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1、化学反应原理综合题【专题训练】1研究氮氧化物的反应机理，对消除和防治环境污染有重要意义。(1)对于2NO(g)2H2(g)=N2(g)2H2O(g)H665 kJ/mol的反应分三步完成：2NO(g)=N2O2(g)(快)N2O2(g)H2(g)=N2O(g)H2O(g)(慢)_(快)，请完成第步的化学方程式。因此决定此总反应速率的是第_(填序号)步的反应。(2)已知：H2(g)CO2(g)=H2O(g)CO(g)H41 kJ/mol，汽车尾气的净化原理主要是用催化剂把NO与CO反应转化为两种对大气无污染的气体，试写出该反应的热化学方程式：_。该反应在一定条件下达到平衡后，为了能加快反应速率并
2、让平衡向正方向移动，可采取的措施有_。A适当升高温度B适当降低温度C压缩体积增大压强D使用正催化剂该反应采取上述措施重新达到平衡后K值将_(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)升高温度能让绝大多数的化学反应加快速率，但是研究发现2NO(g)O2(g)2NO2(g)Hp2p3p4。甲烷氧化反应放出的热量正好提供给蒸气重整反应所吸收，能量达到充分利用。氧气量过大，剩余的氧气会将H2氧化为水蒸气，导致H2物质的量分数降低。(3)根据图示分析，第一步反应是还原剂把四氧化三铁还原为铁，第二步反应是铁被碳酸钙氧化为四氧化三铁，而碳酸钙被还原生成一氧化碳和氧化钙。反应的历程：a.CH4(g)CO2(g)2
3、H2(g)2CO(g)；b.Fe3O4(s)4H2(g)3Fe(s)4H2O(g)；c.Fe3O4(s)4CO(g)3Fe(s)4CO2(g)；三个反应消去Fe3O4和Fe，最终得到CH4(g)3CO2(g)2H2O(g)4CO(g)；所以只有过程投料比时，才能保证过程中催化剂组成保持不变。令a.CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(g)H1802.6 kJmol1；b.CH4(g)O2(g)CO2(g)2H2(g)H2322.0 kJmol1；c.CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H3206.2 kJmol1；d.CH4(g)2H2O(g)CO2(g)4H2(g)H41
4、58.6 kJmol1；由2a4b4cd 得：CH4(g)3CO2(g)2H2O(g)4CO(g)H2H14H24H3H4349 kJmol1。答案(1)能量密度高、清洁、污染小、储量大(写一条即可)(2)小于(或0.187 5)p1p2p3p4甲烷氧化反应放出热量正好供蒸气重整反应所吸收，达到能量充分利用氧气量过大，会将H2氧化，导致H2物质的量分数降低(3)3Fe4CaCO3Fe3O44CaO4COCH4(g)3CO2(g)2H2O(g)4CO(g)H349 kJmol14(2019全国卷)水煤气变换CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合
5、成气加工等工业领域中。回答下列问题：(1)Shibata曾做过下列实验：使纯H2缓慢地通过处于721 下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.025 0。在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.019 2。根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_H2(填“大于”或“小于”)。(2)721 时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H2的物质的量分数为_(填标号)。A0.50(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金
6、催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。可知水煤气变换的H_0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正_eV，写出该步骤的化学方程式_。(4)Shoichi研究了467 、489 时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如图所示)，催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。计算曲线a的反应在3090 min内的平均速率(a)_kPamin1。467 时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是_、_。489 时pH2和pCO 随时间变化关系的曲线分别是_、_。解析(1)根据题目提供的实验数
7、据可知用H2还原CoO制取金属Co，反应的化学方程式为H2(g)CoO(s)Co(s)H2O(g)，平衡混合气体中H2的物质的量分数为0.025 0，K1c(H2O)/c(H2)(10.025 0)/0.025 039；CO还原CoO制取金属Co的化学方程式为CO(g)CoO(s)Co(s)CO2(g)，平衡混合气体中CO的物质的量分数为0.019 2，K2c(CO2)/c(CO)(10.019 2)/0.019 251.08。K1T2Ba点的反应速率小于c点的反应速率Ca点的正反应速率大于b点的逆反应速率Db点时二聚体的浓度为0.45 molL1(4)环戊二烯可用于制备二茂铁Fe(C5H5)
8、2，结构简式为，后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如图所示，其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。该电解池的阳极为_，总反应为_。电解制备需要在无水条件下进行，原因是_。解析(1)根据盖斯定律，反应可得反应，则H3H1H2100.3 kJmol1(11.0 kJmol1)89.3 kJmol1。(2)设碘和环戊烯的物质的量均为1 mol，达到平衡时转化的物质的量为x mol，由题意得：(g)I2(g)(g)2HI(g)初始物质的量/mol1100转化物质的量/mol x x x 2x平衡物质的量/mol 1x 1x x 2x平衡
9、时，容器内气体总物质的量为(2x) mol，则有100%20%，解得x0.4，则环戊烯的转化率为100%40%，总压强为105 Pa(120%)1.2105 Pa。因此各气体的分压为p()1.2105 Pa0.3105 Pa；p(I2)1.2105 Pa0.3105 Pa；p()1.2105 Pa0.2105 Pa；p(HI)1.2105 Pa0.4105 Pa；反应的平衡常数Kp3.56104 Pa。欲增加环戊烯的平衡转化率，则平衡正向移动，由于该反应是吸热反应，因此升温可使平衡正向移动；增加碘的浓度，平衡正向移动，环戊烯的转化率提高。(3)升高温度，(g)I2(g)(g)2HI(g)平衡正
10、移，由ct图像的变化趋势可看出T2时，环戊二烯浓度的变化趋势大，因此T2大于T1，A项错误；由a、c点环戊二烯的浓度可判断a点的反应速率大于c点的反应速率，B项错误；相同温度下，随着时间的延长，反应物的浓度逐渐减小，反应速率逐渐减小，因此a点的正反应速率大于b点的逆反应速率，C项正确；由图像知，开始时环戊二烯的浓度为1.5 molL1，b点时的浓度为0.6 molL1，设环戊二烯转化的物质的量浓度为x molL1，则有：初始物质的量浓度(molL1) 1.50转化物质的量浓度(molL1) 2x x平衡物质的量浓度(molL1) 0.6 x则有1.52x0.6，解得x0.45，D项正确。(4)
11、由电解原理示意图可知，电解后铁变为2价，由此可判断铁作电解池的阳极，阳极的电极反应式为Fe2e=Fe2，阴极的电极反应式为22e=2H2，由此可得总方程式为Fe2=H2。电解时如果有水，水会与钠反应，阻碍的生成，而且电解时会产生OH，OH会与Fe2反应生成Fe(OH)2沉淀。答案(1)89.3(2)40%3.56104BD(3)CD(4)Fe电极Fe2=)H2或Fe2C5H6=Fe(C5H5)2H2水会阻碍中间物)的生成；水电解生成的OH与Fe2反应生成Fe(OH)2【专题反思】该类试题常常将化学反应与能量、化学反应速率和化学平衡、水溶液中的离子平衡等知识融合在一起，多以图像或图表的形式呈现。
12、题目围绕一个主题，由多个小题组成，各小题的考查有一定的独立性，分别考查不同的知识点，覆盖面较广，灵活性较强。考查角度主要有热化学方程式和电极反应式的书写；离子浓度的大小比较；Ksp的计算与应用；反应速率、平衡常数及转化率的计算；电化学装置的原理分析及平衡曲线的识别与绘制等。试题篇幅较长，情境、取材较新，同时联系生产、生活实际进行考查，有一定的难度，侧重考查考生的阅读能力、获取有效信息能力、知识运用能力、识图识表能力和分析归纳能力，同时考查考生科学态度与社会责任的核心素养。1理解反应热(焓变)的含义微观角度：旧化学键断裂吸收的能量与新化学键形成放出的能量的差值a：表示旧化学键断裂吸收的能量；b：
13、表示新化学键形成放出的能量；c：表示反应热宏观的角度：反应物自身的能量与生成物能量的差值a：表示活化能；b：表示活化分子结合成生成物所释放的能量；c：表示反应热2掌握利用盖斯定律计算反应热的步骤和方法(1)计算步骤(2)计算方法3警惕热化学方程式书写中易出现的错误(1)未标明反应物或生成物的状态而造成错误。(2)反应热的符号使用不正确，即吸热反应未标出“”号，放热反应未标出“”号，而导致错误。(3)漏写H的单位，或者将H的单位写为kJ，而造成错误。(4)反应热的数值与方程式的计量数不对应而造成错误。(5)对燃烧热、中和热的概念理解不到位，忽略其标准是1 mol 可燃物或生成1 mol H2O(
14、l)，而造成错误。4正确理解化学反应速率的影响因素(1)“惰性气体”对反应速率的影响恒温恒容：充入“惰性气体”总压增大参与反应的物质浓度不变(活化分子浓度不变)反应速率不变。恒温恒压：充入“惰性气体”体积增大参与反应的物质浓度减小(活化分子浓度减小)反应速率减小。(2)纯液体、固体对化学反应速率的影响在化学反应中，纯液体和固态物质的浓度为常数，故不能用固态物质的浓度变化来表示反应速率，但是固态反应物颗粒的大小是影响反应速率的条件之一，如煤粉由于表面积大，燃烧时比煤块快得多。(3)外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同条件改变影响增大反应物浓度v正瞬间增大，v
15、逆瞬间不变，随后也增大增大压强v正和v逆都增大，气体分子数减小方向的反应速率增大的程度大对无气体参加或生成的化学反应的速率无影响反应前后气体分子数不变的反应，正、逆反应速率同等程度地增大升高温度v正和v逆都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大使用催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率5突破化学平衡状态的判断(1)注意“三关注”：一要关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压还是绝热恒容、绝热恒压；二要关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；三要关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。(2)(3)从现象上判断注意：对于平衡状态的判断，不断出现新的形式，可采用极端假设的方法，对比反
16、应前和完全反应后该物理量如何变化，如果该物理量是可变的，而题目给定条件下保持不变即可认为该条件下反应达到化学平衡状态。6掌握化学平衡移动的判断方法(1)依据勒夏特列原理判断通过比较平衡破坏瞬时的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。若外界条件改变，引起v正v逆，则化学平衡向正反应方向(或向右)移动。若外界条件改变，引起v正v逆，则化学平衡向逆反应方向(或向左)移动。若外界条件改变，虽能引起v正和v逆变化，但变化后新的v正和v逆仍保持相等，则化学平衡没有发生移动。外界条件对化学平衡移动的影响规律温度的影响升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动；降低温度，化学平衡向放热反应方向移动浓度的影响增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，化学平衡向逆反应方向移动压强的影响增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动；减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动(2)依据Q规则判断若QK，平衡逆向移动。若QK，平衡不移动。若QK，平衡正向移动。20