2023版高考化學(xué)微專題小練習(xí)專練44化學(xué)反應(yīng)原理綜合題

歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！專練44化學(xué)反應(yīng)原理綜合題1．[2022·湖南卷]2021年我國(guó)制氫量位居世界第一，煤的氣化是一種重要的制氫途徑?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)在一定溫度下，向體積固定的密閉容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g)，起始?jí)簭?qiáng)為0.2MPa時(shí)，發(fā)生下列反應(yīng)生成水煤氣：Ⅰ.C(s)＋H2O(g)?CO(g)＋H2(g)ΔH1＝＋131.4kJ·mol－1Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)?CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41.1kJ·mol－1①下列說(shuō)法正確的是________；A．平衡時(shí)向容器中充入惰性氣體，反應(yīng)Ⅰ的平衡逆向移動(dòng)B．混合氣體的密度保持不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)體系已達(dá)到平衡C．平衡時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)可能大于eq\f(2,3)D．將炭塊粉碎，可加快反應(yīng)速率②反應(yīng)平衡時(shí)，H2O(g)的轉(zhuǎn)化率為50%，CO的物質(zhì)的量為0.1mol。此時(shí)，整個(gè)體系________(填“吸收”或“放出”)熱量________kJ，反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kp＝________(以分壓表示，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(2)一種脫除和利用水煤氣中CO2方法的示意圖如下：①某溫度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c(COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3)))∶c(HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3)))＝1∶2，則該溶液的pH＝________(該溫度下H2CO3的Ka1＝4.6×10－7，Ka2＝5.0×10－11)；②再生塔中產(chǎn)生CO2的離子方程式為_(kāi)___________________________；③利用電化學(xué)原理，將CO2電催化還原為C2H4，陰極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________。2．[2021·河北卷(節(jié)選)]當(dāng)今，世界多國(guó)相繼規(guī)劃了碳達(dá)峰、碳中和的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，因此，研發(fā)二氧化碳利用技術(shù)、降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點(diǎn)。(1)大氣中的二氧化碳主要來(lái)自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25℃時(shí)，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表：物質(zhì)H2(g)C(石墨，s)C6H6(l)燃燒熱ΔH(kJ·mol－1)－285.8－393.5－3267.5則25℃時(shí)H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)___________________。(2)雨水中含有來(lái)自大氣的CO2，溶于水中的CO2進(jìn)一步和水反應(yīng)，發(fā)生電離：①CO2(g)?CO2(aq)②CO2(aq)＋H2O(l)?H＋(aq)＋HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))(aq)25℃時(shí)，反應(yīng)②的平衡常數(shù)為K。溶液中CO2的濃度與其在空氣中的分壓成正比(分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))，比例系數(shù)為ymol·L－1·kPa－1，當(dāng)大氣壓強(qiáng)為pkPa，大氣中CO2(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x時(shí)，溶液中H＋濃度為_(kāi)_______mol·L－1(寫出表達(dá)式，考慮水的電離，忽略HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))的電離)。(3)105℃時(shí)，將足量的某碳酸氫鹽(MHCO3)固體置于真空恒容容器中，存在如下平衡：2MHCO3(s)eq\o(,\s\up7(△))M2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)上述反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)體系的總壓為46kPa。保持溫度不變，開(kāi)始時(shí)在體系中先通入一定量的CO2(g)，再加入足量MHCO3(s)，欲使平衡時(shí)體系中水蒸氣的分壓小于5kPa，CO2(g)的初始?jí)簭?qiáng)應(yīng)大于________kPa。(4)我國(guó)科學(xué)家研究Li-CO2電池，取得了重大科研成果?；卮鹣铝袉?wèn)題：①Li-CO2電池中，Li為單質(zhì)鋰片，則該電池中的CO2在________(填“正”或“負(fù)”)極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。研究表明，該電池反應(yīng)產(chǎn)物為碳酸鋰和單質(zhì)碳，且CO2電還原后與鋰離子結(jié)合形成碳酸鋰按以下4個(gè)步驟進(jìn)行，寫出步驟Ⅲ的離子方程式。Ⅰ.2CO2＋2e－=C2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))Ⅱ.C2Oeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))=CO2＋COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(2))Ⅲ.________________________Ⅳ.COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))＋2Li＋=Li2CO3②研究表明，在電解質(zhì)水溶液中，CO2氣體可被電化學(xué)還原。CO2在堿性介質(zhì)中電還原為正丙醇(CH3CH2CH2OH)的電極反應(yīng)方程式為_(kāi)_______________________。3．[2021·全國(guó)乙卷]一氯化碘(ICl)是一種鹵素互化物，具有強(qiáng)氧化性，可與金屬直接反應(yīng)，也可用作有機(jī)合成中的碘化劑。回答下列問(wèn)題：(1)歷史上海藻提碘中得到一種紅棕色液體，由于性質(zhì)相似，Liebig誤認(rèn)為是ICl，從而錯(cuò)過(guò)了一種新元素的發(fā)現(xiàn)。該元素是________。(2)氯鉑酸鋇(BaPtCl6)固體加熱時(shí)部分分解為BaCl2、Pt和Cl2，376.8℃時(shí)平衡常數(shù)K′p＝1.0×104Pa2。在一硬質(zhì)玻璃燒瓶中加入過(guò)量BaPtCl6，抽真空后，通過(guò)一支管通入碘蒸氣(然后將支管封閉)。在376.8℃，碘蒸氣初始?jí)簭?qiáng)為20.0kPa。376.8℃平衡時(shí)，測(cè)得燒瓶中壓強(qiáng)為32.5kPa，則pICl＝________kPa，反應(yīng)2ICl(g)=Cl2(g)＋I(xiàn)2(g)的平衡常數(shù)K＝________(列出計(jì)算式即可)。(3)McMorris測(cè)定和計(jì)算了在136～180℃范圍內(nèi)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp：2NO(g)＋2ICl(g)?2NOCl(g)＋I(xiàn)2(g)Kp12NOCl(g)?2NO(g)＋Cl2(g)Kp2得到lgKp1～eq\f(1,T)和lgKp2～eq\f(1,T)均為線性關(guān)系，如下圖所示：①由圖可知，NOCl分解為NO和Cl2反應(yīng)的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。②反應(yīng)2ICl(g)=Cl2(g)＋I(xiàn)2(g)的K＝________(用Kp1、Kp2表示)；該反應(yīng)的ΔH________0(填“大于”或“小于”)，寫出推理過(guò)程________________________________________________________________________。(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化學(xué)分解反應(yīng)，在一定頻率(ν)光的照射下機(jī)理為：NOCl＋hν→NOCl*NOCl＋NOCl*→2NO＋Cl2其中hν表示一個(gè)光子能量，NOCl*表示NOCl的激發(fā)態(tài)?？芍?，分解1mol的NOCl需要吸收________mol的光子。4．[2022·浙江卷1月(節(jié)選)]工業(yè)上，以煤炭為原料，通入一定比例的空氣和水蒸氣，經(jīng)過(guò)系列反應(yīng)可以得到滿足不同需求的原料氣。請(qǐng)回答：(1)在C和O2的反應(yīng)體系中：反應(yīng)1C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－394kJ·mol－1反應(yīng)22CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH2＝－566kJ·mol－1反應(yīng)32C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH3①設(shè)y＝ΔH－TΔS，反應(yīng)1、2和3的y隨溫度T的變化關(guān)系如圖1所示。圖中對(duì)應(yīng)于反應(yīng)3的線條是_________________________________________________________________。②一定壓強(qiáng)下，隨著溫度的升高，氣體中CO與CO2的物質(zhì)的量之比________。A．不變 B．增大C．減小 D．無(wú)法判斷(2)水煤氣反應(yīng)：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝131kJ·mol－1。工業(yè)生產(chǎn)水煤氣時(shí)，通常交替通入合適量的空氣和水蒸氣與煤炭反應(yīng)，其理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。專練44化學(xué)反應(yīng)原理綜合題1．(1)①BD②吸收31.20.02MPa(2)①10②2HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))eq\o(=,\s\up7(△))H2O＋CO2↑＋COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))③2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2O解析：(1)①平衡時(shí)向容器中充入惰性氣體，各物質(zhì)濃度不變，反應(yīng)Ⅰ的平衡不移動(dòng)，A錯(cuò)誤；C(s)在反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)化成氣體，氣體質(zhì)量增大，使氣體密度增大，直至反應(yīng)達(dá)到平衡，B正確；由Ⅰ＋Ⅱ得C(s)＋2H2O(g)?CO2(g)＋2H2(g)，當(dāng)該反應(yīng)進(jìn)行到底時(shí)，H2的體積分?jǐn)?shù)為eq\f(2,3)，但可逆反應(yīng)不可能進(jìn)行到底，故C錯(cuò)誤；將炭塊粉碎，增大了炭與水蒸氣的接觸面積，可加快反應(yīng)速率，D正確。②設(shè)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)Ⅰ消耗xmolH2O(g)、反應(yīng)Ⅱ消耗ymolH2O(g)，由題中信息可得：Ⅰ.C(s)＋H2O(g)?CO(g)＋H2(g)起始量/mol:100變化量/mol:xxxⅡ.CO(s)＋H2O(g)?CO2(g)＋H2(g)變化量/mol:yyyy平衡量/mol:x－y1－x－yyx＋y則x＋y＝50%×1、x－y＝0.1，解得x＝0.3、y＝0.2，故整個(gè)體系的熱量變化為＋131.4kJ·mol－1×0.3mol－41.1kJ·mol－1×0.2mol＝＋31.2kJ(吸收熱量)。平衡時(shí)氣體總物質(zhì)的量是1.3mol，總壓強(qiáng)為0.26MPa，故反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kp＝eq\f(p（CO）·p（H2）,p（H2O）)＝eq\f(\f(0.1,1.3)×0.26MPa×\f(0.5,1.3)×0.26MPa,\f(0.5,1.3)×0.26MPa)＝0.02MPa。(2)①由Ka2＝eq\f(c（COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))）·c（H＋）,c（HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))）)＝5.0×10－11、c(COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3)))∶c(HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3)))＝1∶2，可得c(H＋)＝1.0×10－10mol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝10。②再生塔中產(chǎn)生CO2的同時(shí)生成K2CO3，說(shuō)明KHCO3在水蒸氣加熱條件下發(fā)生分解反應(yīng)。③由題意知，CO2在陰極得到電子生成C2H4，圖中質(zhì)子交換膜提示有H＋參與反應(yīng)，故陰極反應(yīng)式為2CO2＋12H＋＋12e－=C2H4＋4H2O。2．(1)3H2(g)＋6C(石墨，s)=C6H6(l)ΔH＝＋49.1kJ·mol－1(2)eq\r(Kypx)(3)100.8(4)①正2COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(2))＋CO2=2COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))＋C②3CO2＋18e－＋13H2O=CH3CH2CH2OH＋18OH－解析：(1)由題給燃燒熱數(shù)據(jù)可得，①H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH1＝－285.8kJ·mol－1，②C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－393.5kJ·mol－1，③C6H6(l)＋eq\f(15,2)O2(g)=6CO2(g)＋3H2O(l)ΔH3＝－3267.5kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律，目標(biāo)方程式可由3×①＋6×②－③得到，其ΔH＝(－285.8kJ·mol－1)×3＋(－393.5kJ·mol－1)×6－(－3267.5kJ·mol－1)＝＋49.1kJ·mol－1，故H2(g)與C(石墨，s)生成C6H6(l)的熱化學(xué)方程式為3H2(g)＋6C(石墨，s)=C6H6(l)ΔH＝＋49.1kJ·mol－1。(2)溶液中CO2的濃度與其在空氣中的分壓成正比，比例系數(shù)為ymol·L－1·kPa－1，因此當(dāng)大氣壓強(qiáng)為pkPa，大氣中CO2(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x時(shí)，溶液中CO2(aq)濃度為ypxmol·L－1。設(shè)溶液中H＋濃度為amol·L－1，由反應(yīng)②CO2(aq)＋H2O(l)=H＋(aq)＋HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))(aq)，可得c(HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3)))＝c(H＋)＝amol·L－1，c[CO2(aq)]＝y(tǒng)pxmol·L－1，則K＝eq\f(a2,ypx)，解得a＝eq\r(Kypx)。(3)平衡體系總壓為46kPa，則由2MHCO3(s)eq\o(,\s\up7(△))M2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)可得p(H2O)＝p(CO2)＝23kPa，Kp＝23×23。若保持溫度不變，設(shè)開(kāi)始先通入CO2的壓強(qiáng)為xkPa，平衡時(shí)水蒸氣分壓為5kPa時(shí)，可列“三段式”：2MHCO3(s)eq\o(,\s\up7(△))M2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)起始/kPa0x轉(zhuǎn)化/kPa55平衡/kPa55＋xKp＝23×23＝5×(5＋x)，解得x＝100.8，故為使平衡時(shí)水蒸氣分壓小于5kPa，CO2(g)初始?jí)簭?qiáng)應(yīng)大于100.8kPa。(4)Li-CO2電池的總反應(yīng)式為4Li＋3CO2=2Li2CO3＋C。①電池中，鋰為負(fù)極，CO2在正極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，由電池總反應(yīng)式可得正極反應(yīng)為3CO2＋4e－＋4Li＋=2Li2CO3＋C；結(jié)合步驟Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ，可得步驟Ⅲ的離子方程式為2COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(2))＋CO2=2COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))＋C。②介質(zhì)呈堿性，應(yīng)用OH－配平，CO2在堿性介質(zhì)中電還原為正丙醇，電極反應(yīng)方程式為3CO2＋18e－＋13H2O=CH3CH2CH2OH＋18OH－。3．(1)溴(或Br)(2)24.8eq\f(100×（20.0×103－12.4×103）,（24.8×103）2)(3)①大于②Kp1·Kp2大于設(shè)T′>T，即eq\f(1,T′)<eq\f(1,T)，由圖可知：lgKp2(T′)－lgKp2(T)>|lgKp1(T′)－lgKp1(T)|＝lgKp1(T)－lgKp1(T′)則lg[Kp2(T′)·Kp1(T′)]>lg[Kp2(T)·Kp1(T)]，K(T′)>K(T)(4)0.5解析：(1)根據(jù)題給信息“得到一種紅棕色液體”，且含有一種新元素，結(jié)合鹵素的性質(zhì)，可知所得液體中含有的新元素應(yīng)為溴(或Br)。(2)結(jié)合BaPtCl6(s)?BaCl2(s)＋Pt(s)＋2Cl2(g)可得376.8℃時(shí)K′p＝1.0×104Pa2＝p2(Cl2)，則平衡時(shí)p(Cl2)＝eq\r(1.0×104)Pa＝1.0×102Pa＝0.1kPa。相同溫度、相同容積下，氣體物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比，設(shè)平衡時(shí)I2減小的壓強(qiáng)為xkPa，根據(jù)三段式法得I2(g)＋Cl2(g)?2ICl(g)起始?jí)簭?qiáng)/(kPa):20.00轉(zhuǎn)化壓強(qiáng)/(kPa):xx2x平衡壓強(qiáng)/(kPa):20.0－x0.12x根據(jù)平衡時(shí)總壓強(qiáng)為32.5kPa得(20.0－x)＋0.1＋2x＝32.5，解得x＝12.4，則平衡時(shí)pICl＝12.4kPa×2＝24.8kPa。結(jié)合上述分析可知反應(yīng)2ICl(g)=I2(g)＋Cl2(g)的平衡常數(shù)K＝eq\f(p（Cl2）×p（I2）,p2（ICl）)＝eq\f(100×（20.0×103－12.4×103）,（24.8×103）2)[或eq\f(0.1×（20.0－12.4）,24.82)]。(3)①結(jié)合圖像lgKp2～eq\f(1,T)×103可知，隨橫坐標(biāo)逐漸增大，即溫度逐漸降低，lgKp2逐漸減小，即平衡逆向移動(dòng)，說(shuō)明該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即ΔH大于0。②結(jié)合題中信息可知Kp1＝eq\f(p2（NOCl）×p（I2）,p2（NO）×p2（ICl）)、Kp2＝eq\f(p2（NO）×p（Cl2）,p2（NOCl）)，故反應(yīng)2ICl(g)?I2(g)＋Cl2(g)的平衡常數(shù)K＝eq\f(p（Cl2）×p（I2）,p2（ICl）)/r/