1、2020-2021 温州化学化学反应原理综合考查的专项培优易错试卷练习题( 含答案 )一、化学反应原理综合考查1 CO2 和 CH 4 是两种主要的温室气体，以CH4 和 CO2 为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向，回答下列问题：( 1) 工业上 CH 4H 2 O 催化重整是目前大规模制取合成气（CO 和 H2 混合气称为合成气）的重要方法，其原理为：反应：CH 4 (g)垐 ?3H 2(g)；H 1206.4kJ mol1H 2 O(g) 噲 ? CO(g)反应： CO(g)H 2O(g) ? CO 2 (g)H 2 (g)；H 241kJ mol 1CH 4 (g)
2、 和 H 2O(g) 反应生成 CO 2 (g) 和 H 2 (g) 的热化学方程式是_ 。( 2) 将 1 molCH 4 (g) 和 1 mol H 2O(g) 加入恒温恒压的密闭容器中（温度298K、压强100kPa），发生反应，不考虑反应的发生，该反应中，正反应速率v正k正p CH 4p H 2 O ， p 为分压（分压 =总压物质的量分数），若该条件下k正4.5104kPa1s1，当 CH 4 分解 20%时， v正-1。_kPa?s( 3) 将 CO2 和 CH 4 在一定条件下反应可制得合成气，在1 L 密闭容器中通入CH 4 与CO2 ，使其物质的量浓度均为 1.0 molL
3、1 ，在一定条件下发生反应：CH 4 (g)CO2垐 ?2 (g)，测得 CH(g) 噲 ? 2CO(g) 2H4 的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示：压强 P1 、 P2 、 P3 、 P4 由小到大的关系为 _。对于气相反应，用某组分（B）的平衡压强 p( B) 代替物质的量浓度 c( B) 也可表示平衡常数（记作 K p ），如果 P42 MPa ，求 x 点的平衡常数 K p_（用平衡分压代替平衡浓度计算）。下列措施中能使平衡正向移动的是_（填字母）。a升高温度b增大压强c保持温度、压强不变，充入Hed恒温、恒容，再充入1 molCO2 和 1 mol CH 4( 4) 科学家还
4、研究了其他转化温室气体的方法，利用图所示装置可以将CO2 转化为气体燃料 CO（电解质溶液为稀硫酸），该装置工作时，M 为 _极（填“正”或“负”），导线中通过 2 mol 电子后，假定体积不变M 极电解质溶液的 pH_（填“增大”、“减小”或“不变”），N 极电解质溶液变化的质量m_g。【答案】 CH(g)2H2O(g) =CO(g)4H2(g)H165.4kJ mol10 542.P1 P2 P3P416 (MPa) 2 或 1.78(MPa) 2acd负不变189【解析】【分析】【详解】(1) 反应： CH 4垐 ?3H 2(g)H 1206.4kJmol1(g) H 2O(g) 噲?
5、CO(g)反应： CO(g)H 2O(g) ?CO 2 (g)H 2 (g) ；H 241kJ mol 1利用盖斯定律，将反应+反应，即可得出热化学方程式为CH 4 (g)2H 2 O(g) =CO 2 (g)4H 2 (g)H165.4kJmolCH 4 (g)2H 2 O(g) =CO 2 (g)4H 2 (g)H165.4kJmol1 。答案为：1 ；( 2) 当 CH4 分解 20%时，建立如下三段式：CH 4 (g)H 2 O(g) ?CO(g)3H 2 (g)起始量 (mol)1100变化量 (mol)0.20.20.20.6平衡量 (mol)0.80.80.20.6v正k正 p
6、CH 4p H 2 O =4. 5 10-1(0.8 100kPa) (0.8100kPa)= 0. 54 kPa 1?s2.42.4- 1kPa?s 。答案为： 0. 5；( 3) 从方程式看，加压平衡逆向移动，CH4的转化率减小，由此得出压强P1 、 P2 、 P3 、P4 由小到大的关系为P1P2P3P4 。答案为： P1P2P3 P4 ；在 x 点， CH4 的转化率为 50%，建立三段式：CH 4 (g)CO 2 (g)?2CO(g)2H 2 (g)起始量 (mol)1100变化量 (mol)0.50.511平衡量 (mol)0.50.511( 12MPa)2( 12MPa)2x 点
7、的平衡常数Kp33162或2。答案为：=0.50.5=(MPa)1.78(MPa)2MPa2MPa93316 (MPa) 2 或 1.78(MPa) 2 ；9 a从图象看，升高温度， CH4 的转化率增大，则正反应为吸热反应，升高温度平衡右移， a 符合题意；b反应物气体分子数小于生成物气体分子数，增大压强，平衡逆向移动，b 不合题意；c保持温度、压强不变，充入He，则容器体积增大，平衡正向移动，c 符合题意；d恒温、恒容，再充入1 molCO2 和 1 mol CH 4 ，则增大反应物浓度，平衡正向移动， d 符合题意；故选 acd。答案为： acd；( 4) 该装置工作时， M 极由 H2
8、O 失电子转化为O2，则其为负极；-+M 极： 2H2O- 4e=O2+4H ，N-+4H+ 2CO 2H2 molM+极：2CO2 4e=+ 2O电子，极生成2molH ，同时有+，导线中通过2molH+转移入正极，所以M 极 c( H+) 不变，电解质溶液的pH 不变；导线中通过 2mol 电子， N 极生成 1molH 2O，电解质溶液变化的质量m =1mol 18g/ mol=18g。答案为：负；不变； 18。【点睛】电极发生反应后，溶液仍呈电中性，所以离子会发生迁移，如反应-+2H2 O- 4e=O2+4H ，当电路中通过 4mole - 时，溶液中多出了4molH +，为保持溶液电
9、性的平衡，应转移出4molH +，或转移入带 4mol 负电荷的阴离子。21799 年，英国化学家汉弗莱 戴维发现了 N2O 气体。在食品行业中， N2O 可用作发泡 剂和密封剂。(l) N2 是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，NH3 与 O2 在加热和催化剂的作用下生成N2O 的化学方程式为 _。(2)N2 O 在金粉表面发生热分解反应：2N2O(g) =2N2(g)+O2(g) H。已知： 2NH3(g)+3N2 O(g)=4N2(g)+3H2O(l) H1=-1010KJ/mol4NH3(g)+3O2(g) =2N2(g)+6H2O(l) H2=-1531KJ/molH=_。(3)N2 O
10、 和 CO 是环境污染性气体，研究表明，CO 与 N2O 在 Fe+作用下发生反应：垐 ?N2O(g)+CO(g)噲?CO2(g)十 N2(g)的能量变化及反应历程如下图所示，两步反应分别为：反+垐 ?应Fe +N2O噲? FeO+N2 ；反应 _由图可知两步反应均为_(填“放热”或“吸热”)反应，由 _(填“反应 或反应 ”)决定反应达到平衡所用时间。垐 ?(4)在固定体积的密闭容器中，发生反应：N2O(g)+CO(g)噲 ? CO2(g)+N2(g)，改变原料气配比进行多组实验 (各次实验的温度可能相同，也可能不同)，测定 N2O 的平衡转化率。部分实验结果如图所示： 如果要将图中C 点的
11、平衡状态改变为 图中 C、 D 两点对应的实验温度分别为“”“ =”或“ ”)。B 点的平衡状态，应采取的措施是：_ ；TC和 TD，通过计算判断TC_TD(填(5)在某温度下，向1L 密闭容器中充入垐 ?CO与 N2O，发生反应： N2O(g)+CO(g)噲? CO2(g)十N (g)，随着反应的进行，容器内CO的物质的量分数变化如下表所示：2时间 /min0246810物质的量40.25%32.0%26.2%24.0%24.0%50.0%分数则该温度下反应的平衡常数K=_。【答案】 2NH催化剂+垐 ?CO+放热反应3+2O2噲 ?2+FeN2O+3H2O -163kJ/mol FeO +
12、CO降低温度 =1.17【解析】【分析】(2)利用盖斯定律求反应热；(3)根据总反应减去反应得到反应；根据反应物和生成物的相对能量判断反应热；根据活化能的相对大小判断化学反应速率大小，从而确定决速步；(4)根据不同温度下的平衡常数的大小，判断温度的变化；(5)根据三等式求算平衡常数。【详解】(1)NH3 和O2 反应得到N2O，根据化合价升降守恒配平，NH3 中N 的化合价从3 升高到N2O 中的 1，共升高 4 价； O2 中 O 的化合价从0 降低到恒，则 NH3 和 O2 的系数比为1： 1，根据原子守恒配平，可得2，共降低4 价，化合价升降守2NH3+2O2 催化剂 N2O+3H2O；
13、(2) 已知 2NH 3(g)+3N2O(g)=4N2 (g)+3H2O(l) H1=-1010KJ/mol， 4NH3(g)+3O2(g)=2N222=-1531KJ/mol ；反应21 可得目标反应，则(g)+6H O(l) H-反应 332121=-163kJ/mol ；H= H1 - H2=-1010kJ/mol -(-1531kJ/mol) 3333(3)总反应为 N垐 ?2 步进行，因此反应和反O(g)+CO(g)噲? CO (g)十 N (g)，实际过程是分222应相加得到总反应，则反应等于总反应减去反应，可得反应为+垐 ?2+；FeO +CO噲 ?CO +Fe根据反应历程图可知
14、，反应物的总能量大于生成物的总能量，则该两步反应均为放热反应；根据反应的历程图可知，由和 N2O 经过过渡态得到产物FeFeO 和 N2，过渡态和反应物Fe 和 N2O 的能量差为反应的活化能，同理，可知反应的活化能，可知，反应的活化能大于反应的活化能，活化能越大，化学反应速率越慢，而化学反应速率慢的步骤为决速步，决定反应达到平衡所用时间，即反应决定反应达到平衡所用时间；(4)根据图像， C 点和 B 点，反应物的投料比相同，但是B 点表示的平衡状态， N2O 的转化率高于 C 点， C 点的平衡状态改变为 B 点的平衡状态，平衡正向移动，N2O 的转化率增加； B 和 C 点的反应物投料比相
15、同，因此不是改变反应物的浓度；反应前后的气体体积不变，因此压强不影响平衡移动，只能是温度，该反应为放热反应，平衡正向移动，因此采取的措施是降低温度；利用三等式求出C 和 D 点平衡状态的平衡常数，从而比较温度大小；设定容器体积的体积为VL。C 点的平衡状态其反应物的投标比为1，则设N2O 和CO的物质的量均为1mol ，其N2O 的转化率为0.50，则根据三等式有N 2O(g) +CO(g)垐 ?噲 ? CO2 (g) + N 2 (g)开始的物质的量1100开始的物质的量0.50.50.5，则在平衡常数0.5平衡的物质的量0.50.50.50.5c(N 2 )c(CO2 )0.50.5VV1
16、；K =0.50.5c(N 2O)c(CO)VVD 点的平衡状态其反应物的投标比为1.5，则设 N O 和 CO的物质的量为1.5mol 和 1mol ，2其 N2O 的转化率为0.40， N2O 反应了 1.5mol 0.40=0.6mol ，则根据三等式有开始的物质的量开始的物质的量平衡的物质的量N 2O(g) +CO(g) 垐噲 ? CO2 (g) + N 2 (g)1.51000.60.60.6，则在平衡常数0.60.90.40.60.6c(N 2 )c(CO 2 )0.60.6VV1 ；K =0.90.4c(N 2O) c(CO)VVC 点和 D 点表示的平衡状态的平衡常数相同，则温
17、度相同，有TC=TD；(5)根据表格的数据，开始时CO 的物质的量分数为50.0%，则设 CO和 N2O 的物质的量各位1mol ，假设到达平衡时， CO 转化了 xmol ，根据三等式有开始的物质的量开始的物质的量平衡的物质的量垐 ?(g) + N 2 (g)N 2O(g) +CO(g) 噲 ? CO21100xxx，达到平衡时， CO的物质的量x1 x1 xxx分数为 24.0%，则有1- x100% 24.0%，解得 x=0.52mol ，则平衡常数1- x 1- x x xc(N 2 )c(CO2 )0.520.52111.17 。K =0.480.48c(N 2O) c(CO)113
18、 消除尾气中的 NO 是环境科学研究的热点课题。I. NO 氧化机理已知： 2NO( g)+ O2( g)2NO2( g)H=- 110kJ?mol - 1T1时，将 NO 和 O2 按物质的量之比为2： 1 充入刚性反应容器中( 忽略 NO2 与 N2O4 的转化) 。（1）下列可以作为反应已经到达平衡状态的判断依据的是_。A. 2v 正 ( O2)= v 逆 ( NO2)B NO与O2的物质的量之比为2 1.：C. 容器内混合气体的密度保持不变D. K 不变E. 容器内混合气体的颜色保持不变（2）通过现代科学技术动态跟踪反应的进行情况，得到容器内混合气体的压强、平均摩尔质量随反应时间的变化
19、曲线如图1图2所示。则反应2NO gO221()+g2NO(g) 在T( )时的平衡常数 Kp=_。 对于气相反应，用某组分B 的平衡压强 p( B) 代替物质的量浓度c BKp，如p B p x Bp为平衡总压强，x BB( ) 也可表示平衡常数，记作( )= ? ( ) ，( ) 为平衡系统中的物质的量分数 。保持其它条件不变，仅改变反应温度为T2212 中画出容(T T ) ，在图器内混合气体的平均摩尔质量随反应时间的变化趋势图_。II. NO 的工业处理（3） H2还原法： 2NO( g)+ 2H2( g)N2 ( g)+ 2H2O( g)H1已知在标准状况下，由元素最稳定的单质生成1
20、mol 纯化合物时的焓变叫做标准摩尔生成焓。 NO( g) 和 H2O( g) 的标准摩尔生成焓分别为- 1- 1H1 =_。+90kJ?mol、 - 280kJ?mol。则（4） O33- CaSO 联合处理法NO 可以先经 O氧化，再用 CaSO 水悬浮液吸收生成的 NO ，转化为 HNO 。已知难溶物在3322溶液中并非绝对不溶，同样存在着一定程度的沉淀溶解平衡。在CaSO3 水悬浮液中加入2432- 对 NO2的吸收速率，请用平衡移动原理解释其主要原因_。Na SO 溶液能提高 SO（5）电化学处理法工业上以多孔石墨为惰性电极，稀硝酸铵溶液为电解质溶液，将NO 分别通入阴阳两极，通过电
21、解可以得到浓的硝酸铵溶液。则电解时阳极发生的电极反应为_。【答案】 AE0. 08- 740kJ?mol- 1对于反应32+( aq)+SO32- ( aq) ，加入 Na2 442 -结合部分 Ca2+，使其平衡向CaSO sCaSO溶液时，SO( )正反应方向移动，2-) 增大，吸收 NO2-+c( SO3的速率增大NO- 3e+2H23+4HO=NO【解析】【分析】【详解】I. （ 1）在一定条件下，当一个可逆反应的正反应速率与逆反应速率相等时，反应物的浓度与生成物的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，即“化学平衡状态”。其中，正反应速率与逆反应速率相等是化学平衡状态的实质，而反应物的
22、浓度与生成物的浓度不再改变是化学平衡状态的表现。A2v正 ( O2)=v逆 ( NO2) 时，说明反应已达平衡态，故A正确；. 当B. NO 与 O2 的物质的量之比为 2：1 时，不能说明该反应反应物的浓度与生成物的浓度不再改变，故 B 错误；C. 根据质量守恒定律，容器内气体的质量恒定不变，则恒容容器内混合气体的密度始终保持不变，不能说明达到化学平衡状态，故C 错误；DK只与温度有关，则不能用K不变来判断化学平衡状态，故D错误；. 该反应中平衡常数E. 容器内混合气体的颜色保持不变，则说明反应物的浓度与生成物的浓度不再改变，即达到化学平衡状态，故E 正确；综上所述，答案为AE；（2）设容器
23、内二氧化氮与氧气分别为2mol、 1mol，达平衡态时，氧气转化了xmol ，则可列三段式为：2NO+O 2?2NO 2起始量 (mol )210转化量 (mol )2xx2x平衡量 ( mol ) 2 2 xx2x平衡时平均摩尔质量为36.8g mol，则有/uuvm 2mol 30g/mol+1mol32g/mol =36.8g / mol ，解得 x=0 . 5，则 NO、 O22Mn(3-x)mol、 NO的物质的量分数分别为0. 4、 0. 2 、0. 4，同温同体积，根据压强之比等于物质的量之比，有 375xa 62.5，代入，解得，根据平衡常数公式有3-x=aK p =(0.46
24、2.5)20.08 ；因为该反应为放热反应，升高温度时，反应速率62.5)2(0.262.5)(0.4会加快，平衡逆向移动，平均摩尔质量会减小，容器内混合气体的平均摩尔质量随反应时间的变化趋势图为，故答案为： 0. 08；（3）H 1 =生成物标准摩尔生成焓之和- 反应物标准摩尔生成焓之和=- 280kJ?mol - 1 2-90kJ?mol - 1 2=- 740kJ?mol - 1，故答案为： - 740kJ?mol- 1；（4）相同条件下，硫酸钙的溶解度小于亚硫酸钙的溶解度，亚硫酸钙可转化为硫酸钙，对于反应 CaSO2+( aq)+ SO 2- ( aq) ，加入 Na2SO42- 结合
25、部分 Ca2+，使其3( s)Ca3溶液时， SO4平衡向正反应方向移动，c( SO32- ) 增大，吸收 NO2的速率增大，故答案为：对于反应CaSO3( s)Ca2+( aq)+ SO32- ( aq) ，加入 Na2SO4 溶液时， SO42 - 结合部分 Ca2+，使其平衡向正反应方向移动， c( SO 2-) 增大，吸收 NO2 的速率增大；3（5）由电解原理可知，阳极发生氧化反应，则一氧化氮转化为硝酸根，其电极方程式为 NO- 3e- +2H2O=NO3- +4H+，故答案为： NO- 3e- +2H2O=NO3- +4H+。4 （ 1）如图的氮循环是生态系统物质循环的重要部分，人
26、类活动加剧了氮循环中的物质转化。下列说法正确的是_（填字母序号）A 固氮过程中， N2 只做氧化剂B 硝化过程需要有氧化剂参与C 反硝化过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响D 同化、氨化过程中，实现了氮元素在无机物和有机物之间的转化反硝化过程中，CH3OH 可作为反应的还原剂，1mol 还原剂失去 6mol 电子。请将该反应的离子方程式补充完整： 5CH33_+_+_+_，OH+ NO_（2）研究表明，氮氧化物（NOx）和二氧化硫都与大气中雾霾的形成有关。已知： SO2生成3223SO 总反应方程式是2SO (g) O (g)2SO (g) H 196.6kJ/mol此反应可通过如下两步完
27、成：2NO(g) O2(g)2NO21(g) H 113kJ/molNO (g) SO (g)SO (g) NO(g) H_。2232一定温度下，向2L 恒容密闭容器中充入NO22和 SO 各 1mol， 5min 达到平衡，此时容器中 NO2和 NO 的浓度之比为1 3，则 NO2的平衡转化率是 _。（3）砷（ As）是第四周期 A 族元素，其化合物，有着广泛的用途。AsH3的稳定性比 NH3 的稳定性 _（填 “强 或“弱 ）。用原子结构解释原因_。常将含砷废渣（主要成分为As2S3）制成浆状，通入O2氧化，生成 H3AsO4 和单质硫。写出发生反应的化学方程式 _。 298K 时，将 2
28、0mL3xmol?L-1Na3AsO3、 20mL3xmol?L-1I2 和 20mLNaOH 溶液混合，发生反应： AsO 3-3-33(aq)+I2(aq)+2OHAsO4(aq)+2I (aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO4)与反应时间（ t ）的关系如图所示。若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K 为 _。【答案】 BCD5CH33-23-32-241.8kJ/mol75%弱 NOH+6NON +4HCO +CO+8H O和 As 位于同一主族， As 的电子层数比 N 的多，原子半径As 比 N 的大，得电子能力As 比N 弱，非金属性As 比 N 弱，氢化物 AsH 的
29、稳定性比 NH弱2As S +5O +6H O=4H AsO +6S332322344y 3(x-y) 2【解析】【分析】【详解】（1） A氮气在大气中氧化为亚硝酸根离子、硝酸根离子，N 的化合价升高，被氧化，所以 N2 作还原剂，故A 错误；B NH转化成 HNO ，增加了 O 元素，则 NH被氧气氧化，所以在硝化细菌作用下发生的323硝化过程需要有氧化剂参与，故B 正确；C反硝化过程，生成氮气，向大气提供氮气，即反硝化过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响，故 C 正确；D氨化过程是动植物蛋白转化为氨气或铵根离子，即有机物转化为无机物，同化、氨化过程中，实现了氮元素在无机物和有机物之间的
30、转化，故D 正确；故选 BCD。反硝化过程中，CH3OH 可作为反应的还原剂， 1mol 还原剂失去 6mol 电子。 CH3OH 与硝酸根离子反应生成氮气、碳酸根离子、碳酸氢根离子和水，反应的离子方程式为：-2-+8H2 O，故答案为：-5CH3OH+6NO3N2 +4HCO3 +CO35CH3OH+6NO3N +4HCO-+CO2-+8H2O；233（2） .2SO22(g)31(g)O2SO (g)H 196.6kJ mol .2NO(g) O2(g)2NO2(g) H1 113kJ mol 1盖斯定律计算（1NO2 (g) SO2(g)SO3(g) NO(g) H21，故-） 得到-41.8 kJ mol2
