高考化学高考题和高考模拟题分项版汇编专题14化学反应原理综合新人教版.docx

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高考化学高考题和高考模拟题分项版汇编专题14化学反应原理综合新人教版

2019-2020年高考化学高考题和高考模拟题分项版汇编专题14化学反应原理综合新人教版

1．【2017新课标1卷】（14分）

近期发现，H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。

回答下列问题：

（1）下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是_________（填标号）。

A．氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以

B．氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸

C．0.10mol·L−1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1

D．氢硫酸的还原性强于亚硫酸

（2）下图是通过热化学循环在较低温度下由

水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。

通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢的热化学方程式分别为________________、______________，制得等量H2所需能量较少的是_____________。

（3）H2S与CO2在高温下发生反应：

H2S（g）+CO2（g）

COS（g）+H2O（g）。

在610K时，将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。

①H2S的平衡转化率

=_______%，反应平衡常数K=________。

②在620K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率

_____

，该反应的

H_____0。

（填“>”“<”或“=”）

③向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________（填标号）

A．H2SB．CO2C．COSD．N2

【答案】

（1）D

（2）H2O（l）=H2（g）+

O2（g）ΔH=+286kJ/molH2S（g）=H2（g）+S（s）ΔH=+20kJ/mol系统（II）

（3）①2.52.8×10–3②>>③B

与其电离产生氢离子的浓度大小无关，因此不能证明二者的酸性强弱，D正确。

答案选D。

（2）①H2SO4（aq）=SO2（g）+H2O（l）+

O2（g）△H1=＋327kJ/mol

②SO2（g）+I2（s）+2H2O（l）=2HI（aq）+H2SO4（aq）△H2=－151kJ/mol

③2HI（aq）=H2（g）+I2（s）△H3=＋110kJ/mol

④H2S（g）+H2SO4（aq）=S（s）+SO2（g）+2H2O（l）△H4=＋61kJ/mol

①+②+③，整理可得系统（I）的热化学方程式H2O（l）=H2（g）+

O2（g）△H=+286kJ/mol；

②+③+④，整理可得系统（II）的热化学方程式H2S（g）=H2（g）+S（s）△H=+20kJ/mol。

根据系统I、系统II的热化学方程式可知：

每反应产生1mol氢气，后者吸收的热量比前者少，所以制取等量的H2所需能量较少的是系统II。

（3）①H2S（g）+CO2（g）

COS（g）+H2O（g）

开始0.40mol0.10mol00

反应xxxx

平衡（0.40–x）mol（0.10–x）molxx

解得x=0.01mol，所以H2S的转化率是

由于该反应是反应前后气体体积相等的反应，所以在该条件下反应达到平衡时化学平衡常数

；

②根据题目提供的数据可知温度由610K升高到620K时，化学反应达到平衡，水的物质的量分数由0.02变为0.03，所以H2S的转化率增大。

α2>α1；根据题意可知：

升高温度，化学平衡向正反应方向移动，根据平衡移动原理：

升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，故△H>0；③A．增大H2S的浓度，平衡正向移动，但加入量远远大于平衡移动转化消耗量，所以H2S转化率降低，A错误；B．增大CO2的浓度，平衡正向移动，使更多的H2S反应，所以H2S转化率增大，B正确；C．COS是生成物，增大生成物的浓度，平衡逆向移动，H2S转化率降低，C错误；D．N2是与反应体系无关的气体，充入N2，不能使化学平衡发生移动，所以对H2S转化率无影响，D错误。

答案选B。

【名师点睛】本题是化学反应原理的综合考查，易错点是压强对平衡状态的影响，尤其是惰性气体的影响，“惰性气体”对化学平衡的影响：

①恒温、恒容条件：

原平衡体系

体系总压强增大→体系中各组分的浓度不变→平衡不移动。

②恒温、恒压条件：

原平衡体系

容器容积增大，各反应气体的分压减小→体系中各组分的浓度同倍数减小（等效于减压），平衡向气体体积增大的方向移动。

2．【2017新课标2卷】（14分）

丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。

回答下列问题：

（1）正丁烷（C4H10）脱氢制1-丁烯（C4H8）的热化学方程式如下：

①C4H10（g）=C4H8（g）+H2（g）ΔH1

已知：

②C4H10（g）+

O2（g）=C4H8（g）+H2O（g）ΔH2=−119kJ·mol−1

③H2（g）+

O2（g）=H2O（g）ΔH3=−242kJ·mol−1

反应①的ΔH1为________kJ·mol−1。

图（a

）是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x_________0.1（填“大于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是__________（填标号）。

A．升高温度B．降低温度C．增大压强D．降低压强

（2）丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。

图（b）为丁烯产率与进料气中n（氢气）/n（丁烷）的关系。

图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是___________。

（3）图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。

丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_____________。

【答案】

（1）+123小于AD

（2）氢气是产物之一，随着n（氢气）/n（丁烷）增大，逆反应速率增大

（3）升高温度有利于反应向吸热方向进行温度升高反应速率加快

丁烯高温裂解生成短链烃类

丁烯转化率增大，故A正确；B、降低温度，平衡向逆反应方向移动，丁烯的转化率降低，故B错误；C、反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和，增大压强，平衡向逆反应方向移动，丁烯的转化率降低，故C错误；D、根据C选项分析，降低压强，平衡向正反应方向移动，丁烯转化率提高，故D正确。

（2）因为通入丁烷和氢气，发生①，氢气是生成物，随着n（H2）/n（C4H10）增大，相当于增大氢气的量，反应向逆反应方向进行，逆反应速率增加。

（3）根据图（c），590℃之前，温度升高时反应速率加快，生成的丁烯会更多，同时由于反应①是吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡体系中会含有更多的丁烯。

而温度超过590℃时，由于丁烷高温会裂解生成短链烃类，所以参加反应①的丁烷也就相应减少。

【名师点睛】本题考查了化学反应原理的综合运用，此类题目往往涉及热化学反应方程式的计算、化学反应速率的计算、化学平衡的计算、化学反应条件的控制等等，综合性较强，本题难点是化学反应条件的控制，这部分知识往往以图像的形式给出，运用影响化学反应速率和化学平衡移动的因素进行考虑，需要平时复习时，多注意分析，强化训练，就可以解决，本题难度较大。

3．【2017新课标3卷】（14分）

砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。

回答下列问题：

（1）画出砷的原子结构示意图____________。

（2）工业上常将含砷废渣（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________。

该反应需要在加压下进行，原因是________________________。

（3）已知：

As（s）+

H2（g）+2O2（g）=H3AsO4（s）ΔH1

H2（g）+

O2（g）=H2O（l）ΔH2

2As（s）+

O2（g）=As2O5（s）ΔH3

则反应As2O5（s）+3H2O（l）=2H3AsO4（s）的ΔH=_________。

（4）298K时，将20mL3xmol·L−1

Na3AsO3、20mL3xmol·L−1I2和20mLNaOH溶液混合，发生反应：

（aq）+I2（aq）+2OH−（aq）

（aq）+2I−（aq）+H2O（l）。

溶液中c（

）与反应时间（t）的关系如图所示。

①下列可判断反应达到平衡的是__________（填标号）。

a．溶液的pH不再变化

b．v（I−）=2v（

）

c．c（

）/c（

）不再变化

d．c（I−）=ymol·L−1

②tm时，v正_____v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。

③tm时v逆_____tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_____________。

④若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为___________。

【答案】

（1）

（2）2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S

增加反应物O2的浓度，提高As2S3的转化速率（3）2△H1-3△H2-△H3

（4）①ac②大于③小于tm时生成物浓度较低④

【解析】

（1）砷是33号元素，原子核外K、L、M电子层均已经排满，故其原子结构示意图为

。

（3）根据盖斯定律，热化学反应As2O5（s）+3H2O（l）=2H3AsO4（s）可以由反应①×2－反应②×3－反应③转化得到，则2△H1-3△H2-△H3。

（4）①a．溶液pH不变时，则c（OH-）也保持不变，反应处于平衡状态；b．根据速率关系，v（I-）/2=v（AsO33-），则v（I−）=2v（

）始终成立，v（I−）=2v（

）时反应不一定处于平衡状态；c．由于提供的Na3AsO3总量一定，所以c（AsO43-）/c（AsO33-）不再变化时，c（AsO43-）与c（AsO33-）也保持不变，反应处于平衡状态；d．平衡时c（I−）=2c（

）=2×y

=2y

时，即c（I-）=y

时反应不是平衡状态。

②反应从正反应开始进行，tm时反应继续正向进行，v正>v逆。

③tm时比tn时AsO43-浓度小，所以逆反应速率：

tm

④反应前，三种溶液混合后，Na3AsO3浓度为3x

×20/（20+20+20）=x

，同理I2浓度为x

，反应达到平衡时，生成c（AsO43-）为y

，则反应生成I-浓度c（I-）=2y

，消耗AsO33-、I2浓度均为y

，平衡时c（AsO33-）为（x-y）

，c（I2）为（x-y）

，溶液中c（OH-）=1

，K=

（mol·L－1）－1。

【名师点睛】考查盖斯定律的应用、化学平衡的计算及平衡状态的判断等，其中盖斯定律的基本使用方法：

①写出目标方程式；②确定“过渡物质”（要消去的物质）；③用消元法逐一消去“过渡物质”。

另外反应到达平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化。

反应前后不改变的量不能作为判断化学平衡状态的依据，如本反应中随反应的进行AsO43−和I−的物质的量在变化，但二者浓度比始终是1:

2，不能作用为判断平衡状态的依据。

4．【2017天津卷】（14分）某混合物浆液含有Al（OH）3、MnO2和少量Na2CrO4,。

考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。

回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。

Ⅰ．固体混合物的分离和利用（流程图中的部分分离操作和反应条件未标明）

（1）反应①所加试剂NaOH的电子式为_________。

B→C的反应条件为__________，C→Al的制备方法称为______________。

（2）该小组探究反应②发生的条件。

D与浓盐酸混合，不加热，无变化，加热有Cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2。

由此判断影响该反应有效进行的因素有（填序号）___________。

a．温度b．Cl−的浓度c．溶液的酸度

（3）0.1molCl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物，放热4.28kJ，该反应的热化学方程式为__________。

Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用

（4）用惰性电极电解时，

能从浆液中分离出来的原因是__________，分离后含铬元素的粒子是_________；阴极室生成的物质为___________（写化学式）。

【答案】（14分）

（1）

加热（或煅烧）电解法

（2）ac

（3）2Cl2（g）+TiO2（s）+2C（s）===TiCl4（l）+2CO（g）ΔH=−85.6kJ·mol−1

（4）在直流电场作用下，

通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液

和

NaOH和H2

【解析】惰性电极电解混合物浆液时，Na+移向阴极，

移向阳极。

Al（OH）3、MnO2剩余在固体混合物中。

固体混合物中加入NaOH溶液时，Al（OH）3转化为

，通入CO2转化为Al（OH）3沉淀，再加热分解为Al2O3，最后熔融电解得Al。

（1）NaOH的电子式为

；根据上述分析，B→C的条件为加热或煅烧，C→Al的制备方法称为电解法。

（3）0

.1molCl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物，放热4.28kJ，配平方程式，可知2molCl2反应放热85.6kJ·mol−1，由此可得该反应的热化学方程式为2Cl2（g）+TiO2（s）+2C（s）===TiCl4（l）+2CO（g）ΔH=−85.6kJ·mol−1。

（4）用惰性电极电解时，在直流电场作用下，CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液，从而使

从浆液中分离出来；因2

+2H+

+H2O，所以分离后含铬元素的粒子是

和

；阴极室H+放电生成H2，剩余的OH−与透过阳离子交换膜移过来的Na+结合生成NaOH，所以阴极室

生成的物质为NaOH和H2。

【名师点睛】本题以元素化合物知识为载体，考查化学用语，元素化合物的性质、制备，影响化学反应的因素，热化学方程式的书写，电解原理等知识点。

其中

（2）小题可以用控制变量法分析，（4）小题注意离子交换膜的作用。

5．【2017江苏卷】（14分）砷（As）是一些工厂和矿山废水中的污染元素，使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。

（1）将硫酸锰、硝酸钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合，搅拌使其充分反应，可获得一种砷的高效吸附剂X，吸附剂X中含有

，其原因是___________________________________。

（2）H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与pH的关系分别如题20图-1和题20图-2所示。

①以酚酞为指示剂（变色范围pH8.0~10.0），将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中，当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。

该过程中主要反应的离子方程式为_____________________。

②H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4

H2AsO4−+H+的电离常数为Ka1，则pKa1=_________（pKa1=−lgKa1）。

（3）溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。

pH=7.1时，吸附剂X表面不带电荷；pH>7.1时带负电荷，pH越高，表面所带负电荷越多；pH<7.1时带正电荷，pH越低，表面所带正电荷越多。

pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量（吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量）如题20图−3所示。

①在pH7~9之间，吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降，其原因是_____________。

②在pH4~7之间，吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱，这是因为___________。

提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是____________________________________。

【答案】

（1）碱性溶液吸收了空气中的CO2

（2）①OH−+H3AsO3

H2AsO3−+H2O②2.2

（3）①在pH7~9之间，随pH升高H2AsO4−转变为HAsO42−，吸附剂X表面所带负电荷增多，静电斥力增加

②在pH4~7之间，吸附剂X表面带正电，五价砷主要以H2AsO4−和HAsO42−阴离子存在，静电引力较大；而三价砷主要以H3AsO3分子存在，与吸附剂X表面产生的静电引力小

加入氧化剂，将

三价砷转化为五价砷

−2读出：

=

，

=10−2.2mol/L，Ka1=

=10−2.2mol/L，pKa1=−lgKa1=−lg10−2.2=2.2；（3）①在pH7~9之间，随pH升高H2AsO4−转变为HAsO42−，吸附剂X表面所带负电荷增多，静电斥力增加，吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降。

②在pH4~7之间，吸附剂X表面带正电，五价砷主要以H2AsO4−和HAsO42−阴离子存在，静电引力较大；而三价砷主要以H3AsO3分子存在，与吸附剂X表面产生的静电引力小。

提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是：

加入氧化剂，将三价砷转化为五价砷。

【名师点睛】本题以化学反应原理中电解质的电离、中和反应过程中各粒子的分布图，电解质溶液中粒子间的相互作用为载体，考查学生对电离平衡、电离平衡常数的计算，引导学生从更深层次去认识电解质溶液，（3）②经过分析提出问题：

在pH4~7之间，吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱，要学生去分析问题，找出原因；最后提出问题的解决方案，考查学生分析问题，解决问题的能力。

与往年20题考查电解电极反应式书写、氧化还原反应中电子的转移计算、平衡中反应物转化率提高措施及有关特定条件下方程式书写等内容相比，更注重考查学生的知识的应用迁移能力，考查了应用所学知识进行必要的分析、类推、解决一些具体的化学问题的能力和创新思维。

6．【四川省大教育联盟2017届第三次诊断】对温室气体二氧化碳的研究一直是科技界关注的重点。

I．在催化剂存在下用H2还原CO2是解决温室效应的重要手段之一，相关反应如下：

主反应：

CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（g）△H1①

副反应：

CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H2O（g）△H2=+41.2kJ/mol

已知H2和CH4的燃烧热分别为-285.5kJ·mol-1和-890.0kJ·mol-1

H2O（l）=H2O（g）△H=＋44kJ·mol-1

（1）△H1=______kJ·mol-1。

（2）有利于提高CH4平衡产率的反应条件是（至少写两条）_________。

工业上提高甲烷反应选择性的关键因素是_____________。

（3）T℃时，若在体积恒为2L的密闭容器中同时发生上述反应，将物质的量之和为5mol的H2和CO2以不同的投料比进行反应，结果如图所示。

若a、b表示反应物的转化率，则表示H2转化率的是______，c、d分别表示CH4（g）和CO（g）的体积分数，由图可知

=______时，甲烷产率最高。

若该条件下CO的产率趋于0，则T℃时①的平衡常数K=________。

II.溶于海水的CO295%以HCO3-形式存在。

在海洋中，通过如下左图钙化作用实现碳自净。

（4）写出写出钙化作用的离子方程式____________。

（5）电解完成后，a室的pH值______（“变大”、“变小”或“几乎不变”）；其间b室发生反应的离子方程式为____________。

【答案】-164.0降低温度，增大压强催化剂b41002HCO3-+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O几乎不变H++HCO3-=CO2↑+H2O

根据盖斯定律，由①=③×2-④+⑤×2，则CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（g）△H1=2△H3-△H4+2△H5=-164.0kJ·mol-1；

（2）反应CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（g）是正方向为气体体积缩小

的放热反应，降低温度和增大压强都有利于反应正向移动，提高CH4平衡产率；工业上提高甲烷反应选择性的关键因素是催化剂；（3）随着

比值的增大，氢气的转化率降低，则表示H2转化率的是b；随着

比值的增大，氢气的量增多，一氧化碳的量减少，甲烷的量增加，故c为CH4（g）的体积分数，由图可知

=4时，甲烷产率最高。

若该条件下CO的产率趋于0，则

=4，开始物质的量之和为5mol的H2和CO2分别为4mol和1mol，平衡转化率为80%，则平衡时各物质的量浓度为：

CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（g）

开始时浓度/mol/L0.5200

改变的浓度/mol/L0.41.60.40.8

平衡时浓度/mol/L0.10.40.40.8

K=

=100；

II．（4）根据图中信息可知，钙化作用是碳酸氢钙转化为碳酸钙、二氧化碳和水，其反应的离子方程式为：

2HCO3-+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O；（5）电解完成后，a室氢氧根离子得电子产生氧气，而氢离子进入b室，pH值几乎不变；其间b室发生反应的离子方程式为：

H++HCO3-=CO2↑+H2O。

7．【太原市2017届第三次模拟】减少氮的氧化物和碳的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一．

（1）己知：

N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ·mol-1

C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5kJ·mol-1

2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H=-221kJ·mol-1

若某反应的平衡常数表达式为：

请写出此反应的热化学方程式___________________。

（2）用CH4催化还原NOx可以消除污染，若将反应CH4+2NO2=CO2+2H2O+N2设计为原电池，电池内部是掺杂氧化钇的氧化锆晶体，可以传导O2-，则电池的正极反应式为_______。

（3）利用H2和CO2在一定条件下可以合成乙烯：

6H2（g）+2CO2（g）

CH2=CH2（g）+4H2O（g）己知不同温度对CO2的转化率及催化剂的效率影响如图所示，下列有关说法不正确的是_______（填序号）。

①不同条件下反应，N点的速率最大

②M点时平衡常数比N点时平衡常数大

③温度低于250℃时，随温度升高乙烯的产率增大

④实际反应应尽可能在较低的温度下进行，以提高CO2的转化率

（4）在密闭容器中充入5molCO和4molNO，发生上述

（1）中某反应，如图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。

回答下列问题：

①温度：

T1______T2（填“<”或“>”）。

②某温度下，若反应进行到10分钟达到平衡状态D点时，容器的