2024年高考化學重點題型練習：化學反應原理的綜合應用

1.氮及其化合物的轉(zhuǎn)化過程如圖所示。下列分析合理的是

A.催化劑a表面發(fā)生了極性共價鍵的斷裂和形成

B.W與乩反應生成NHL的原子利用率為100%

C.在催化劑b表面形成氮氧鍵時，不涉及電子轉(zhuǎn)移

D.催化劑a、b能提高反應的平衡轉(zhuǎn)化率

【答案】B

【詳解】A.催化劑A表面是氮氣與氫氣生成氨氣的過程，發(fā)生的是同種元素之間非極性共價鍵

的斷裂，A項錯誤；

B.M與匕在催化劑a作用下反應生成NH?屬于化合反應，無副產(chǎn)物生成，其原子利用率為100%,

B項正確；

C.在催化劑b表面形成氮氧鍵時，氨氣轉(zhuǎn)化為NO,N元素化合價由-3價升高到+2價，失去

電子，C項錯誤；

D.催化劑a、b只改變化學反應速率，不能提高反應的平衡轉(zhuǎn)化率，D項錯誤。

2.乙烯氣相直接水合反應制備乙醇CH4(g)+H2(D(g)=C2HQH9)。乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、

壓強的變化關系如下(起始時，n(H2O)=n(C2H,.)=lmol,容器體積為1L)0

下列分析不正確的是

A.乙烯氣相直接水合反應的AH<0

B.圖中壓強的大小關系為：P1>P2>p3

C.圖中a點對應的平衡常數(shù)K

16

D.達到平衡狀態(tài)a、b所需要的時間：a>b

【答案】B

【分析】依據(jù)圖像分析，在同一個壓強下，隨著溫度的升高，乙烯平衡轉(zhuǎn)化率降低，不利于平

衡向正反應方向進行，可知該反應正方向為放熱反應；根據(jù)C2H4(g)+HQ(g)=C2HQH(g)可知,

該反應是氣體分子數(shù)減小的體系，再結(jié)合平衡常數(shù)表達式及壓強與溫度對速率與平衡的影響作

答。

【詳解】A.根據(jù)上述分析可知，乙烯氣相直接水合反應為放熱反應，即AHvO,A項正確；

B.由方程式C2H<g)+H2O(g)=C2H50H(g)可知該反應的正反應是氣體分子數(shù)減小的反應，所以

增大壓強，平衡正向移動，乙烯的轉(zhuǎn)化率提高，因此壓強關系是：5<p2Vp3<P*B項錯誤；

C.根據(jù)圖示可知，起始時，n(H2(3)=n(C2H容器體積為1L,a點乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率

為20%,則轉(zhuǎn)化的乙烯的物質(zhì)的量濃度為0.2mol/L,則：C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)

開始(mol/L)110

轉(zhuǎn)化(mol/L)0.20.20.2

平衡(mol/L)0.80.80.2

項正確；

所以仁旃浣低近4C

D.增大壓強,化學反應速率會加快.則反應達到平衡的時間會縮短，由卜述分析可知，p2<p3.

因此達到平衡狀態(tài)a、b所需要的時間：a>b,D項正確。

3.二氧化硫是危害最為嚴重的大氣污染物之一,它主要來自化石燃料的燃燒，研究CO催化還原

SQ的適宜條件,在燃煤電廠的煙氣脫硫中具有重要價值。

I.從熱力學角度研究反應

產(chǎn)1

(1)C(s)+O2(g)—CO2(g)-393.5kJmol'

二+1

CG2(g)+C(s)—2CO(g)172.5kJ-mol-

△%二4

S(s)+O2(g)^SO2(g)-296.0kJmol

寫出CO還原SO?的熱化學方程式:o

(2)關于C。還原S5的反應，下列說法正確的是____o

A.在恒溫恒容條件下若反應體系壓強不變則反應已達到平衡狀態(tài)

B.平衡狀態(tài)時,2i/正(CO)二憶逆(S0?)

C.其他條件不變增大SO2的濃度C。的平衡轉(zhuǎn)化率增大

D.在恒溫恒壓的容器中向達到平衡狀態(tài)的體系中充入N3sd的平衡轉(zhuǎn)化率不變

II.NCX的排放主要來自于汽車尾氣，包含NO2和NO,有人提出用活性炭對NO,進行吸附,

發(fā)生反應如下：

反應

a：C⑸+2NO(g)0N2(g)+CO2(g)-34.0kJ/mol

反應b：2c(s)+2NC)2(g)：5=±N式g)+2COKg)\H=-64.2kJ/mol

(3)對于反應a,在T】C。時，借助傳感器測得反應在不同時間點上各物質(zhì)的濃度如下：

時間(min)

01020304050

濃度(moll?)

NO1.000.580.400.400.480.48

N200.210.300.300.360.36

①0?lOmin內(nèi)，NO的平均反應速率v(NO)=當升高反應溫度，該反應的平衡常數(shù)

K(選填“增大”、“減小”或“不變”)。

②30min后，只改變某一條件，反應重新達到平衡；根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是

(2)A、根據(jù)反應方程式，硫為固體，其余為氣體，反應前后氣體分子數(shù)之和不相等，因此

當壓強不再改變，說明反應達到平衡，故A正確；

B、不同物質(zhì)的速率表示達到平衡，要求反應的方向一正一逆，且反應速率之比等于系數(shù)之比，

即v正(CO)=2V逆(SO2),故B錯誤;

C、其他條件不變，增大S5的濃度，增加反應物的濃度，平衡向正反應反應移動，C。的轉(zhuǎn)

化率增大，故C正確；

D、恒溫恒壓下，通入非反應氣體，容器的體積增大，物質(zhì)的量濃度降低，平衡向逆反應方向

進行，S0?的轉(zhuǎn)化率的降低，故D錯誤；答案為AC；

(3)①根據(jù)反應速率數(shù)學表達式,v(NO)=(1.00-0.58)mol/L-10min=0.042mol/(Lmin)；反應

a和b都是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向進行，化學平衡常數(shù)只受溫度的影響，即

升高溫度，平衡常數(shù)K減?。?/p>

②A、活性炭為固體，加入活性炭，不影響化學平衡，故A不符合題意；

B、通入一定量的NO,NO濃度增大，平衡向正反應方向移動，M濃度增大，故B符合題意；

C、適當縮小容器的體積，所有氣體的濃度均增大，故C符合題意；

D、加入合適的催化劑，不影響化學平衡，故D不符合題意；答案為BC；

(4)①根據(jù)示意圖，1050kPa前,反應未達到平衡，隨著壓強增大，反應速率增大,NO?的

轉(zhuǎn)化率加快假設通入

；lmolNO2,2C(s)+2NO2(g)x—-N2(g)+2c5(g)

起始：100

變化：0.40.210.4

平衡：時，

0.60.20.4HOOkPaNO2

的體積分數(shù)為0.6mol/(0.6+0.2+0.4)molxl00%=50%；

②NO2的體積分數(shù)為1/2,M的體積分數(shù)為0.2mol/(0.6+0.2+0.4)mol=l/6,CO2的體積分數(shù)為

p2p(l.lxio6xi)2xl.lxio6xl(—)2x—(i)2xl

乎$----------2-----------、=或。

1/3,KP=1*.L2xl.lxl()636xi.ixi()6pa

P?(l.lxlO6xl)2(竺)21

21.24

4.(2019?山東省德州市高考聯(lián)考模擬)用化學反應原理研究N、S元素的化合物有著重要的意

義。

(1)已知：一定溫度下

『

2SO2(g)+O2(g)^2SO3(g)AHF-196.6kJmo

2NO(g)+O2(g)F=^2NO2(g)AH2=-113.8klmol"

寫出乂和〈反應生成的熱化學方程式

NOg)SOg)SO3(g)WNO(g)

(2)一定溫度下，分別向A、B容器中充入5moiNO和2.5molO2,A保持恒容，B保持恒

壓。發(fā)生反應2NO(g)+O2(g)12NC>2(g)［不考慮2NC)2(g),起始時A、B的體

積均為2Lc

①下列能說明A、B容器均達到平衡狀態(tài)的是________o

a.A、B容器的壓強均不發(fā)生變化

b.A、B容器中氣體顏色均不發(fā)生變化

c.A、B容器中氣體的密度不再發(fā)生變化

d.A、B容器中氣體的平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生變化

②一C。時，A、B容器均達到平衡狀態(tài)時，A中。2的濃度為0.則NO的轉(zhuǎn)化率為

B中反應的平衡常數(shù)(二.

(3)將一定量的Sd和5通入A容器中，測得S5的濃度隨時間變化如圖實線所示。

ZL)￡O?

儂宿液

(NH4)：SO4

■?？?/p>

①ab、be、cd三段平均反應速率最大的是_______；de段平均反應速率為.

②僅改變某一個條件，測得S5的濃度隨時間變化如圖中虛線所示，則改變的條件是

③:圖裝置可將霧霾中的N。、SOZ轉(zhuǎn)化為(NHGSO*則陰極的電極反應為o

【答案】⑴1

N02(g)+SO2(g)=SO3(g)+N0(g)△H=-4L4kJ?mol

(2)①bd②60%4.5

②加入催化劑

(3)①ab0@NO+6H*+5e=NH/+H2O

【解析】⑴①2s⑹+5(g)=2Sd(g)AHF-196.ekJmol1

1

②2N0(g)+O2(g)U2NO2(g)AH2=-113.SkJmol

根據(jù)蓋斯定律①-②得：

NO?(g)+S0?(g)=SO3(g)+N0(g)AH=-41.4kJ-mol

答案：N。(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g)△H=-4L4kJ?mo-

(2)①變量不再發(fā)生變化，證明達到了平衡；注意A保持恒容，B保持恒壓；

a.B容器的壓強是定值，不是變量，故不選a；

b.A、B容器中氣體的顏色均不發(fā)牛變化，說明Nd的濃度不在發(fā)牛變化.故選b；

c.A容器中氣體的密度是定值，不是變量，故不選c；

d.因為M=m/n,m是定值，n是變量，所以平均摩爾質(zhì)量是變量，故選d；

②列A容器中反應的三行式：

2N0(g)O2(g)2N0,(g)

c（初）2.51.250

△c1.50.751.5

c（末）10.51.5

則NO的轉(zhuǎn)化率：—x100%=60%k二」二4.5因為A、B容器溫度相同，所以平

2.512X0.5

衡常數(shù)相等；

(3)①因為單位時間內(nèi)變化越大反應速率越快，所以ab段平均反應速率最大；由段已達平

衡，故平均反應速率為0；

②對于反應前后物質(zhì)的量發(fā)生變化的反應來說，只是加快反應速率，并未影響平衡，應該是加

入催化劑；

③陰極發(fā)生的應該是化合價降低，得電子的反應，因此NO生成NHJ三步法配五①根據(jù)化

合價變化，標明轉(zhuǎn)移電子數(shù)NO+50=NH：②根據(jù)左右兩邊電荷守恒確定氫離子的位置和系數(shù)

NO+6H小田③根據(jù)原子守恒確定水分子的位置和系數(shù)NO+6H，+5e=NHj+HzO；因此

電極反應式為4

NO+6H+5e=NH/+H2O；

5.以海綿銅(CuO、Cu)為原料制備氯化亞銅(CuCI)的一種工藝流程如下。

SO2、NaCI

CuSO4溶液-----——---->CuCl沉淀

沉淀

x必出濃HNO3、稀H2s0,

海綿銅----------------

溶解。2、HO

NO----2-?HNO3、HNO-----------?HNO

吸收2電解

“溶解”過程：牛成「的反應方程式：、

(1)CuSOCuO+HSCX===CuSO4+TO

(2)“吸收”過程：

①2NO(g)+02(g)—2NO2(g)AH=-112.6kJmol

提高NO平衡轉(zhuǎn)化率的方法是______(寫出兩種)。

②吸收NO?的有關反應如下：

反應1

I：2NO2(g)+H2O(I)===HNO3(aq)+HNO2(aq)AH=-116.1kJmol'

反應1

II：3HNO2(aq)===HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(I)AH=-75.9kJ-mol

用水吸收NO2生成HNO3和NO的熱化學方程式是______o

(3)“電解”過程：

HNO2為弱酸。通過電解使HN5得以再生，陽極的電極反應式是______o

(4)“沉淀”過程：

①產(chǎn)生CuCI的離子方程式是_______o

②加入適量Na2c能使沉淀反應更完全，原因是_______o

(5)測定CuCI含量：

稱取氯化亞銅樣品mg,用過量的FeCh溶液溶解，充分反應后加入適量稀硫酸，用xmol-L'

的LSd溶液滴定到終點，消耗溶液滴定時發(fā)生的離子反應：2

LCLdvmLoCr2O7'+6Fe"+

14印===2c產(chǎn)+6Fe3*+7HQ樣品中CuCI(M=99.5gmol1)的質(zhì)量分數(shù)為。

【答案】

(1)3CU+2HNO3+3H2SO4=3CUSO4+2NOT+4H2O

(2)①降低溫度、增大壓強、提高c(O2)等②

1

3NO2(g)+H2O(g)=2HNO3(aq)+NO(g)AH=-212.1kJ-mor

+

(3)HNO2-2e+H2O=3H+NO-

(4)①2Cu2++SO/2C「+2Hq=2CuCl?J+②CO；?消耗H卡,使c(H)減小，有利于生

成CuCI的反應TF向進行

(5)°-597xyxi00%

m

【分析】海綿銅(CuO、Cu)中CuO與稀硫酸反應轉(zhuǎn)化為硫酸銅，因硝酸在酸性條件下具有

氧化性，會將Cu氧化為銅離子，最終生成硫酸銅，二氧化硫具有還原性，再講銅離子還原為

氯比亞銅；NO合理利用經(jīng)過氧化與電解過程得到硝酸，據(jù)此分析作答。

【詳解】(1)“溶解”過程除了氧化銅溶于稀硫酸過程，Cu在酸性條件下與硝酸會發(fā)生氧化

還原反應，其化學方程式為：故答案為：

3CU+2HNO5+3H2SO4=3CUSO4+2NOT+4H2O,

3CU+2HNO,+3H,SO4=3CUSO4+2NOT+4HQ；

1該反應正向是氣體體積分數(shù)減小

(2)①2N0(g)+02(g)-2NO2(g)AH=-112.6kJmol,

的放熱反應，則提高N。平衡轉(zhuǎn)化率的方法可以為：降低溫度、增大壓強、提高c(oj等(任

寫兩種即可)；

②根據(jù)蓋斯定律可知，；(反應Ix3+反應II)得到用水吸收NO2生成HNO3和N。的熱化學

方程式為：3NO〈g)+H2O(g)=2HNCh(aq)+NO(g)AH=--[-116.1kJmol」x3+(-75.9

2

kJ-mol1)]=-212.1kJmor1,故答案為：3NOKg)+H2O(g)=2HNOKaq)+NO(g)4H=-212.1kJmol」；

(3)電解過程中，陽極HNOz發(fā)生失電子的氧化反應生成硝酸，其電極反應式為

+

HNO2-2e+H2O=3H+NO：；

(4)①銅離子與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應生成氯化亞銅，其離子方程式為：

2++；

2CU+SO2+2C1+2H2O=2CUC1J+SO；+4H

2++

②生成氯化亞銅沉淀的方程式為：2CU+SO2+2C1+2H,O=2CUC1；+S0^+4H,反應中有硫

酸生成，加入適量Na2c(X其中CO；消耗H+,使c(H)減小，有利于生成CuCI的反應正向進

行；

(5)氯化亞銅與氯化鐵發(fā)生反應：2++80=尸產(chǎn)+(：廣+(3匚加入LSd溶液，發(fā)生反應：

2>23+34反應的關系式為

6Fe+Cr2O7+14H^=6Fe+2Cr+7H2O,

」242

6CCI~6Fe~Cr2O7"

61

nxyxlO3mol

n=6xyxl03mol

m(CuCI)=995g/molx6xyxl0mol=0.597xyg

則建品中CuCI的質(zhì)量分數(shù)為"2"xl00%。

6.十九大報告指出：“堅持全民共治、源頭防治，持續(xù)實施大氣污染防治行動，打贏藍天保衛(wèi)

戰(zhàn)！”以NO,為主要成分的霧霾的綜合治理是當前重要的研究課題。

I.汽車尾氣中的NO④和CO⑼在一定條件下可發(fā)生如下反應：

反應①2NO(g)+2CQg)'N29)+2CC)2g)AHio

11

(1)已知：反應②N^+O刈02N0⑹AH2=+180.5kJ-mol-,CO的燃燒熱為283.0kJmol,

貝IJAH尸o

(2)在密閉容器中充入5moicO和4moiNO,發(fā)生上述反應①，圖1為平衡時NO的體積分

數(shù)與溫度、壓強的關系。

sooM/r

a*MN

①溫度：L—入(填“<”或“〉”)。

②若在D點對反應容器升溫的同時擴大體積使體系壓強戒小，重新達到的平衡狀態(tài)可能是圖

中A~G點中的一點°

(3)某研究小組探究催化劑對CO、NO轉(zhuǎn)化的影響。將NO和CO以一定的流速通過兩種不

同的催化劑進行反應，相同時間內(nèi)測量逸出氣體中NO含量，從而確定尾氣脫氮率(脫氮率即

NO的轉(zhuǎn)化率)，結(jié)果如圖2所示。若低于200C0,圖2中曲線I脫氮率隨溫度升高而變化不大

的主要原因為；2點—(填“是”或“不是”)對應溫度下的平衡脫氮率，說明其理由

II.MO是一種強溫室氣體，且易形成顆粒性污染物，研究M0的分解對環(huán)境保護有重要意義。

碘蒸氣存在能大幅度提高的分解速率，反應歷程為：

(4)N2O

第一步(快反應)

l2(g)?21(g)

第二步(慢反應)

l(g)+N2O(g)->Nz(g)+IO(g)

第三步〈(快反應)

IO(g)+N2O(g)-M(g)+Og)+b(g)

實臉表明,含碘時NQ分解速率方程v=kc(NQHc&)『5(k為速率常數(shù))。下列表述正確的是一o

A.I2濃度與MO分解速無關B.第二步對總反應速率起決定作用

C.第二步活化能比第三步小