2019-2021高考化學(xué)真題訓(xùn)練：化學(xué)反應(yīng)原理綜合（含答案）

2019-2021高考化學(xué)真題專項訓(xùn)練：化學(xué)反應(yīng)原理綜合（含答案）

基礎(chǔ)（精講）+沖刺（仿真）+督學(xué)（測評）+口訣（速記）+經(jīng)典（資料）

2019-2021屆高考化學(xué)真題專項（化學(xué)反應(yīng)原理綜合）

解析匯編

1.（2021?山東卷）2-甲氧基-2-甲基丁烷（TAME）常用作汽油原添加劑。在催化劑作用下，可

通過甲醇與烯垃的液相反應(yīng)制得，體系中同時存在如圖反應(yīng)：

ZYZz×z

反應(yīng)I:I+CH3OHg?OΔH1

ATAME

?八/

反應(yīng)∏:I+CH3OHg?0

TAME

Z

反應(yīng)III：/Yι≡Y

回答下列問題：

（I）反應(yīng)I、1【、ΠI以物質(zhì)的量分數(shù)表示的平衡常數(shù)K*與溫度T變化關(guān)系如圖所示。據(jù)圖

ΔH.

判斷，A和B中相對穩(wěn)定的是_（用系統(tǒng)命名法命名）；號的數(shù)值范圍是__（填標號）。

△H?

A.<-1B.-1-0

0-1——I——I——I——I——I——rj

0.00280.00290.00300.0031

（2）為研究上述反應(yīng)體系的平衡關(guān)系，向某反應(yīng)容器中加入LOmoITAME,控制溫度為353K,

測得TAME的平衡轉(zhuǎn)化率為α°已知反應(yīng)In的平衡常數(shù)Kχ3=9.0,則平衡體系中B的物質(zhì)的量

為—mol,反應(yīng)I的平衡常數(shù)KXF—。同溫同壓下，再向該容器中注入惰性溶劑四氫吠喃

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稀釋，反應(yīng)I的化學(xué)平衡將_（填“正向移動""逆向移動"或"不移動"）平衡時?，A與CH3OH物

質(zhì)的量濃度之比c（A）：C（CH3。H）=—a

（3）為研究反應(yīng)體系的動力學(xué)行為，向盛有四氫吠喃的另?容器中加入一定量A、B和

CH3OHo控制溫度為353K,A、B物質(zhì)的量濃度C隨反應(yīng)時間t的變化如圖所示。代表B的

變化曲線為_（填"X"或"Y"）:t=100s時，反應(yīng)In的正反應(yīng)速率V—逆反應(yīng)速率V￡填

或"=）。

0.16-K

I/一a12

?(100,0.112)

O

E

FSO8

曲線X

0.04-K

[7OO,O?OID曲線Y

0.00-1------Γ^^^~~II「?I=r-

0100200300400500600

/∕s

【參考答案】(1)2-甲基-2-丁烯D

Io(I-C)(I+α)”―

(2)0.9α—?-------P---------L逆向移動1:10

a^

（3）X<

【答案解析】

（1）由平衡常數(shù)KX與溫度T變化關(guān)系曲線可知，反應(yīng)1、II、W的平衡常數(shù)的自然對數(shù)隨

溫度升高（要注意橫坐標為溫度的倒數(shù)）而減小，說明3個反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，即aHι<0,

ΔH2<0,ΔH3<0,因此，A的總能最高于B的總能量，能量越低越穩(wěn)定，A和B中相對穩(wěn)

定的是B,其用系統(tǒng)命名法命名為2-甲其-2-丁烯；由蓋斯定律可知，l-Π=ΠI,則

ΔH.

L

ΔHI-ΔH2=ΔH3<0,因此4HI<?ΔH2,由于放熱反應(yīng)的越小,其絕對值越大，則二TT的

ΔH2

數(shù)值范圍是大于1，選D。

（2）向某反應(yīng)容器中加入IQmOlTAME,控制溫度為353K,測得TAME的平衡轉(zhuǎn)化率為a,

則平衡時n（TAME）=（l-a）mol,n（A）+n（B）=n（CH3OH）=amoL已知反應(yīng)In的平衡常數(shù)（3=9.0,

∏（B）

則一次=9.0,將該式代入上式可以求出平衡體系中B的物質(zhì)的量為0.9amol,n（A）=0.1a

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1—α

10(l-α)(l+a)

mol,反應(yīng)I的平衡常數(shù)KX產(chǎn)—7------V=------------2----------o同溫同壓下，再向該容器中

[a\a

0.1

注入惰性溶劑四氫峽喃稀釋，反應(yīng)I的化學(xué)平衡將向著分子數(shù)增大的方向移動，即逆向移動。

平衡時，TAME的轉(zhuǎn)化率變大，但是平衡常數(shù)不變，A與CH3OH物質(zhì)的量濃度之比不變，c(A)：

C(CH3OH)=O,Ia:a=l:10?

〃(B)一

(3)溫度為353K,反應(yīng)∏【的平衡常數(shù)(3=9.0，X=9.0。由A、B物質(zhì)的量濃度C隨反

應(yīng)時間t的變化曲線可知，X代表的平衡濃度高于Y,則代表B的變化曲線為X：由母線的

∕ι(B)0.112

變化趨勢可知，10OS以后各組分的濃度仍在變化，t=100s時一次=7TTτ≈10.2>9,

“(A)0.011

因此，反應(yīng)HI正在向逆反應(yīng)方向移動，故其正反應(yīng)速率V,小于逆反應(yīng)速率V&,填

2.(2021?浙江卷)含硫化合物是實驗室和工業(yè)上的常用化學(xué)品。請回答：

(1)實驗室可用銅與濃硫酸反應(yīng)制備少量SO?：

,

Cu(s)+2H2SO4(1)=CUSO4(S)+SO2(g)+2H,O(1)AH=-11.9kJ?moΓ.判斷該反應(yīng)

的自發(fā)性并說明理由______o

(2)己知2SO2(g)+O2(g)目面2S0,(g)ΔH=-198kJ?mol1850K時，在一恒容密

閉反應(yīng)器中充入一定量的SO2和O?,當反應(yīng)達到平衡后測得SO2、0?和SC)3的濃度分別

3

為6.0、1071110卜171、8.0×10^mol?E^'和4.4x1O-mol?L7∣。

①該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為。

②平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率為O

(3)工業(yè)上主要采用接觸法由含硫礦石制備硫酸。

①下列說法正確的是。

A.須采用高溫高壓的反應(yīng)條件使SO2氧化為SO3

B.進入接觸室之前的氣流無需凈化處理

C.通入過量的空氣可以提高含硫礦石和SO?的轉(zhuǎn)化率

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D.在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收SOj以提高吸收速率

②接觸室結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中1~4表示催化劑層。圖2所示進程中表示熱交換過程的是

IIIIIIIIIIIIII:

溫度

圖2

③對于放熱的可逆反應(yīng)，某一給定轉(zhuǎn)化率下,最大反應(yīng)速率對應(yīng)的溫度稱為最適宜溫度。在

圖3中畫出反應(yīng)2SO2（g）+O2（g）口2SO,（g）的轉(zhuǎn)化率與最適宜溫度（曲線1）、平衡轉(zhuǎn)化

率與溫度（曲線∏）的關(guān)系曲線示意圖（標明曲線I、∏）

（4）一定條件下，在Na?S—HzSOj-H?。?溶液體系中，檢測得到PH-時間振蕩曲線如圖

4,同時觀察到體系由澄清f渾濁f澄清的周期性變化?？捎靡唤M離f方程式表示每?個周

期內(nèi)的反應(yīng)進程，請補充其中的2個離f方程式。

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??S2^+H+=HS^

∏.①；

III.HS-+H2O2+H'=SJ+2H2O；

M②.

【參考答案】(1)不同溫度下都能自發(fā),是因為AH<0,AS>0

(2)6,7×103moΓl?L88%

-++

(4)HS+4H,O2=SO^+4H,O+HS+3H2O,=SO^+2H,O+2H

【答案解析】

（1）實驗空可用銅與濃硫酸反應(yīng)制備少壯so?的反應(yīng)為

Cu(s)+2H2SO4(1)=CUSO4(S)+SO2(g)+2H,O(1)Δ∕/=-11.9kJ?moΓ',由于該反

應(yīng)△〃<0、ΔS>0,因此該反應(yīng)在任何溫度卜都能自發(fā)進行

(2)①根據(jù)題中所給的數(shù)據(jù)可以求出該溫度下2SO2(g)+O2(g)口2SO3(g)的平衡常數(shù)

2

C(SO3)_______(4.4χl(Γ2mol?LT)2_________3

j2323

'~C(SO2)C(O2)-(6.0X10^mol?L^')×8.0X10^mol?L^'-67x1OmOIL.

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②平衡時SC?的轉(zhuǎn)化率為

C(SOJ________4.4X10々molL

×100%=×100%=88%;

,2

c(SO2)+c(SO3)6.0X10^mo?■L^'+4.4X10^mol?L^'

（3）①A.在常壓下SO2催化氧化為SO3的反應(yīng)中，SC>2的轉(zhuǎn)化率己經(jīng)很高，工業(yè)上仃采

用高壓的反應(yīng)條件，A說法不正確；

B.進入接觸室之前的氣流中含有會使催化劑中毒的物質(zhì)，需經(jīng)凈化處理以防止催化劑中毒,

B說法不正確：

C.通入過量的空氣可以增大氧氣的濃度，可以使含硫礦石充分反應(yīng)，并使化學(xué)平衡

2SO2（g）+O2（g）□2SO3（g）向正反應(yīng)方向移動，因此可以提高含硫礦石和SC>2的轉(zhuǎn)化

率；

D.SOj叮水反應(yīng)放出大后的熱，在吸收塔中若采用水或稀硫酸吸收SO3,反應(yīng)放出的熱量

會使硫酸形成酸霧從而影響5。3被水吸收導(dǎo)致5。3的吸收速率減小，因此，在吸收塔中不宜

采用水或稀硫酸吸收so.,D說法不正確。

綜上所述，相關(guān)說法正確的是C；

②反應(yīng)混合物在熱交換氣中與原料氣進行熱交換，在熱交換過程中，反應(yīng)混合物不與催化劑

接觸，化學(xué)反應(yīng)速率大幅度減小，故雖然反應(yīng)混合物的溫度降低，SO2的轉(zhuǎn)化率基本不變,

因此，圖2所示進程中表示熱交換過程的是4T%、a→%?b3-a4,因此選BDF:

③對于放熱的可逆反應(yīng)2S0式g）+0z（g）口2SO3（g）,該反應(yīng)的最適宜溫度為催化劑的催

化活性最好時所對應(yīng)的溫度，在該溫度下化學(xué)反應(yīng)速率最大，SO2的轉(zhuǎn)化率也最大；當溫

度高于最適宜溫度后，催化劑的催化活性逐漸減小，催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響超過了溫

度升高對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，因此化學(xué)反應(yīng)速率逐漸減小，SO2的轉(zhuǎn)化率也逐漸減?。?/p>

由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨著溫度的升高，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率減?。河捎诜磻?yīng)混合物與催

化劑層的接觸時間較少，在實際的反應(yīng)時間內(nèi)反應(yīng)還沒有達到化學(xué)平衡狀態(tài)，故在相應(yīng)溫度

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卜SO2的轉(zhuǎn)化率低于其平衡轉(zhuǎn)化率。因此，反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)口2SO3(g)的轉(zhuǎn)化率與

最適宜溫度(曲線I)、平衡轉(zhuǎn)化率與溫度(曲線H)的關(guān)系曲線示意圖可表示如下：

1001--------------------------------------------------------------1

轉(zhuǎn)

化

率

%

溫度----

(4)由PH一時間振蕩曲線可知，在Na?S-HzSO』-H?。?溶液體系中，溶液的PH層先

增大后減小的周期性變化，同時觀察到體系由澄清T渾濁今澄清的周期性變化，硫化鈉與硫

酸反應(yīng)生成HS：S2^+H+=HS^.然后發(fā)生HS+4H2θ=Sθj+4H2θ+H',該過程溶

液的PH基本不變，溶液保J溶液變渾濁時HS-被H2O2汰化為S，即發(fā)生

+

HS^+H2O2+H=SΦ+2H2O,該過程溶液的PH增大：溶液又變澄清時S又被H2。？氣

化為SO；,發(fā)牛.S+3H2O2=SO；+2H2O+2H+,該過程溶液的PH在減小.因此可以推

測該過程中每一個周期內(nèi)的反應(yīng)進程中依次發(fā)生了如下離子反應(yīng)：S2-+H+=HS^>

-+

HS+4H2O2=SO^+4H2O+FT、HS-+H2O2+H=S+2H,0、

S+3H2O2=SO^+2H2O+2H?

3.(2021?廣東卷)我國力爭于2030年前做到碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和。CFU與Co2重

整是C02利用的研究熱點之一。該重整反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng)：

a)CH4(g)+CO2(g)□2CO(g)+2H2(g)AHl

b)CO2(g)+H2(g)□CO(g)+H2O(g)ΔH2

c)CH4(g)□C(s)+2H2(g)ΔH3

d)2C0(g)□CO2(g)+C(s)ΔW4

e)CO(g)+H2(g)0H2O(g)+C(s)ΔHs

(1)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)a的AHI=(寫出一個代數(shù)式即可)。

(2)上述反應(yīng)體系在一定條件下建立平衡后，下列說法正確的有?

A.增大C02與CHi,的濃度，反應(yīng)a、b、C的正反應(yīng)速率都增加

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B.移去部分C（s）,反應(yīng)c、d、e的平衡均向右移動

C.加入反應(yīng)a的催化劑，可提高CH’的平衡轉(zhuǎn)化率

D.降低反應(yīng)溫度，反應(yīng)a~e的正、逆反應(yīng)速率都減小

（3）一定條件下，CH,分解形成碳的反應(yīng)歷程如圖所示。該歷程分步進行，其中,

第步的正反應(yīng)活化能最大。

能量

（4）設(shè)為相對壓力平衡常數(shù)，其表達式寫法：在濃度平衡常數(shù)表達式中，用相對分壓代

替濃度。氣體的相對分壓等于其分壓（單位為kPa）除以Po（P0=IOOkPa）.反應(yīng)a、c、e的

In《隨L（溫度的倒數(shù)）的變化如圖所示。

rT

①反應(yīng)a、c、e中，屬于吸熱反應(yīng)的有（填字母）。

r

②反應(yīng)c的相對壓力平衡常數(shù)表達式為Kp=.

③在圖中A點對應(yīng)溫度下、原料組成為n（CO2）：n（CH4）=l：r初始總壓為IOOkPa的恒容密閉

容器中進行反應(yīng)，體系達到平衡時M的分壓為40kPa0計算C電的平衡轉(zhuǎn)化率，寫出計算過

程o

（5）CO?用途廣泛，寫出基于其物理性質(zhì)的一種用途：o

【參考答案】（1）AH2+A“3-A”5或AH3-AH4

（2）AD

（3）44

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Dn

（4）ac―君U、68%

（P（CHJ）

PO

（5）做冷凍劑

【分析】

根據(jù)蓋斯定律計算未知反應(yīng)的反應(yīng)熱：根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素判斷反應(yīng)速

率的變化及轉(zhuǎn)化率的變化：根據(jù)圖像及曲線高低判斷反應(yīng)進程和活化能的相對大??；根據(jù)平

衡時反應(yīng)物的分壓計算平衡轉(zhuǎn)化率：根據(jù)CO2的物理性質(zhì)推測CO2的用途。

【答案解析】

（1）根據(jù)題目所給出的反應(yīng)方程式關(guān)系可知，a=b+c-e=c-d,根據(jù)蓋斯定律則有

ΔH1=ΔH2+ΔH3-ΔH5=ΔH3-ΔH4;

（2）A.增大CO2和CHa的濃度，時于反應(yīng)a、b、C來說，均增大了反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)的

正反應(yīng)速率增大，A正確；

B.移去部分C（S）,沒有改變反應(yīng)體系中的壓強，反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率均不變，平衡不移動，

B錯誤；

C.催化劑可以同等條件下增大正逆反應(yīng)速率，只能加快反應(yīng)進程，不改變反應(yīng)的平衡狀態(tài),

平衡轉(zhuǎn)化率不變，C錯誤；

D.降低溫度，體系的總能量降低，正、逆反應(yīng)速率均減小，D正確；

故參考答案選AD：

（3）由圖可知，反應(yīng)過程中能量變化出現(xiàn)了4個峰，即吸收了4次活化能，經(jīng)歷了4步反

應(yīng)；且從左往右看4次活化能吸收中，第4次對應(yīng)的峰最高，即正反應(yīng)方向第4步吸收的能

斌最多，對應(yīng)的正反應(yīng)活化能最大。

（4）①隨著溫度的升高，反應(yīng)a和C的In%增大，說明的數(shù)值增大，反應(yīng)向正反應(yīng)方

向進行，反應(yīng)a和C為吸熱反應(yīng)，同理反應(yīng)e的In減小，說明的減小，反應(yīng)向逆反應(yīng)

方向進行，反應(yīng)e為放熱反應(yīng)，故參考答案為ac：

(MH2))2

②用相對分壓代替濃度，則反應(yīng)c的平衡常數(shù)表達式K；=P。

(P(CH

P。

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(P(HI

③由圖可知，A處對應(yīng)反應(yīng)C的InKj=O,HUK,=Po=1,解方程的P2(H)=P(CH),

1p(P(CHJ24

Po

己知反應(yīng)平衡時p(H2)=40kPa,則有p(CH4)=16kPa,且初始狀態(tài)時p(CH4)=?×100kPa=50kPa,

5°kPa-16kPa

故CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為------------×100%=68%≡

50kPa

(5)固態(tài)CO?即為干冰，干冰用于制冷或人工降雨均是利用其物理性質(zhì)。

【名師點睛】

本題難點在于K；qL關(guān)系曲線的判斷，在曲線中斜率為止為放熱反應(yīng)，斜率為優(yōu)為吸熱反

ET

應(yīng)。

4.(2021?全國乙卷)一氯化碘(Ia)是一種鹵素互化物，具有強氧化性，可與金屬直接反應(yīng)，

也可用作有機合成中的碘化劑。回答下列問題：

(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誤認為是ICI,從而錯

過了一種新元素的發(fā)現(xiàn)，該元素是。

(2)氯鉗酸釧(BaPtCL)固體加熱時部分分解為BaCI2、Pt和Cl?,376.8°C時平衡常數(shù)

42

Kp=LOxlOPa,在一硬質(zhì)玻璃燒瓶中加入過量BaPtCI6,抽真空后，通過一支管通入

碘蒸氣(然后將支管封閉)，在376.8°C,碘蒸氣初始壓強為20.0kPa376.8C平衡時，測得

燒瓶中壓強為32.5kPa,則PICI=kPa,反應(yīng)2iCl(g)=C∣2(g)+"g)的平衡常數(shù)

K=(列出計算式即可)。

(3)McMorris測定和計算了在136~180°C范圍內(nèi)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)KPβ

2NO(g)+2ICl(g)□2NOCl(g)+I2(g)Kpl

2NOCl(g)□2NO(g)+Cl2(g)Kp2

得到IgKPT和IgKP2?亨均為線性關(guān)系，如下圖所示：

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①由圖可知，NOCI分解為NO和Cl2反應(yīng)的AH0(填"大于"或"小于")

②反應(yīng)2ICl(g)=Cl2(g)+I2(g)的K=(用KPl、Kp2表示)：該反應(yīng)的AH0(填

"大于"或"小于")，寫出推理過程。

(4)KiStiakoWSky曾研究了NoCl光化學(xué)分解反應(yīng)，在一定頻率(V)光的照射下機理為：

NOCl+hv——>NOC1*

NOCl+NOCf——>2N0+Cl2

其中hv表示一個光子能量，Noe1*表示NoCl的激發(fā)態(tài)?？芍?，分解ImOl的NoCl需要吸

收mol光子。

【參考答案】(1)澳(或Br)

100×(20×10--12.4×103)

(2)24.8----------------------------------

(24.8×103)

⑶大于Kp??Kp[大于設(shè)T'>T，即J，，由圖可知：

IgKp2(T')—IgKp?(T)>旭KIucr)—IgKPl(T)I=IgKPI(T)-IgKNCr)則：

lg[Kp2(T')?Kp,(T')]>lg[κp2(T)-Kpl(T)],即k(T')>k(T).因此該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反

應(yīng)，即AH大于O

(4)0.5

【答案解析】

(1)紅棕色液體，推測為溟單質(zhì)，因此錯過發(fā)現(xiàn)的元素是澳(或Br);

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基礎(chǔ)（精講）+沖刺（仿真）+督學(xué)（測評）+口訣（速記）+經(jīng)典（資料）

（2）由題意玻376.8°C時璃燒瓶中發(fā)生兩個反應(yīng)：BaPtCl6⑸口BaCl2（s）+Pt（s）+2Cl2（g）.

C∣2(g)+∣2(g)02∣c∣(g)BaPtCl6(S)QBaCl2(s)+Pt(s)+2C∣2(g)的平衡常數(shù)

42

Kp=LOxlOPa,則平衡時p2(C∣2)=1.0xl()4pa2,平衡時p(c∣2)=100Pa,設(shè)到達平衡時l2(g)

Cl2(g)+I2(g)□2ICl(g)

開始/(kPa)20.00

的分壓減小PkPa,則十〃二C、C?376.8C平衡時，測得燒瓶中

變化/(kPa)p2p

平衡/(kPa)0.120.0-p2p

壓強為32.5kPa,則0.1+20.0+p=325解得p=124則平衡時

33

PICI=2pkPa=2χl2.4kPa=24.8kPa:則平衡時，l2(g)M^?≡?(20.0-p)kPa=(20×10-12.4×10)Pa,

3

pιcι=24.8kPa=24.8×10Pa,P(CI2)=O,IkPa=IOOPa,因此反應(yīng)2ICl(g)=Cl,(g)+I2(g)的平衡

100×(20×103-12.4×103)

常數(shù)K=

(24.8×103)2

（3）①結(jié)合圖可知，溫度越高，L越小，IgKpz越大，即卬2越大，說明升高溫度平衡

T

2NOCl（g）02NO（g）+CU（g）正向移動，則NoCI分解為NO和Cl?反應(yīng)的大J-o：

②I.2NO(g)+2ICI(g尸2NOCl(g)+I2(g)Kpl

∏.2NOCI(g)□2NO(g)+Cl2(g)Km

1+H得21Cl(g)=CI2(g)+I2(g),則21Cl(g)=Cl2(g)+I2(g)的K=Kpl?Kp2；該反應(yīng)的

△H大于0：推理過程如下：設(shè)T'>T?即L<L,由圖可知：

TT

*1

lgKp2(T')-lgKp2(T)>∣lgKp,(T)-IgKp1(T)I=IgKpl(T)-IgKpl(T')!?J；

lg[Kp2(T')?Kp,(Γ)]>IgfKp2(T)-Kpl(T)],即k(T')>k(T),因此該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反

應(yīng)，即AH大于0：

(4)?.NOCl+hv——>NOCΓ

II.NOCl+NOCf——>2NO+C1,

1+∏得總反應(yīng)為2NOCI+hv=2NO+C∣2,因此2molNOCI分解需要吸收ImOl光子能量，則分解

Imol的NOCI需要吸收OSmoI光子。

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5.(2021?全國甲卷)二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體二氧化碳?；卮鸩?列

問題：

(1)二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)可表示為：

CO2(g)+3H2(g)=CH1OH(g)+H2O(g)

該反應(yīng)一般認為通過如下步驟來實現(xiàn)：

①CC?(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AHI=+4IkJQnOrl

l

②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH2=-90kJ?oΓ

總反應(yīng)的AH=kJ?moll:若反應(yīng)①為慢反應(yīng)，下列示意圖中能體現(xiàn)上述反應(yīng)能量

變化的是(填標號)，判斷的理由是。

體

體

系

系

能

能

量?

體

體

系

系

能

能

量

量

AU.

反應(yīng)進程反應(yīng)進程

(2)合成總反應(yīng)在起始物n(H2)∕n(COJ=3時，在不同條件下達到平衡，設(shè)體系中甲醇

的物質(zhì)的量分數(shù)為X(CHjOH),在t=250C下的X(CHQH)~p、在p=5xlθ*a下的

X(CHQH)?t如圖所示。

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p∕105Pa

(

H

O

C

H

U

)

X

200210220230240250260270280

t/℃

①用各物質(zhì)的平衡分壓表示總反應(yīng)的平衡常數(shù)，表達式KP=

②圖中對應(yīng)等壓過程的曲線是，判斷的理由是；

③當X(CH3OH)=O.10時，Co2的平衡轉(zhuǎn)化率α=,反應(yīng)條件可能為一或

【參考答案】(1)-49AA/為正值，A4為和AH為負值，反應(yīng)①的活化能大于反

應(yīng)②的

p(HQ)?p(CHQH)

b總反應(yīng)AH<0,升高溫度時平衡向逆反應(yīng)方向移動,

√(H2).jp(CO2)

甲醉的物質(zhì)的量分數(shù)變小33.3%5×10sPa,210℃9×105Pa,250℃

【答案解析】

二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)可表示為：

(1)CO2(g)+3H2(g)=CH,OH(g)+H2O(g).

該反應(yīng)一般認為通過如下步驟來實現(xiàn)：①

CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH,=+41kJ?oΓ',②

,根據(jù)蓋斯定律可知，①+②可得二氧化

CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH2=-90kJ?oΓ,

碳加氫制甲醇的總反應(yīng)為：

CO2(g)+3H,(g)=CH,OH(g)+H2O(g)

ΔH=(+41kJ?ol-')+(-90kJ?oΓ')=-49kJQnol-'；該反應(yīng)總反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此生

成物總能量低于反應(yīng)物總能量，反應(yīng)①為慢反應(yīng)，因此反應(yīng)①的活化能高于反應(yīng)②，同時反

應(yīng)①的反應(yīng)物總能量低于生成物總能量，反應(yīng)②的反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，因此示

意圖中能體現(xiàn)反應(yīng)能量變化的是A項，故參考答案為：-49：A；A修為正值，△比為和AH

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為負值，反應(yīng)①的活化能大于反應(yīng)②的。

(2)①二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)為Co2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),因此

p(Hq)?p(CHQH)

利用各物質(zhì)的平衡分壓表示總反應(yīng)的平衡常數(shù)，友達式,故參考

KP=3

P(H2)p(CO2)

p(HQ)?p(CHQH)

答案為:

3

P(H2)-P(CO2)

②該反應(yīng)正向為放熱反應(yīng)，升高溫度時平衡逆向移動，體系中X(CH3OH)將減小，閃此圖

中對應(yīng)等壓過程的曲線是b,故參考答案為：b：總反應(yīng)AH<0,升高溫度時平衡向逆反應(yīng)方

向移動，甲醇的物質(zhì)的量分數(shù)變小。

③設(shè)起始C(CO2)=ImOI,n(H2)=3mol,則

3H2(g)+CO2(g)□CH3OH(g)+H2O(g)

起始(mol)3100,、

城<1、，當平衡時X(CH3OH)=O.10時,

轉(zhuǎn)化(mol)3xXXX

平衡(mol)3-3χl-χXX

X1—mol

∕?∕~~?=0.1.解得x=;mol,平衡時CO的轉(zhuǎn)化率α=3Inn0/=33.3%；

(3ɑ-ɑ3x)+(l1-x)+x+x321——-×?00%

由圖可知，滿足平衡時X(CH3OH)=O.10的條件有：5×10sPa,210℃或9乂10/，250"C,

ss

故參考答案為：33.3%：5×10Pa,210°Ci9×10Pa,250℃.

6.(2021?河北卷)當今，世界多國相繼規(guī)劃了碳達峰、碳中和的時間節(jié)點。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。

(1)大氣中的二氧化碳主要來自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25。C時，相關(guān)

物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如表：

物質(zhì)C(石墨，s)CH(I)

H2(g)66

燃燒熱4H(kJ?moL)-285.8-393.5-3267.5

(1)則25C時d(g)和C(石墨，S)生成C6HK∣)的熱化學(xué)方程式為

(2)雨水中含有來自大氣的CO2，溶于水中的CO2進一步和水反應(yīng)，發(fā)生電離:

①CO2(g)=CO2(aq)

②CO2(aq)+H2。(I)=H+(aq)+HC0;(aq)

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25C時，反應(yīng)②的平衡常數(shù)為K2。

溶液中CO?的濃度與其在空氣中的分壓成正比（分壓=總壓X物質(zhì)的量分數(shù)），比例系數(shù)為

ymo∣.L^1.kPa^1,當大氣壓強為PkPa,大氣中CO2（g）的物質(zhì)的量分數(shù)為X時,溶液中，濃度

為mol?L（寫出表達式，考慮水的電離，忽略HeO，的電離）

（3）105C時，將足量的某碳酸氫鹽（MHCe）3）固體置于真空恒容容器中，存在如下平衡：

2MHCO3（S）%M2C03（s）+H20（g）+C02（g）o上述反應(yīng)達平衡時體系的總壓為46kPa。

保持溫度不變，開始時在體系中先通入一定量的Cθ2（g）,再加入足量MHCO3（s）,欲使平衡

時體系中水蒸氣的分壓小于SkPa,CCMg）的初始壓強應(yīng)大于kPa。

（4）我國科學(xué)家研究Li-COz電池，取得了重大科研成果，回答下列問題：

①Li-CCh電池中，Li為單質(zhì)鋰片，則該電池中的CCh在—（填"正"或"負"）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CCh電還原后與鋰離子結(jié)合形成碳酸鋰按

以下4個步驟進行，寫出步驟In的離子方程式。

I.2CO2+2e^=C2O4^II.C2O:=CO2+CO\

+

III.IV.C0j^+ZLi=Li2CO3

②研究表明，在電解質(zhì)水溶液中，C02氣體可被電化學(xué)還原。

I.C02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O

∏?在電解質(zhì)水溶液中，三種不同催化劑（a、b、C）上CO2電還原為C。的反應(yīng)進程中（H+被還

原為出的反應(yīng)可同時發(fā)生），相對能量變化如圖.由此判斷，C02電還原為Co從易到難的順

序為（用a、b、C字母排序）。

0.68

—

。6

>>

。

—

。5

。)

)

?

制

漆

褪

友

去Q22

??

6。

T06.O8

反應(yīng)歷程反應(yīng)歷程

（a）CO用還原為Co（b）H?電還原為H：

1

【參考答案】(1)6C(石墨,s)+3H2(g)=C6H6(I)ΔH=49.1kJ?moΓ

(2)y∣K2pxy

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(3)100.8

-

(4)正2CO)+CO2=2Cθ?'+Ci2CO2+l8e+4H2O=CH3CH2CH2OH+9CO,Cxb、a

【答案解析】

1

(1)根據(jù)表格燃燒熱數(shù)據(jù)可知，存在反應(yīng)①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)ΔHι=-393.5kJ-moΓ,

1

②H2(g)+?O2(g)=H2O(l)ΔH2=-285.8kJ-moΓ,(SXl6H6(I)+yO2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)

1

ΔH3=-3267.5kJ?moΓ,根據(jù)蓋斯定律，[①X12@x6]XJ行反應(yīng)：6C(石墨，s)+3h(g)=

2

111

C6H6(I).ΔH=((-393.5kJ?moΓ)×12+(-285.8kJ'm。IT)X6]x'-(-3267.5kJ?moΓ)=49.1kJ?moΓ,

2

1

故參考答案為:6C(石墨,s)+3H2(g)=C6H6(I)ΔH=49.1kJ?moΓ;

(2)由題可知，①CO2⑸口CO2(aq),(g>CO2(aq)+H2O(l)□H，(aq)+HCO；(aq),

+

C(H)C(HCO;),1

,

K=-?——U-------,又因為P(COz)=p(kPa)?χ,則c(Cθ2)=y(mol?L'kPa)p(CO2)=p?χy

2C(Co2)

mol∕L,在忽略HCO；的電離時，C（H+）=C（HCOJ）,所以可得c（H，）=J勺pq，，故參考答案為:

?

□

（3）2MHCO3（S）□M2CO3⑸+H2O（g）+CO2（g）,等溫等容條件下，壓強之比等于物質(zhì)的量之比,

可用分壓表示物質(zhì)的Q濃度，平衡常數(shù)KP=PHq?Pg]=Jx46xgx46=529kPa2。溫度不變