1、培优易错试卷化学反应原理综合考查辅导专题训练含答案解析一、化学反应原理综合考查1 研究发现， NOx 和 SO2 是雾霾的主要成分。.NOx 主要来源于汽车尾气，可以利用化学方法将二者转化为无毒无害的物质。已知： N2( g) O2( g)2NO( g) H 180 kJmol 12CO( g) O2( g)2CO2( g)H 564 kJ mol 1（1） 2NO( g) 2CO( g)2CO2( g) N2( g) H _。（2） T时，将等物质的量的NO 和 CO充入容积为 2 L 的密闭容器中，保持温度和体积不变，反应过程 ( 0 15min) 中 NO 的物质的量随时间变化如图所示。
2、已知：平衡时气体的分压气体的体积分数体系的总压强，T时达到平衡，此时体系的总压强为p 20MPa，则TKp _；平衡后，若保持温=时该反应的压力平衡常数度不变，再向容器中充入NO 和 CO2 各 0. 3mol ，平衡将 _ ( 填“向左”、“向右”或“不” ) 移动。 15 min 时，若改变外界反应条件，导致 n( NO) 发生如上图所示的变化，则改变的条件可能是 _( 填序号 )A. 增大 CO 浓度B. 升温C. 减小容器体积D. 加入催化剂 . SO2 主要来源于煤的燃烧。燃烧烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。已知：亚硫酸：Ka1 =2 . 0 10- 2Ka2=6.
3、0 10- 7（ 3）请通过计算证明， NaHSO3 溶液显酸性的原因： _。（ 4）如图示的电解装置，可将雾霾中的NO、 SO2 转化为硫酸铵，从而实现废气的回收再利用。通入 NO 的电极反应式为 _ ；若通入的 NO 体积为 4. 48L( 标况下) ，则另外一个电极通入的SO2 质量至少为 _g。【答案】 - 744 kJ mol 10. 0875 ( 或 7/ 80)不ACHSO3- 的水解常数- 13 Ka2=6. 0 10- 7-K=Kw/ Ka1=5. 0 10( HSO3 的电离常数 ) ，所以显酸性6H NO 5eNH4 H2O 32【解析】【详解】（1）已知： N2 ( g
4、) O2( g)2NO( g) ， 2CO( g) O2( g)2CO2( g) ，由盖斯定律催化剂可知：得2NO g) 2CO g垐 垐 垐 ?22( )gNgH564180kJ mol噲 垐 垐 ?2CO=( )( ) ( ) 的1= 744kJ mol 1；2NO+2CO垐 ?2CO2+N 2噲 ?（2起始量 (mol)0.40.400）0.20.20.20.1转化量 (mol)平衡量 (mol)0.20.20.20.120.2=40 ，p( NO)= p( CO)= p( CO )= 20MPa70.2+0.2+0.2+0.120.1= 20 ， Kpp2 (CO 2 )gp(N 2
5、) =7 =0. 0875；同样可计算p( N)= 20MPa=p2 (NO) gp2 (CO)800.2+0.2+0.2+0.17化学平衡常数K=5，再向容器中充入NO 和 CO2 各 0. 3mol ，此时的浓度商为仍为5，因此平衡不移动；15min 时，改变某一因素，NO 的物质的量减少，说明平衡向正反应方向移动。增大CO的浓度，平衡向正反应方向移动，NO 的物质的量减小， A 项正确；正反应是放热反应，升温，平衡向逆反应方向移动，NO 的物质的量增大，B 项错误；减小容器的体积，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，NO 物质的量减小，C 项正确；加入催化剂，化学平衡不移动， D 项错
6、误；答案选AC；（ 3） HSO3- 的水解常数 K=Kw/ Ka1=5. 0 10- 13 Ka2=6. 0 10- 7，电离平衡常数大于水解平衡常数，说明溶液显酸性；（4）根据电解装置，NO 和 SO2 转化为硫酸铵，说明，即 NO 在阴极上发NO 转化成 NH4生 NO 6H5e =NH4 H2O；阳极反应式为 SO2 2H2O 2e =4H SO42 ，根据得失电子数目守恒，因此有 2NO 10e 5SO2，求出 SO2 的质量为4. 48 5 64/( 2 22. 4) g=32g。【点睛】正确书写电极反应式做到“三看”一看电极材料，若是金属( Au、 Pt 除外 ) 作阳极，金属一
7、定被电解 ( 注： Fe 生成 Fe2 ) 。二看介质，介质是否参与电极反应。三看电解质状态。2 已知，常温下H2S、 H2CO3 的电离常数如下表Ka1Ka2H2S-8-159.1 101 10 7 11H2CO34.3 105.6 10（1） 常温下， 0.1mol/L 的硫化钠溶液和0.1mol.L-1 的碳酸钠溶液，碱性更强的是_。其原因是 _ 。 常温下，硫化钠水解的离子方程式_ 。（ 2） H2S 能与许多金属离子发生反应，生成溶解度不同和各种颜色的金属硫化物沉淀，可用于分离和鉴定金属离子。常温下， NaHS 溶液显 _（选填 “酸性 ”、 “中性 ”或 “碱性 ”）常温下，向11
8、00 mL 0.1 mol L1 2pH 与H S 溶液中滴加0.1 mol LNaOH 溶液，得到溶液NaOH 溶液体积的关系曲线如图所示：试分析图中 a、 b、 c、d 四个点，水的电离程度最大的是_；在 b 点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是_ 。（3）脱除天然气中的硫化氢既能减少环境污染，又可回收硫资源，该部分硫化氢用过量NaOH 溶液吸收后，再以石墨作电极电解该溶液可回收硫，写出电解得到硫的总反应方程式（忽略氧的氧化还原）_ ；从整个生产工艺的角度分析，该方法不仅能减少环境污染、回收硫、得到一定量的副产物，还具有的优点是_。【答案】硫化钠溶液硫化氢的 Ka2小于碳酸的 Ka2，
9、硫化钠更易水解S2- + H2OHS- +-2H2-c2)OH 、 HS + H OS + OH 碱性c(Na)c(HS) c(OH ) c(H) c(S2222 2H22产物 NaOH 可Na S 2H OS H 2NaOH 或 SOS H 2OH循环使用【解析】试题分析 ：（ 1） H 2CO3 的第二步电离平衡常数是5.6 1110，大于 H2S 的第二步电离平-152-2-2-（ 1） 衡常数110，说明 S 的水解程度大于3根据 HS-CO ； S 的水解分两步进行；的 水解平衡常数和电离平衡常数分析NaHS 溶液的酸碱性；H2S 抑制水电离，加入NaOH中和 H22222S， H
10、S 抑制作用逐渐减小，到c 点 H S 恰好与 NaOH生成 Na S， Na S 水解促进水电离； d 点氢氧化钠过量，过量的氢氧化钠抑制水电离。 NaHS溶液呈碱性，在b 点溶液呈中性，所以 b 点溶质是 NaHS 和 H2S， HS-要水解和电离 ， HS-、 H2S 的电离生成S2-； HS-、H2S、 H2O 电离出 H+。（ 3）硫化氢用过量 NaOH 溶液吸收后生成Na2S，电解硫化钠溶液生成硫、氢气 、氢氧化钠。解析 ：（ 1） H 235.6 11，大于H2S 的第二步电离平衡常CO的第二步电离平衡常数是 10-152-的水解程度大于CO32-数 110 ，说明 S，硫化钠更
11、易水解 ，所以硫化钠溶液的碱性强； S2-的水解分两步进行，硫化钠水解的离子方程式S2-2-+ H OHS + OH、HS +H2OH2S + OH-；（ 2 ） HS-的水解平衡常数，电离平衡常数-15NaHS 溶液的呈碱性； H2S 抑制水电离，加入 NaOH110，水解大于电离，所以中和 H2S， H2S 抑制作用逐渐减小，到c 点 H2S 恰好与 NaOH生成 Na2S， Na2S 水解促进水电离； d 点氢氧化钠过量，过量的氢氧化钠抑制水电离，所以 C 点水电离程度最大。 NaHS 溶液呈碱性，在b 点溶液呈中性，所以b 点溶质是-2-NaHS 和 H2S， HS、H2S 的电离生成
12、 S；HS-、H2S、 H2O 电离出 H+，所以 b 点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是c(Na2)。（ 3）硫化氢用过量 NaOH 溶液吸收后生成2) c(HS ) c(OH ) c(H) c(SNa S，电解硫化钠溶液生成硫、氢气、氢氧化钠 ，电解总方程式为Na2 S 2H2OS H2 2NaOH。 该方法不仅能减少环境污染、回收硫、得到一定量的副产物，还具有的优点是NaOH 可循环使用 。电解：向酸溶液中逐滴加入碱溶液，水电离程度逐渐增大，碱过量时水的电离程度再逐渐减小。 NaHA 溶液的酸碱性要根据HA-的电离和水解程度判断，若电离程度大于水解程度，溶液呈酸性；若水解大于电离，
13、则溶液呈碱性。3 尿素在农业、医药等诸多领域应用广泛。工业上有多种工艺用NH32和 CO 直接合成尿素。(1)水溶液全循环法合成尿素的反应过程可用下列热化学方程式表示：反应 I 2NH3(1) +CO2(g)? NH2 COONH4(1) H1 = - 119.2 kJ?mol -1反应 II NH2COONH4 (1)? CO(NH2)2(1)+ H2O(1) H2= 15.5 kJ?mol-1写出 NH322 2(1)和液态水的热化学方程式：_。(1)与 CO (g)反应生成 CO(NH )该工艺要求在190 200、 13 24 MPa 的条件下反应， 90左右反应可实现最高平衡转化率。
14、试解释选择高压条件的理由：_。n NH 3和水碳比 W=n H 2O(2)在不同氨碳比 L=条件下 CO2 平衡转化率 x 随温度 T 变n CO2n CO2化情况如图所示：CO2 平衡转化率x 随温度 T 升高先增大后减小，试分析原因：_。在图中，画出L=4、 W=O 时 CO2 平衡转化率 x 随温度 T 变化的曲线示意图 _。(3)实验室模拟热气循环法合成尿素，T度时，将5.6mol NH 3 与 5.2molCO2 在容积恒定为0.5L的恒温密闭容器中发生反应：2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(s)+H2O (g)H1 43kJ?mol-1。达到平衡状态时，NH的平衡分压
15、之比p(NH3): p(CO2)= 2:13。 p(NH 3)= x(NH3)?p，3 与 CO2x(NH3)为平衡体系中NH3 的物质的量分数， p 为平衡总压 。T 时，该反应的平衡常数 K = _。若不考虑副反应，对于该反应体系，下列说法正确的是_ 。A 当反应体系中气体分子的平均摩尔质量保持不变时，反应达到平衡状态B 相同条件下，提高水碳比或降低氨碳比都会使NH3 的平衡转化率降低C 在容器中加入CaO，( 可与 H O 反应 ) ，提高 CO(NH )产率22 2D 反应开始后的一段时间内，适当升温可提高单位时间内CO 的转化率2【答案】 2NH322 22-1190200时， NH
16、(l)+ CO (g)? CO(NH )(l)+ H O(l) H =-103.7kJ mol2COONH 容易分解为 NH 和 CO ，高压有利于反应 I 正向进行温度升高，反应I 平衡逆向432移动，反应 II 平衡正向移动，在190200之前，反应II 正向进行的趋势更大，190200之后，反应I 逆向进行的趋势更大1.5625D【解析】【分析】【详解】（1）水溶液全循环法合成尿素的反应过程可用下列热化学方程式表示：反应 I 2NH3224H1= - 119.2 kJ?mol-1(1) +CO (g)? NHCOONH (1)反应 II NH2COONH4 (1)? CO(NH2)2(1
17、)+ H2O(1) H2= 15.5 kJ?mol-1根据盖斯定律，反应I+反应 II 得： NH3(1) 与 CO2(g)反应生成CO(NH2)2(1) 和液态水的热化学方程式： 2NH3(l)+ CO2(g)? CO(NH2)2 (l)+ H2 O(l) H =-103.7kJ mol-1 。故答案为： 2NH3(l)+ CO2(g)? CO(NH2 )2 (l)+ H2O(l) H2=-103.7kJ mol-1；反应 I 2NH3(1) +CO2(g)? NH2 COONH4(1) 是气体体积减小的反应，选择高压条件的理由：190200时， NH 2COONH4 容易分解为 NH3 和
18、 CO2，高压有利于反应 I 正向进行。故答案为： 190200时， NH 2COONH4 容易分解为 NH3 和 CO2，高压有利于反应 I 正向进行；（2） CO2 平衡转化率 x 随温度T 升高先增大后减小，因为：温度升高，反应I 平衡逆向移动，反应 II 平衡正向移动，在190200之前，反应 II 正向进行的趋势更大， 190200之后，反应 I 逆向进行的趋势更大。故答案为：温度升高，反应I 平衡逆向移动，反应 II 平衡正向移动，在 190200之前，反应 II 正向进行的趋势更大，190200 之后，反应 I 逆向进行的趋势更大；L 越大，氨的比例越大，根据反应I ，提高氨的浓
19、度，二氧化碳的转化率增大，曲线应在原曲线之上，温度升高，反应I 平衡逆向移动，反应II 平衡正向移动，在190200之前，反应 II 正向进行的趋势更大，转化率先增大，此后变小，L=4、 W=O 时 CO2 平衡转化率 x随温度 T 变化的曲线示意图。故答案为：；（3） T 时，该反应的平衡常数:2NH 3 g +CO2 g ?CO NH 2 2 s + H 2O g开始 /mol5.65.20变化 /mol2xxx平衡 /mol5.6-2x5.2-xx5.62x25.2x，13x=2.6mol2.6K= 2.60.5= 1.5625。( 0.4)20.50.5故答案为： 1.5625；A2N
20、H3 (g)+CO2(g)? CO(NH2)2 (s)+H2O (g) 该反应中，若平衡正向移动，混合气的总质量减小，总物质的量也减小，所以反应体系中气体分子的平均摩尔质量不能确定是否保持不变，故当反应体系中气体分子的平均摩尔质量不再变化时，不能判断反应是否达到平衡状态，故 A 错误；B相同条件下，提高水碳比相当于提高生成物浓度，氨的平衡转化率降低，降低氨碳比会使 NH3 的平衡转化率增大，故B 错误；C在容器中加入CaO，(可与 H2O)反应，但生成的氢氧化钙也能与反应物反应，降低CO(NH2)2 产率，故C 错误；D反应开始后的一段时间内，在没有达到平衡前，适当升温可提高单位时间内化率，故
21、D 正确；故选 D。故答案为： D。CO2 的转4 碳和氮的氢化物是广泛的化工原料，回答下列问题：（1）工业上合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92.2kJ/mol ，反应过程中能量变化如图I 所示。氨分解： 2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的活化能为 _kJ/mol合成氨时加入铁粉可以加快生成NH3 的速率，在图I 中画出加入铁粉后的能量变化曲线。 _（ 2）联氨作火箭燃料的反应为： 2N2 H4 (l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) H1已知： 2O2(g)+N2(g)=N2O4(1) H2N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g
22、) H3上述热效应之间的关系式为H1=_。某新型火箭用液氧/ 煤油代替联氨/N 2O4，这种替换可能的好处是 _（一条即可）。（3）天然气制氢气是工业上制氢气的主要方法之一，其主要反应如下：i CH (g)+H O(g)CO(g)+3H (g)-+206H=.4kJ/mol ，422ii CO(g)+ H O(g)CO (g)+H (g)-41H=.0kJ/mol222在一定温度下， 2L 的密闭容器中加入a molCH4 和 2amolH 2O 发生反应， t min 时反应达平衡，测得容器内CObmol、 CO2cmol 。回答下列问题：下列可判断体系达到平衡状态的是_。A CO的体积分数
23、不变B容器内气体密度不变n(CO)不再变化42C 3v(CH )=v(H ) D n(H 2 )0tmin 反应速率 v(CO24K=_。)=_， CH 的的转化率为 _，反应的平衡常数图中 T之后 c(CO2)随温度升高而减小的原因是_。【答案】 427.22H3 -H2环境污染小（或成本低）cb+cc(3b+4c)ADmol/(L min) 100%T之后，反应为放热反2tab(2a-b-2c)应，升高温度反应向逆反应方向移动是影响c（ CO2）的主要因素，故c（ CO2）减小【解析】【分析】(1) 放热反应的反应热HEa2 a1=（ E ）；催化剂可以降低反应的活化能，增大反应速率，即E
24、a、 Ea1 均减小，但反应热不变；（2）依据盖斯定律计算可得；液氧/ 煤油所用原料成本低，无毒；（ 3）反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质浓度或百分含量保持不变；依据题给数据，建立三段式，结合速率、转化率和化学平衡常数表达式计算可得；反应 i 为吸热反应，反应ii 为放热反应，由图可知T时反应达到平衡，升高温度，反应 i 向正反应方向移动，一氧化碳浓度增大，反应ii 向逆反应方向移动，温度对c（ CO2）的影响大于浓度的影响。【详解】( 1) 放热反应的反应热H=（ Ea2 Ea1），由图可知Ea1=335. 0 kJ/ mol ，则合成氨反应 H=（ Ea2335. 0 kJ
25、/ mol ）= 92. 2kJ/ mol ， Ea2=427. 2 kJ/ mol ，即2NH3( g)N2( g)+ 3H2( g) 的活化能为427. 2 kJ/ mol ，故答案为427. 2；催化剂可以降低反应的活化能，增大反应速率，即Ea、 Ea1 均减小，但反应热不变，则加入铁粉后的能量变化曲线为，故答案为；2）将题给反应依次编号为，由盖斯定律可知2H13（ =，则2H-=H2；用液氧 / 煤油代替联氨 / N2O4 的主要原因是液氧/ 煤油所用原料成本低，无毒，对环境污染小，故答案为2 H3- H2；环境污染小；（ 3） A、 CO的体积分数不变，说明正反应速率等于逆反应速率，
26、该反应已达平衡状态，故正确；B、根据质量守恒定律，平衡前后气体质量是不变的，在恒温恒容密闭体系中，整个反应过程混合气体的密度始终是不变的，不可作为判断体系达到平衡状态的判据，故错误；C、 3v( CH4)= v( H2) 不能说明正反应速率等于逆反应速率，不可作为判断体系达到平衡状态的判据，故错误；n(CO)D、不再变化，说明在恒温恒容密闭体系中CO和 H2 的浓度不在变化，该反应已达n(H 2 )平衡状态，故正确；AD 正确，故答案为AD；设反应 i 生成一氧化碳的物质的量为x，由题给条件建立如下三段式：CH ( g)+ H O( g)CO( g)+ 3H ( g)422起（ mol ）a2
27、a00变（ mol ）xxx3x平（ mol ） a x2axx3xCO g)+H2O gCO2g H2(g)( )()+起（ mol ）x2a x03x变（ mol ）cccc平（ mol ） x c2a x cc3x+cc0tmin 内，生成 CO2的物质的量为cmol ，浓度的变化量为2vCO2)=cmol/(Lmin) ；由题意可知一氧化碳的物质的量为(2tmol / L，则反应速率bmol ，则有 x c=b，4的转化率为b+c 100%；平衡时， c（ CO）为 bmol/ L， c（ H22a-b-2cx=c+b， CHa2O）为22c23b+4cmol/ L，c（ CO）为mo
28、l / L， c（ H O）为mol/ L，反应的平衡常数22c（CO 2） c（ H 2）c3b+4cc(3b+4c)c22，故答案为K=Lmin2a-b-2cb(2a-b-2c)mol) ；= c（ CO） c（ H 2O） b2t/( 22b+c 100%； c(3b+4c)；ab(2a-b-2c)反应 i 为吸热反应，反应ii 为放热反应，由图可知T时反应达到平衡，升高温度，反应 i 向正反应方向移动，一氧化碳浓度增大，使二氧化碳浓度有增大的趋势，反应ii 向逆反应方向移动，使二氧化碳浓度有减小的趋势，由于温度对c（ CO2 ）的影响大于浓度的影响，所以c( CO2) 随温度升高而减小
29、，故答案为T之后，反应为放热反应，升高温度反应向逆反应方向移动是影响c（ CO2）的主要因素，故c（ CO2）减小。【点睛】本题考查化学反应原理综合应用，侧重分析与应用能力的考查，注意把握反应热与活化能的关系、盖斯定律的计算、化学平衡状态的判断、化学平衡计算为解答的关键。5 C、 N、S 和 Cl 元素的单质及化合物在工业生产中的有效利用备受关注。请回答下列问题：（1）已知：I.2SO2(g)+O 2(g)+2H 2O(1) =2H2SO4(aq)H1；.Cl2(g)+H2O(1)HCl(aq)+HClO(aq)H 2；.2HClO(aq) =2HCl(aq)+O2(g)H3SO2(g)+Cl
30、 2(g)+2H 2O(1)=2HCl(aq)+H 2SO4 (aq)H4=_( 用含有H1、H2 和H3 的代数式表示 ) 。（ 2）25时， H2SO3 溶液中各含硫微粒的物质的量分数 ( ) 与溶液 pH 的变化关系如图所示。已知 25时， NaHSO3的水溶液_ 。（3）利用“ Na -CO2”电池将pH 7，用图中的数据通过计算解释原因CO2 变废为宝。我国科研人员研制出的可充电“Na-CO2”电池，以钠箔和多壁碳纳米管（MWCNT）为电极材料，总反应为4Na+3CO22Na2CO3+C。放电时该电池“吸入” CO 2，其工作原理如图所示：放电时，正极的电极反应式为_。选用高氯酸钠四
31、甘醇二甲醚做电解液的优点是_（至少写两点）。（ 4）氯氨是氯气遇到氨气反应生成的一类化合物，是常用的饮用水二级消毒剂，主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺 (NH2C1、 NHC12和 NC13) ，副产物少于其它水消毒剂。一氯胺 (NH2Cl) 的电子式为 _。一氯胺是重要的水消毒剂，其原因是由于一氯胺在中性、酸性环境中会发生水解，生成具有强烈杀菌作用的物质，该反应的化学方程式为_。在恒温条件下， 2molCl2和 1molNH 发生反应 2Cl2(g)+NH (g)NHCl (l)+2HCl(g) ，测332得平衡时Cl 2 和 HCl 的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示：计算 C 点时该反应的压强平衡常数p_(Kp是平衡分压代替平衡浓度计算，分K (C)=压=总压物质的量分数 )【答案】（H 1+2H2+H3） /2由图中数据可以计算出Ka2 (H2 SO3)=10 7.2 ，Ka1(H 2SO3)=10 1.912.1电离程度大于水解程度，溶液显酸性
