2020屆高考(人教)化學(xué)：化學(xué)反應(yīng)原理綜合二輪練習(xí)試題附答案

2020屆高考(人教)化學(xué)：化學(xué)反應(yīng)原理綜合二輪練習(xí)題附答案TOC\o"1-5"\h\z**化學(xué)反應(yīng)原理綜合 **1、(2019年安徽合肥六中等四校聯(lián)考 )利用含碳化合物合成燃料是解決能源危機(jī)的重要方法。已知： CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)反應(yīng)過程的能量變化如下圖所示。曲線Ⅰ、Ⅱ分別表示無或有催化劑兩種情況。下列判斷正確的是 ( )A．該反應(yīng)的逆反應(yīng)的 ΔH＝－ 91kJ/molB．加入催化劑，可以改變?cè)摲磻?yīng)的途徑，且該反應(yīng)的 ΔH不變C．反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量D．該反應(yīng)中反應(yīng)物的鍵能之和大于生成物的鍵能之和【答案】B2、反應(yīng) 4A(s)＋3B(g) 2C(g)＋D(g)經(jīng)2min，B的濃度減少 0.6molL·－1。對(duì)此反應(yīng)速率的正確表示是 ( )A．用 A表示的反應(yīng)速率是 0.8molL·－1·s－1B．分別用 B、C、D表示反應(yīng)的速率，其比值是 3∶2∶1C．在 2min末時(shí)的反應(yīng)速率，用反應(yīng)物 B來表示是 0.3molL·－1·min－1D．在這 2min內(nèi)用 B和C表示的反應(yīng)速率的值都是相同的【答案】 B【解析】反應(yīng)物 A是固體，濃度為常數(shù)，通常不用其表示反應(yīng)的速率， A項(xiàng)錯(cuò)誤；v(B)＝0.6mol·L－1/2min＝0.3molL·－1·min－1，是 2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率，而不是2min末時(shí)的反應(yīng)速率， C項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)中 B和C的計(jì)量數(shù)不同，表示的反應(yīng)速率的值不同， D項(xiàng)錯(cuò)誤；只有 B項(xiàng)正確。3、(2019·北京卷)氫能源是最具應(yīng)用前景的能源之一，高純氫的制備是目前的研究熱點(diǎn)。(1)甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一。①反應(yīng)器中初始反應(yīng)的生成物為 H2和CO2，其物質(zhì)的量之比為 4∶1，甲烷和

.CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH1.CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH2.CH4(g)===C(s)＋2H2(g)ΔH3TOC\o"1-5"\h\zΔH1和ΔH2計(jì)算 ΔH3時(shí)，還需要利用 反ΔH。n(H2O)∶n(CH4)＝4∶1，大于初始反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比， (選填字母序號(hào) )。a．促進(jìn) CH4轉(zhuǎn)化 b．促進(jìn) CO轉(zhuǎn)化為 CO2c．減少積炭生成CaO可以去除 CO2。H2體積分?jǐn)?shù)和 CaO消耗率隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示。t1時(shí)開始， H2體積分?jǐn)?shù)顯著降低，單位時(shí)間 CaO消耗率 (填“升)。此時(shí) CaO消耗率約為 35%，但已失效，結(jié)合化學(xué)(2)可利用太陽(yáng)能光伏電池電解水制高純氫，工作示意圖如圖。通過控制開關(guān)連K1或 K2，可交替得到 H2和 O2。①制H2時(shí)，連接 。產(chǎn)生H2的電極反應(yīng)式是。②改變開關(guān)連接方式，可得 O2。③結(jié)合①和②中電極 3的電極反應(yīng)式，說明電極 3的作用：[解析 ](1)①根據(jù) CH4與H2O反應(yīng)生成 H2、CO2的物質(zhì)的量之比為 4∶1，結(jié)合原子守恒可得反應(yīng)的化學(xué)方程式為 CH4＋2H2O(g)===4H2＋CO2。②根據(jù)蓋斯定律，由?。ⅲ；颌。ⅲ？傻媚繕?biāo)熱化學(xué)方程式。③反應(yīng)物的投料比n(H2O)∶n(CH4)＝4∶1，大于初始反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比， H2O的物質(zhì)的量增加，有利于促進(jìn) CH4轉(zhuǎn)化，促進(jìn) CO轉(zhuǎn)化為 CO2，防止 CH4分解生成 C(s)，從而減少積炭生成。④根據(jù)題圖可知，從 t1時(shí)開始， CaO消耗率曲線的斜率逐漸減小，單位時(shí)間內(nèi) CaO消耗率逐漸降低。 CaO與CO2反應(yīng)生成 CaCO3，CaCO3會(huì)覆蓋在 CaO表面，減少了 CO2與CaO的接觸面積，從而失效。 (2)①電解堿TOC\o"1-5"\h\z性電解液時(shí)， H2O電離出的 H＋在陰極得到電子產(chǎn)生 H2，根據(jù)題圖可知電極 1與電池負(fù)極連接， 為陰極，所以制H2時(shí)，連接K1，產(chǎn)生 H2的電極反應(yīng)式為 2H2O＋2e－===H2↑＋ 2OH－。③制備 O2時(shí)堿性電解液中的 OH－失去電子生成 O2，連接K2，O2在電極 2上產(chǎn)生。連接 K1時(shí)，電極 3為電解池的陽(yáng)極， Ni(OH)2失去電子生成 NiOOH，電極反應(yīng)式為 Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O，連接K2時(shí)，電極 3為電解池的陰極，電極反應(yīng)式為 NiOOH＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－，使電極 3得以循環(huán)使用。催化劑[答案 ](1)①CH4＋2H2O=====4H2＋CO2C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)或C(s)＋CO2(g)===2CO(g)

TOC\o"1-5"\h\zabc④降低 CaO＋CO2===CaCO3，CaCO3覆蓋在 CaO表面，減少了 CO2與CaO的接觸面積(2)①K12H2O＋2e－===H2↑＋ 2OH－③制 H2時(shí)，電極 3發(fā)生反應(yīng)： Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O。制 O2時(shí)，上述電極反應(yīng)逆向進(jìn)行，使電極 3得以循環(huán)使用4、甲醇是重要的化工原料，發(fā)展前景廣闊。(1)利用甲醇可制成微生物燃料電池(利用微生物將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置)某微生物燃料電池裝置如右圖所示：TOC\o"1-5"\h\zA極是 極(填“正”或“負(fù)” )，其電極反應(yīng)式是 。2)研究表明 CO2加氫可以合成甲醇。 CO2和H2可發(fā)生如下兩個(gè)反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2①反應(yīng)I的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式 K＝ 。②有利于提高反應(yīng) I中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率的措施有 (填序號(hào))。a．使用催化劑 b．加壓 c．增大 CO2和H2的初始投料比③研究溫度對(duì)于甲醇產(chǎn)率的影響。在 210℃~290℃，保持原料氣中 CO2和H2的投料比不變，按一定流速通過催化劑甲，主要發(fā)生反應(yīng) I，得到甲醇的實(shí)際產(chǎn)率、平衡產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如右圖所示。1 0(填“>” 、“＝”或“<” )，其依據(jù)是 。CO2和 H2初始投料比一定， 按一定流速通過催化劑乙，：T(K)CO2實(shí)際轉(zhuǎn)化率( %)甲醇選擇性( %)【注】54312.342.3

55315.339.1【注】甲醇選擇性：轉(zhuǎn)化的 CO2中生成甲醇的百分比表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，升高溫度， CO2的實(shí)際轉(zhuǎn)化率提高而甲醇的選擇性降低，其原因是 ?！敬鸢浮浚?）負(fù)（ 1分） CH3OH—6e-+H2O==CO2+6H+（2）① c（CH3OH）c（H2O）c（CO2）c3（H2）②b③<溫度升高，甲醇的平衡產(chǎn)率降低④溫度升高， I、II的反應(yīng)速率均加快，但對(duì) II的反應(yīng)速率的影響更大。5、 （2020屆新題預(yù)測(cè) ）某硫酸工廠的廢水中含有較多的 H＋ 、 Cu2＋ 、 Fe2＋ 、 SO24－ 、AsO43－、HAsO42－、H2AsO－4等需要處理的雜質(zhì)離子，其中一種處理流程如圖 1所示。Ⅰ.常溫下 lgc（M）（M表示 Cu2＋或Fe2＋等）隨pH的沉淀溶解平衡曲線如圖2所示 2所示 （已知 10－5.7≈2×10－6）。.常溫下 H3AsO4水溶液中含砷元素的各物種的分布分?jǐn)?shù) （平衡時(shí)某物種的濃度）與pH的關(guān)系如圖 3所示。TOC\o"1-5"\h\z(1)沉淀 A的主要成分的化學(xué)式是 。(2)常溫下 pH＝7的溶液中 Cu2＋的物質(zhì)的量濃度為 ，請(qǐng)判斷此時(shí) Fe2＋是否沉淀完全： (填“是”或“否” )。(3)若氧化過程中生成了某種膠體，用離子方程式解釋氧化過程中溶液 pH降低的原因： 。(4)①研究 H3AsO4水溶液， 分析廢水中的砷的去除率： 以酚酞為指示劑 (pH變色范圍為 8.2～10.0)，將NaOH溶液逐滴加入 H3AsO4溶液中，當(dāng)溶液由無色變?yōu)闇\紅色時(shí)停止滴加。該過程中主要反應(yīng)的離子方程式為②H3AsO4第一步電離方程式 H3AsO4 H2AsO－4＋H＋的電離常數(shù)為 Ka1，則pKa1＝ (pKa1＝－lgKa1)。③最后一次調(diào)節(jié) pH時(shí)，pH過低或過高砷的去除率都會(huì)明顯降低， pH過低時(shí)可能的原因是 ；_pH過高時(shí)可能的原因是 從沉淀轉(zhuǎn)化的角度分(析)。解析： (1)因?yàn)閺U水含有較多的 H＋ 、 Cu2＋、 Fe2＋ 、 SO42－ 、 AsO43－ 、 HAsO24－ 、 H2AsO－4等需要處理的雜質(zhì)離子，加入石灰乳調(diào)節(jié)溶液 pH＝3時(shí)，結(jié)合后續(xù)流程可知只有Ca2＋與SO24－產(chǎn)生沉淀， 故沉淀A的主要成分為 CaSO4。(2)Ksp[M(OH)2]＝c(M2TOC\o"1-5"\h\z2＋ 2＋)·c2(OH－)＝c2 ＋ ，取圖中l(wèi)gc(M)＝0即c(M2＋)＝1mol·L－1的點(diǎn)進(jìn)行計(jì)c(H)1×10－14)2 － －算， Ksp[Cu(OH)2]＝ －4.15 2＝ 1× 10－ 19.7， 同理 Ksp[Fe(OH)2]＝ 1× 10－ 15.1。1×10 )常溫下 pH＝ 7的溶液中 c(Cu2＋ )＝ Ksp[2Cu( O－H) 2]＝ 1×10－ 5.7≈ 2× 10－ 6(mol ·L－c(OH)1)，c(Fe2＋)＝ 1× 10－ 1.1mol· L－ 1>1× 10－ 5mol· L－ 1， Fe2＋ 未沉淀完全。 (3)氧化過程是將 Fe2＋氧化為 Fe3＋，F(xiàn)e3＋繼續(xù)反應(yīng)生成膠體， 故溶液pH降低的原因是 4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3(膠體 )＋8H＋。(4)①以酚酞為指示劑， pH的變色范圍為 8.2～10.0，此時(shí)溶液中砷元素主要以 HAsO42－的形式存在，故該過程中主要反應(yīng)的離子方程式為 2OH－＋H3AsO4===HAsO42－＋2H2O；② Ka1＝c(H2AsO－4)·c(H＋) － －22c( H3AsO4) ，當(dāng) c(H2AsO4)＝ c(H3AsO4)時(shí)， pH＝ 2.2， Ka1＝ 1×10 2.2，則 pKa1＝ 2.2； ③pH過低時(shí)， H＋ 會(huì)抑制 H3AsO4的電離， 溶液中 AsO43－ 濃度較小，不易與 Fe3＋形成沉淀； pH過高時(shí)， FeAsO4會(huì)轉(zhuǎn)化為 Fe(OH)3沉淀， AsO43－又進(jìn)入水中。答案： (1)CaSO4(2)2×10－6mol·L－1否(3)4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3(膠體 )＋8H＋(4)①2OH－＋H3AsO4===HAsO42－＋2H2O②2.2③H＋會(huì)抑制 H3AsO4的電離，溶液中 AsO43－濃度較小，不易與 Fe3＋形成沉淀FeAsO4會(huì)轉(zhuǎn)化為 Fe(OH)3沉淀， AsO34－又進(jìn)入水中6、對(duì)溫室氣體二氧化碳的研究一直是科技界關(guān)注的重點(diǎn)。Ⅰ.在催化劑存在下用 H2還原 CO2是解決溫室效應(yīng)的重要手段之一，相關(guān)反應(yīng)如下：主反應(yīng)： CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)ΔH1副反應(yīng)： CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋ 41.2kJm·ol－1已知H2和CH4的燃燒熱分別為－ 285.5kJm·ol－1和－890.0kJm·ol－1－1H2O(l)===H2O(g)ΔH＝＋ 44kJm·ol1(1)ΔH1＝ kJ·mol－1。(2)有利于提高 CH4平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是 至少寫兩條( )。工業(yè)上提高甲烷反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是 。(3)T℃時(shí)，若在體積恒為 2L的密閉容器中同時(shí)發(fā)生上述反應(yīng)，將物質(zhì)的量之和為5mol的H2和CO2以不同的投料比進(jìn)行反應(yīng)，結(jié)果如圖 1所示。若 a、b表示反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，則表示 H2轉(zhuǎn)化率的是 ，c、d分別表示 CH4(g)和CO(g)的體積分?jǐn)?shù)，由圖可知 n(H2)＝ 時(shí)，甲烷產(chǎn)率最高。若該條n(CO2)件CO的產(chǎn)率趨于 0，則 T℃時(shí)①的平衡常數(shù) K＝ 。

Ⅱ.溶于海水的 CO295%以HCO－3形式存在。在海洋中，通過如圖 2鈣化作用實(shí)現(xiàn)碳自凈。TOC\o"1-5"\h\z(4)寫出鈣化作用的離子方程式： 。_(5)如圖 3，電解完成后， a室的pH (“變大”“變小”或“幾乎不變” )；其間b室發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為解析：Ⅰ .(1)根據(jù)已知有② CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋ 41.2kJ·mol－12H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH3＝－ 571.0kJm·ol－1CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH4＝－ 890.0kJm·ol－1H2O(l)===H2O(g)ΔH5＝＋ 44kJm·ol－1根據(jù)蓋斯定律，由③× 2－④＋⑤× 2可得 CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)ΔH1＝2ΔH3－ΔH4＋2ΔH5＝－ 164.0kJm·ol－1。(2)反應(yīng) CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)是正方向?yàn)闅怏w體積減小的放熱反應(yīng)，降低溫度和增大壓強(qiáng)都有利于反應(yīng)正向移動(dòng)，提高 CH4平衡產(chǎn)率；工業(yè)上提高甲烷反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是催化劑。(3)隨著 n(H2)比值的增大，氫氣的轉(zhuǎn)化率降低，則表示 H2轉(zhuǎn)化率的是 b。隨著n(CO2)nn((CHO2)2)比值的增