ·mol-1CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.4kJ·mol-12H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH=+169.8kJ·mol-1以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為?！敬鸢浮?(1)(2)Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O2K2Zn(OH)4+2Ag(3)CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)ΔH=+165.0kJ·mol-1【解析】（2）根據(jù)得失電子守恒，確定2molZn和1molAg2O2反應(yīng)，2Zn+4KOH2K2Zn(OH)4,少4OH-；Ag2O22Ag，多2O+2H2O4OH-。（3）運(yùn)用蓋斯定律，第一個(gè)方程式乘2減去第二個(gè)方程式就可以得到目標(biāo)反應(yīng)。3.(2012·江蘇高考)(1)(第16題節(jié)選)一定條件下，NO與NO2存在下列反應(yīng):NO(g)+NO2(g)N2O3(g)，其平衡常數(shù)表達(dá)式為K=。

(2)(第20題節(jié)選)鋁是地殼中含量最高的金屬元素，其單質(zhì)及合金在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用日趨廣泛。①真空碳熱還原氯化法可實(shí)現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁，其相關(guān)的熱化學(xué)方程式如下:Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)3AlCl(g)+3CO(g)ΔH=akJ·mol-13AlCl(g)2Al(l)+AlCl3(g) ΔH=bkJ·mol-1反應(yīng)Al2O3(s)+3C(s)2Al(l)+3CO(g)的ΔH=(用含a、b的代數(shù)式表示)kJ·mol-1。

②鋁電池性能優(yōu)越，AlAgO電池可用作水下動(dòng)力電源，其原理如右圖所示。該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

【答案】(1)(2)①a+b②2Al+3AgO+2NaOH2NaAlO2+3Ag+H2O【解析】（2）根據(jù)蓋斯定律，兩個(gè)方程式直接相加就可以得到目標(biāo)反應(yīng)。（3）根據(jù)圖示，可知，負(fù)極Al變成NaAlO2，正極AgO轉(zhuǎn)化為Ag，根據(jù)元素守恒NaOH做反應(yīng)物，同時(shí)生成H2O，根據(jù)得失電子守恒配平方程式即可。4.(2013江蘇高考第20題節(jié)選)磷是地殼中含量較為豐富的非金屬元素,主要以難溶于水的磷酸鹽如Ca3(PO4)2等形式存在。它的單質(zhì)和化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定條件下反應(yīng)獲得。相關(guān)熱化學(xué)方程式如下:2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)6CaO(s)+P4(s)+10CO(g)ΔH1=+3359.26kJ·mol-1CaO(s)+SiO2(s)CaSiO3(s)ΔH2=-89.61kJ·mol-12Ca3(PO4)2(s)+6SiO2(s)+10C(s)6CaSiO3(s)+P4(s)+10CO(g)ΔH3則ΔH3=kJ·mol-1。

【答案】2821.6【解析】根據(jù)蓋斯定律，第一個(gè)方程式+第二個(gè)方程式×6即可得到目標(biāo)反應(yīng)。5.(2014江蘇高考)（1）（第20題節(jié)選)硫化氫的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護(hù)的重要研究課題。由硫化氫獲得硫單質(zhì)有多種方法。①將燒堿吸收H2S后的溶液加入到如圖甲所示的電解池的陽極區(qū)進(jìn)行電解。電解過程中陽極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng):S2--2e-S(n-1)S+S2-寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式:。

②H2S在高溫下分解生成硫蒸氣和H2。若反應(yīng)在不同溫度下達(dá)到平衡時(shí),混合氣體中各組分的體積分?jǐn)?shù)如圖丙所示,H2S在高溫下分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

（2）（第21題B改編）稱取一定量已除去油污的廢鐵屑,加入稍過量的稀硫酸,加入稍過量的稀硫酸,加熱、攪拌,反應(yīng)一段時(shí)間后過濾。反應(yīng)加熱的目的是。

加入過量稀硫酸的目的是、。【答案】(1)2H2O+2e-H2↑+2OH-（或2H++2e-=H2↑）(2)2H2S2H2+S2（3）加快鐵與稀硫酸反應(yīng)速率使鐵粉充分反應(yīng)抑制Fe2+的水解?！窘馕觥?1)陰極是陽離子放電,鈉離子和氫離子競(jìng)爭(zhēng),最終是氫離子放電生成氫氣;(2)根據(jù)圖示可知,分解達(dá)到平衡過程中,一種產(chǎn)物的體積分?jǐn)?shù)由5%變化到20%,變化量為15%,另一種產(chǎn)物由10%轉(zhuǎn)化為40%,變化量為30%,故一種產(chǎn)物的物質(zhì)的量是另一種產(chǎn)物的2倍,再結(jié)合原子守恒,可知另一種產(chǎn)物為S2。（3）鐵屑與稀硫酸反應(yīng)中，加入稍過量的稀硫酸，一方面是保證鐵屑充分反應(yīng)，另一方面過量的稀硫酸可以抑制硫酸亞鐵的水解。[考題分析]年份知識(shí)點(diǎn)分值2010熱化學(xué)方程式書寫2平衡原理應(yīng)用4電解池產(chǎn)物判斷22011熱化學(xué)方程式書寫2平衡常數(shù)表達(dá)式書寫2原電池方程式書寫22012反應(yīng)熱計(jì)算2平衡常數(shù)表達(dá)式書寫2原電池方程式書寫22013反應(yīng)熱計(jì)算22014電解池電極反應(yīng)式書寫2平衡計(jì)算2[備考策略]近幾年高考這部分內(nèi)容的熱門考點(diǎn)有：1.原電池、電解池電極反應(yīng)式或者化學(xué)方程式的書寫；2.熱化學(xué)方程式書寫或者反應(yīng)熱的計(jì)算；3．平衡原理的應(yīng)用；4．平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫我們?cè)趶?fù)習(xí)中還需要關(guān)注的考點(diǎn)有：1.化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算以及影響因素分析；2.化學(xué)平衡狀態(tài)的特征3.濃度、溫度、壓強(qiáng)等對(duì)化學(xué)平衡的影響；4.平衡常數(shù)的計(jì)算及其運(yùn)用；5.平衡圖像的分析【高考前沿】1.（2014常州一模）研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的測(cè)量及處理具有重要意義。(1)I2O5可使H2S、CO、HCl等氧化,常用于定量測(cè)定CO的含量。已知:2I2(s)+5O2(g)2I2O5(s)ΔH=-75.56kJ·mol-12CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH=-566.0kJ·mol-1寫出CO(g)與I2O5(s)反應(yīng)生成I2(s)和CO2(g)的熱化學(xué)方程式:。

(2)降低汽車尾氣的方法之一是在排氣管上安裝催化轉(zhuǎn)化器,發(fā)生如下反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH<0①該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=。

②一定條件下,將體積比為1∶2的NO、CO氣體置于恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(填字母)。

a.體系壓強(qiáng)保持不變b.混合氣體顏色保持不變c.N2和CO2的體積比保持不變d.每生成1molN2的同時(shí)生成2molNO③若在一定溫度下,將2molNO、1molCO充入1L固定容積的容器中,反應(yīng)過程中各物質(zhì)的濃度變化如下圖所示。若保持溫度不變,20min時(shí)再向容器中充入CO、N2各0.6mol,平衡將(填“向左”、“向右”或“不”)移動(dòng)。20min時(shí),若改變反應(yīng)條件,導(dǎo)致N2濃度發(fā)生如右圖所示的變化,則改變的條件可能是(填字母)。

a.加入催化劑b.降低溫度c.增加CO2的量(3)電化學(xué)降解NO3-的原理如下圖所示。電源正極為(填“A”或“B”)極,陰極反應(yīng)式為。

【答案】 (1)5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)ΔH=-1377.22kJ·mol-1(2)①c(N2)c(CO2)2/[c(CO)2c(NO)2]②ad③不(3)①A2NO3-+12H++10e-N2↑+6H2O【解析】(1)將第二個(gè)熱化學(xué)方程式×5減去第一個(gè)熱化學(xué)方程式后再除以2,即得到目標(biāo)熱化學(xué)方程式為5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)ΔH=-1377.22kJ·mol-1。(2)②由于反應(yīng)前后氣體體積不相等,故壓強(qiáng)不變時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),a能說明；混合體系中的四種氣體都是無色,故顏色不變不能作為判斷達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志,b不能說明；若平衡是從反應(yīng)物端建立,無論是否達(dá)到平衡,體系中的N2和CO2體積比恒為1∶2,c不能說明；根據(jù)化學(xué)方程式可知,每生成1molN2的同時(shí)消耗2molNO,反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),d能說明。③由表中數(shù)據(jù)可知該反應(yīng)的平衡常數(shù)K==0.035,當(dāng)再充入CO、N2各0.6mol時(shí)Qc===K,故平衡不移動(dòng)；由圖示可看出,改變條件后N2濃度增大,而加入催化劑只能加快反應(yīng)速率而不能使平衡移動(dòng),N2濃度不變；該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),故降低溫度可使平衡正向移動(dòng),N2增大；增加CO2的量,使平衡逆向移動(dòng),N2濃度減小,故改變的條件只能是降低溫度。(3)根據(jù)右側(cè)電池中NO3-→N2可知,該過程中N元素化合價(jià)降低,得電子,是電解池的陰極,電極反應(yīng)式為2NO3-+12H++10e-N2+6H2O;B電極為電源的負(fù)極,A電極為電源的正極。2.（2014蘇錫常二模節(jié)選）研究和深度開發(fā)CO、CO2的應(yīng)用對(duì)構(gòu)建生態(tài)文明社會(huì)具有重要的意義。(1)CO可用于煉鐵,已知:Fe2O3(s)+3C(s)2Fe(s)+3CO(g)ΔH1=+489.0kJ·mol-1,C(s)+CO2(g)2CO(g)ΔH2=+172.5kJ·mol-1則CO還原Fe2O3(s)的熱化學(xué)方程式為。

(2)分離高爐煤氣得到的CO與空氣可設(shè)計(jì)成燃料電池(以KOH溶液為電解液)。寫出該電池的負(fù)極反應(yīng)式:。(3)CO2和H2充入一定體積的密閉容器中,在兩種溫度下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。 測(cè)得CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化見圖1。①曲線Ⅰ、Ⅱ?qū)?yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為KⅠ(填“>”、“=”或“<”)KⅡ。

②一定溫度下,在容積相同且固定的兩個(gè)密閉容器中,按如下方式加入反應(yīng)物,一段時(shí)間后達(dá)到平衡。容器甲乙反應(yīng)物投入量1molCO2、3molH2amolCO2、bmolH2、cmolCH3OH(g)、cmolH2O(g)若甲中平衡后氣體的壓強(qiáng)為開始的0.8倍,要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分?jǐn)?shù)相等,且起始時(shí)維持化學(xué)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,則c的取值范圍為。

(4)利用光能和光催化劑,可將CO2和H2O(g)轉(zhuǎn)化為CH4和O2。紫外光照射時(shí),在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,CH4產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化見圖2。在015h內(nèi),CH4的平均生成速率Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ從大到小的順序?yàn)?填序號(hào))。

圖2圖3(5)以TiO2/Cu2Al2O4為催化劑,可以將CO2和CH4直接轉(zhuǎn)化成乙酸。在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率的關(guān)系見圖3。乙酸的生成速率主要取決于溫度影響的范圍是?！敬鸢浮?1)Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=-28.5kJ·mol-1(2)CO+4OH--2e-CO32-+2H2O(3)①>②0.4<c≤1(4)Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ(5)300~400℃【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)Ⅰ-反應(yīng)Ⅱ×3,ΔH=ΔH1-3ΔH2=-28.5kJ·mol-1。(2)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),堿性條件下,CO的氧化產(chǎn)物以CO32-形式呈現(xiàn)。(3)①從曲線可知Ⅱ的溫度高,升高溫度,平衡逆向移動(dòng),結(jié)合化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式可知KⅠ>KⅡ;②三段式計(jì)算:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)起始/mol: 1 3 0 0轉(zhuǎn)化/mol: x 3x x x平衡/mol:1-x3-3x x x1-x+3-3x+x+x=4×0.8,則x=0.4，即甲容器中平衡后，甲醇的物質(zhì)的量為0.4mol，要使平衡后乙容器與甲容器中相同組分的體積分?jǐn)?shù)相等，起始時(shí)維持化學(xué)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，所以c的最大值是1，且>0.4,則c的取值范圍為0.4<c≤1。(4)相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量越高,則速率越快。(5)300~400℃時(shí)，乙酸的生成速率逐漸增大3.(2014鎮(zhèn)江一模節(jié)選)污染與環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為現(xiàn)在我國最熱門的一個(gè)課題,污染分為空氣污染、水污染、土壤污染等。(1)為了減少空氣中SO2的排放,常采取的措施有:①將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。已知:H2(g)+O2(g)H2O(g)ΔH1=-241.8kJ·mol-1C(s)+O2(g)CO(g) ΔH2=-110.5kJ·mol-1寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:。

該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=。

②洗滌含SO2的煙氣,以下物質(zhì)可作洗滌劑的是(填字母)。

a.Ca(OH)2b.CaCl2c.Na2CO3d.NaHSO(2)為了減少空氣中的CO2,目前捕碳技術(shù)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用,捕碳劑常用(NH4)2CO3,反應(yīng)為：(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq)ΔH3。為研究溫度對(duì)(NH4)2CO3捕獲CO2效率的影響,在某溫度T1下,將一定量的(NH4)2CO3溶液置于密閉容器中,并充入一定量的CO2氣體(用氮?dú)庾鳛橄♂寗?,在t時(shí)刻,測(cè)得容器中CO2氣體的濃度。然后分別在溫度為T2、T3、T4、T5下,保持其他初始實(shí)驗(yàn)條件不變,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),經(jīng)過相同時(shí)間測(cè)得CO2氣體濃度,其關(guān)系如右圖,則:①ΔH3(填“>”、“=”或“<”)0。

②在T4-T5這個(gè)溫度區(qū)間,容器內(nèi)CO2氣體濃度變化趨勢(shì)的原因是。(3)（2014泰州一模節(jié)選）H2S是一種無色、有毒且有惡臭味的氣體。煤的低溫焦化,含硫石油開采、提煉,橡膠、制革、染料、制糖等工業(yè)中都有H2S產(chǎn)生。有研究組設(shè)計(jì)了一種硫化氫-空氣燃料電池,總反應(yīng)為2H2S+O22S↓+2H2O,簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)如右圖所示。①硫化氫應(yīng)通入到電極(填“a”或“b”)。

②b極發(fā)生的電極反應(yīng)為

?！敬鸢浮?．(1)①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJ·mol-1K=c(CO)c(H2)/c(H2O)②ac(2)①<②T4-T5反應(yīng)達(dá)平衡,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),隨著溫度的升高,平衡逆向移動(dòng),CO2的吸收效率降低(或NH4HCO3部分分解)(3)①b②H2S+O2-—2e-S↓+H2O【解析】(1)①將第二個(gè)熱化學(xué)方程式減去第一個(gè)熱化學(xué)方程式即可得到目標(biāo)熱化學(xué)方程式:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJ·mol-1;②SO2溶于水后得到的亞硫酸(H2SO3)是一種中強(qiáng)酸,酸性強(qiáng)于碳酸,故可以用堿Ca(OH)2和鹽Na2CO3來洗滌煙氣。(2)由圖像可看出,在溫度小于T3時(shí),反應(yīng)未達(dá)到平衡,CO2濃度在持續(xù)減小,當(dāng)溫度高于T3后,隨著溫度的升高,CO2的濃度增大,說明升高溫度后捕碳反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng),故該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(3)根據(jù)圖中電子的流向(電子從b電極流出)可知,電極b上失電子,結(jié)合反應(yīng)的化學(xué)方程式可知,H2S在反應(yīng)中失電子,故硫化氫應(yīng)通入到電極b上;由于導(dǎo)電的離子是O2-,故在b電極上H2S失電子生成單質(zhì)硫的同時(shí)結(jié)合O2-生成水,電極反應(yīng)式為H2S-2e-+O2-S↓+H2O。4．（2014蘇北四市期末調(diào)研測(cè)試節(jié)選）氫氣是清潔的能源，也是重要的化工原料。（1）以H2為原料制取氨氣進(jìn)而合成CO(NH2)2的反應(yīng)如下：N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g)△H＝―92.40kJ·mol－2NH3(g)＋CO2(g)＝NH2CO2NH4(s)△H＝―159.47kJ·mol－NH2CO2NH4(s)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(l)△H＝＋72.49kJ·mol－則N2(g)、H2(g)與CO2(g)反應(yīng)生成CO(NH2)2(s)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式為。（2）已知H2S高溫?zé)岱纸庵艸2的反應(yīng)為：H2S(g)H2(g)＋1/2S2(g)在恒容密閉容器中，控制不同溫度進(jìn)行H2S的分解實(shí)驗(yàn)：以H2S的起始濃度均為cmol·L－1測(cè)定H2S的轉(zhuǎn)化率，結(jié)果如右下圖所示。圖中a為H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系曲線，b曲