2025高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專練：化學(xué)反應(yīng)原理綜合（一）

2025全國高考二輪化學(xué)配套熱練微專題熱練12化學(xué)反應(yīng)原理

綜合(一)

1.(2024?廈門二檢)利用熱分解法測定硫酸回收量(以SO2、SO3的硫元素含量計(jì))。有關(guān)熱化學(xué)方程式

為

反應(yīng)I：H2SO4(1)SO3(g)+H2O(g)AHiKi

反應(yīng)H：2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)AH2=+196kJ/mol&

(1)己知反應(yīng)III：2H2SO4(1)2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)AH3=+550kJ/mol

則A”尸+177kJ/mol。

(2)下列能說明在密閉容器中反應(yīng)II達(dá)到平衡狀態(tài)的有CD(填字母)。

A.2v正(SO3)=。逆(O2)

B.C(SO2)=2C(O2)

C.混合氣體平均相對分子質(zhì)量不再改變

D.Ch的體積分?jǐn)?shù)保持不變

(3)在壓強(qiáng)為p的反應(yīng)體系中對1g酸渣(含硫酸、瀝青質(zhì)等)進(jìn)行熱分解，平衡時(shí)體系中SO2、SO3氣

體體積分?jǐn)?shù)和熱解氣體總體積(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)隨溫度變化如圖。

%

、

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①Ki<選填“)”或)，依據(jù)是平衡時(shí)SO3的體積分?jǐn)?shù)遠(yuǎn)小于SO?。

②結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析，so2氣體體積分?jǐn)?shù)隨溫度變化的原因可能為溫度升高，反應(yīng)n平衡正向

移動(dòng)程度小于酸渣中瀝青質(zhì)分解程度。

【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)111=反應(yīng)I義2+反應(yīng)n,故AH3=2AH1+AH2,所以AHI=3X(55O

-196)kJ/mol=+177kJ/moL⑵當(dāng)。正(SC)3)=2o逆(O2)時(shí)反應(yīng)才達(dá)到平衡，A錯(cuò)誤；SCh與。2均為生成物,

C(SO2)=2C(O2)始終成立，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，B錯(cuò)誤。(3)①由圖可知，平衡時(shí)SO3的體積分?jǐn)?shù)遠(yuǎn)小

于SO2,說明大多數(shù)SO3已分解，故K1<K2。②SO2體積分?jǐn)?shù)隨溫度升高而降低可能是反應(yīng)II平衡正向移

動(dòng)程度小于酸渣中瀝青質(zhì)分解程度。

2.(2024?黑吉遼卷)為實(shí)現(xiàn)氯資源循環(huán)利用，工業(yè)上采用RuCh催化氧化法處理HC1廢氣：2HCl(g)

+1o2(g)Cl2(g)+H2O(g)AHi=-57.2kJ/molASK。將HC1和O2分別以不同起始流速通入反應(yīng)器

中，在360℃、400°C和440℃下反應(yīng)，通過檢測流出氣成分繪制HC1轉(zhuǎn)化率(a)曲線，如圖所示(較低流

速下轉(zhuǎn)化率可近似為平衡轉(zhuǎn)化率)。

9o

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%%

、78o

播H

？8oiN

都s7o(0.10.80)

￡D

7oH

一O

H6oW(HC1):W(O2)=4:4

6o

/./?(HC1):W(O2)=4:3

1(0.17,61)0.180.140.100.06

0.180.140.100.06HCI流闔(mol/h)

HC1流速/(mol/h)—7\q

回答下列問題：

(1)AS<0(填“〉”或“<")；r3=360℃o

(2)結(jié)合以下信息，可知H2的燃燒熱-285.8kJ/mol。

H2O(l)=H2O(g)A“2=+44.0kJ/mol

H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)A//3=-184.6kJ/mol

(3)下列措施可提高M(jìn)點(diǎn)HC1轉(zhuǎn)化率的是BD(填字母)

A.增大HC1的流速

B.將溫度升高40℃

C.增大n(HCl):zi(O2)

D.使用更高效的催化劑

(4)圖中較高流速時(shí)，a(T3)小于a(八)和a(Ti),原因是流速過快，反應(yīng)物分子來不及在催化劑表面

接觸而發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率下降，同時(shí)，A溫度低，反應(yīng)速率低，故單位時(shí)間內(nèi)氯化氫的轉(zhuǎn)化率低。

(5)設(shè)N點(diǎn)的轉(zhuǎn)化率為平衡轉(zhuǎn)化率，則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=^(用平衡物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)代替

平衡濃度計(jì)算)

(6)負(fù)載在TiO2上的RuCh催化活性高，穩(wěn)定性強(qiáng)，TiCh和RuC)2的晶體結(jié)構(gòu)均可用如圖表示，二者晶

胞體積近似相等，RuCh與TiC>2的密度比為1.66,則Ru的相對原子質(zhì)量為101(Ti-8,精確至1)。

【解析】(1)該反應(yīng)的反應(yīng)前氣體系數(shù)大于反應(yīng)后氣體系數(shù)，AS<0；根據(jù)題意較低流速下的轉(zhuǎn)化率可

近似為平衡轉(zhuǎn)化率，因此從圖1可以看出，較低流速下，HC1轉(zhuǎn)化率大小為a(Ti)<a(乃)<a(T3)，由于反應(yīng)

放熱，則升溫HC1平衡轉(zhuǎn)化率下降，所以73為低溫，73=360℃。(2)@2HCl(g)+1o2(g)H2O(g)+Cl2(g)

AM=—57.2kJ/mol；②H2O(l)=H2O(g)A/72=+44.0kJ/mol；③H2(g)+Cb(g)=2HCl(g)A//3=-184.6

kJ/mol；?H2(g)+1o2(g)=H2O(l)AHo則反應(yīng)④=反應(yīng)③+反應(yīng)①一反應(yīng)②，△//=AH3+AHl—△H2=(一

184.6-57.2-44.0)kJ/mol=-285.8kJ/moL(3)M點(diǎn)為高流速，因此體系中反應(yīng)并未達(dá)到平衡態(tài)，對應(yīng)的

HC1轉(zhuǎn)化率為一段時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)化率，因此可以通過增大反應(yīng)速率來提高M(jìn)點(diǎn)HC1的轉(zhuǎn)化率，B、D正確，

從圖中可看出增大流速，HC1轉(zhuǎn)化率會(huì)下降，A錯(cuò)誤，增大比例時(shí)，HC1的轉(zhuǎn)化率下降，C錯(cuò)誤。(4)高流

速下反應(yīng)未達(dá)到平衡態(tài)，因此HC1的轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)速率有關(guān)，乃為360℃,其他條件相同的情況下，溫度

越低，反應(yīng)速率越慢,因此。⑵)小于a(⑸和a(Ti)o(5)N點(diǎn)時(shí)HC1和02比例為4：4,HC1轉(zhuǎn)化率為80%,

可列式：

2HCl(g)+1o2(g)

H2O(g)+Cl2(g)

起始/mol4400

轉(zhuǎn)化/mol3.20.81.61.6

平衡/mol0.83.21.61.6

1.61.6mi

—XK—

〃總〃總

n總一十LO-TLOjmoi—/.zmoi,八一小、一6。(6)—,由」兩種日日胞的體枳近似

<3.211"2

方v2

相等，因此華=^=根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知小球共個(gè),大球共個(gè)，所以個(gè)晶胞含有個(gè)或

1.66,2412TiO2RUO2,

2X(MRU+2Mo)MRU+32

口M此加2一2義(訴+2Mo廠48+32'

3.(2024?泉州質(zhì)檢三)甲烷干重整(DRM)以溫室氣體CH4和CO2為原料在催化條件下生成合成氣CO

和H2。體系中發(fā)生的反應(yīng)如下：

i.CH4(g)+CO2(g)2C0(g)+2H2(g)AHi=+247kJ/mol

ii.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)Aft=+41kJ/mol

iii.CH4(g)C(s)+2H2(g)Aft=+74.9kJ/mol

iv.2CO(g)C(s)+CO2(g)A/f4

(I)AH4=-172.1kJ/mol?

(2)高溫(填”高溫”或"低溫”)有利于反應(yīng)i自發(fā)進(jìn)行。

(3)起始投入CH4和CO2各1kmol,DRM反應(yīng)過程中所有物質(zhì)在100kPa下的熱力學(xué)平衡數(shù)據(jù)如圖

1所示。

c

E

W

lw

M

舞

圖1

①950°C時(shí)，向反應(yīng)器中充入N2作為稀釋氣，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率升高(填“升高”“不變”或“降

低”)，理由是950℃時(shí)，體系中只有反應(yīng)有該反應(yīng)為體積增大的反應(yīng)，恒壓條件充入氮?dú)?，平衡正?/p>

移動(dòng)，CH4轉(zhuǎn)化率升局。

②625℃時(shí)，起始投入口14、82、112、8、1120各0.5101101,此時(shí)反應(yīng)打的0正^^0逆(填“>

或“<”)。

③625°C時(shí)，反應(yīng)體系經(jīng)過rmin達(dá)到平衡狀態(tài)，測得甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率為a。。?tmin生成CO的平

4a—1

均速率為—，km°l/min；用物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示反應(yīng)i的平衡常數(shù)砥=,2+a

亳

(用含a的表達(dá)式表示，列計(jì)算式即可)。

(4)CO2在Ni基催化劑表面氫助解離有兩種可能路徑，圖2為不同解離路徑的能量變化，其中吸附在

催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。

①基態(tài)Ni的價(jià)層電子排布式為3d84s②。

②寫出最有可能發(fā)生的“氫助解離”路徑的決速步反應(yīng)化學(xué)方程式：*OOCH=CO(g)+*OH。

相對能量/(kJ/mol)

C±-41.4

?COOHTS2”

Tsi”-123.9n

『-167.8/

CO(g)+*OH

反應(yīng)歷程

(5)對催化劑載體CeCh改性，使其形成氧空位，可減少積碳。取干燥CeCh在Ar氣條件下加熱，熱重

分析顯示樣品一直處于質(zhì)量損失狀態(tài)；X射線衍射分析結(jié)果表明隨著溫度升高，該晶胞邊長變長，但電市離

子空間排列沒有發(fā)生變化[CeCh晶胞結(jié)構(gòu)如圖3所示，M(CeO2)=172g/mol]o

①加熱過程中，Ce4+被還原為Ce3+。寫出該反應(yīng)化學(xué)方程式：4CeO2^^2Ce,O3+O2t。

損失的質(zhì)量

②已知：失重率=衛(wèi)瑞薩X100%。加熱后，當(dāng)失重率為2.32%時(shí)，每個(gè)晶胞擁有的一的個(gè)數(shù)為

【解析】(1)由蓋斯定律，反應(yīng)iv=反應(yīng)iii一反應(yīng)i,所以AH4=(+74.9—247)kJ/mol=-172.1kJ/mol。

(2)反應(yīng)i的AH>。、AS>0,由△G=A8-TASv0,可知高溫有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。(3)②625℃時(shí)，起始

投入CH4、82、比、CO、H2O各0.5kmoL此時(shí)脛?dòng)蓤D1可知，平衡時(shí)n(CO)=?(CO2)

=n(H2O)<H(H2),即平衡常數(shù)K<1,所以此時(shí)。c>K,平衡逆向進(jìn)行，所以反應(yīng)ii的。正逆。③由圖1

可知，625℃平衡時(shí)〃(CO)=0.5kmol,所以0?fmin生成CO的平均速率為攵泮喇=〈01101/111也，由圖1

可知，625℃平衡時(shí)〃(CO)=〃(CC>2)=幾02。)=0.5kmol,由反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)可知，反應(yīng)i和反應(yīng)出生成

的氫氣的物質(zhì)的量為消耗的甲烷的2倍，反應(yīng)五消耗氫氣的物質(zhì)的量與生成的水的物質(zhì)的量相等，所以平

4?！?

衡時(shí)n(H2)=(2a—0.5)kmol=一耳—kmol,n(C(H4)—(1—tz)kmol,即平衡時(shí)氣體總物質(zhì)的量為(2〃-0.5+1—〃

(4〃一1)

2222

(2+oJ(2+aJ…

+0.5+0.5+0.5)kmol=(2+a)kmol,所以平衡常數(shù)Kx=----------7,(4)②活化能大的反應(yīng)速度慢，

速率慢的反應(yīng)為決速步，由圖像2可知最有可能發(fā)生的“氫助解離”路徑的決速步反應(yīng)化學(xué)方程式為

*OOCH=CO(g)+*OHo(5)②一個(gè)晶胞中Ce4+個(gè)數(shù)為84+6'3=4、O?一個(gè)數(shù)為8JmolCeCh質(zhì)量為

172g,加熱后當(dāng)失重率為2.32%時(shí)，損失的質(zhì)量為氧元素的質(zhì)量，即172gX2.32%=4g,次。)=懸束而

moL一個(gè)晶胞中4個(gè)Ce4+、8個(gè)O?，失去O?一的個(gè)數(shù)為0.25X4=1,每個(gè)晶胞擁有的O?一的個(gè)數(shù)為8—1

=7。

4.(2024?合肥二模)我國科研人員一直致力于氮氧化物(N6)治理與消除技術(shù)研究，以實(shí)現(xiàn)“藍(lán)天保衛(wèi)

戰(zhàn)”?；卮鹣铝袉栴}：

(1)三元催化器可以將汽車尾氣中的NO(g)和CO(g)轉(zhuǎn)化成兩種無污染的氣體。

①已知N2(g)+O2(g)=2NO(g)△"=+180.0kJ/mol,CO燃燒熱為283.5kJ/mol,貝!]2CO(g)+

2NO(g)=2CO2(g)+N2(g)KH=~747kJ/mol。

②若在恒溫恒容密閉容器中，充入等量的CO和NO發(fā)生上述轉(zhuǎn)化反應(yīng)，以下哪些值不變能說明該反

應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)AD(填字母)。

A.正反應(yīng)速率

B.氣體密度

C.平衡常數(shù)

D.反應(yīng)物與生成物物質(zhì)的量之比

(2)NH3催化還原NOx技術(shù)(SCR技術(shù))是煙氣脫硝中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。標(biāo)準(zhǔn)SCR有下列反應(yīng)：

主反應(yīng)：4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)Kp(l)

副反應(yīng)：4NH3(g)+4NO(g)+3O2(g)4N2O(g)+6H2O(g)Kp(2)

①模擬煙氣投料比M(NH3)：w(NO)=l：1,不同溫度下達(dá)平衡時(shí)標(biāo)準(zhǔn)SCR實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖1所示(N2的

卜生成N2的物質(zhì)的量

選擇性—消耗NO的物質(zhì)的量*1°%)。

100

卑、

姒

N

假

輪

2

冊

O

N

常數(shù)之

壓平衡

應(yīng)的分

主副反

溫度時(shí)

,則該

為p

分壓

平衡

02的

系中

時(shí)體

，此

率最高

的轉(zhuǎn)化

NO

。時(shí)

300。

。

表示)

的式子

含有

(用

256P2

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比鬻

p

子,

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?”表

中“

，圖

所示

圖2

胞如

其晶

量，

2O的

產(chǎn)物N

少副

效減

能有

化劑

作催

nO2

②p-M

2

X1()3

]74

，

表示)

的式子

°、6

含有

,用

55

(Mn—

—g/cm3

5心—

_二2

密度為

該晶胞

附位

*為吸

如下(

化機(jī)理

面的氧

化劑表

在某催

。NO

吸收

堿液

再用

Ch，

化為N

先氧