《2018-2022年高考化学真题汇编《化学反应原理综合题》.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2022年高考化学真题汇编《化学反应原理综合题》.pdf（81页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2018-2022年高考化学真题汇编 化学反应原理综合题【2022年】1.(2022全国甲卷)金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石(T iO j转化为TiCl 再进一步还原得到钛。回答下列问题：(DTK)?转化为Ti。有直接氯化法和碳氯化法。在1000时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：(口)直接氯化:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)AH,=172kJ.moF1,Kpl=1.0 xIO-2(1)碳氯化：TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(sTiCl4(g)+2CO(g)AH,=-51 kJ-mor,Kp2=1.
2、2xlOl2Pa反应2c(s)+C)2(g)=2CO(g)的 AH为 kJ mol1,Kp=Pa碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是。对于碳氯化反应：增大压强，平衡 移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡 转 化 率(填“变大变小 或 不变”)。在 1.0 xl05pa,将TiO?、C、Cl2以物质的量比1 ：2.2：2 进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。0.70.60.50.40.30.20.10.00 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600温度/反应C(s)+CO式 g)=2CO(g)的平衡常数
3、 Kp(1400)=P a。图中显示，在200平衡时TiO?几乎完全转化为T iC I,但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是。T。碳氯化是一个“气一固一固”反应，有利于TiO C 固固”接触的措施是【答案】(1)-2 2 3 1.2 x 1 0 1 4 碳氯化反应气体分子数增加，AH小于0,是爆增、放热过程，牖判据与焰判据均是自发过程，而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程 向 左 变 小(2)7.2 x 1 0,为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的T i C L 产品，提高效益(3)将两固体粉碎后混合，同时鼓入CL,使固体粉末 沸腾”【解析】根据盖斯定律，将“反应-反应二”
4、得到反应2 c(s)+O 2(g)=2 C O(g),则A H=-K 2 1 n x 1 O,2P n5 1 k J/m o l-1 7 2 k J/m o l=-2 2 3 k J/m o l；则 K p=-=-=1.2 x|01 4P a；Kpl 1.0 x1 0、碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，因为碳氯化反应气体分子数增加，AH小于0,是爆增、放热过程，嫡判据与培判据均是自发过程，而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程；对应碳氯化反应，气体分子数增大，依据勒夏特列原理，增大压强，平衡往气体分子数减少的方向移动，即平衡向左移动；该反应是放热反应，温度升高，平衡往吸热方向移动，即向左移
5、动，则平衡转化率变小。(2)从图中可知，1 4 0 0 ,体系中气体平衡组成比例C C h 是 0.0 5,T i C L 是 0.3 5,CO是0.6,反应 C+C C 2(g)=2 C O(g)的平衡常数 K p(1 4 0 0 D)=-=(0-6 X 10 X0.0 5 P 也 0.0 5 x 1.0 x 1 05P a=7.2 xl O5P a；实际生产中需要综合考虑反应的速率、产率等，以达到最佳效益，实际反应温度远高于2 0 0 1，就是为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的T i C L 产品。(3)固体颗粒越小，比表面枳越大，反应接触面积越大。有利于T i O 2 c“固-固”
6、接触，可将两者粉碎后混合，同时鼓入C L,使固体粉末“沸腾”，增大接触面积。2.(2 0 2 2 浙江卷)主要成分为H 2 s的工业废气的回收利用有重要意义。(1)回收单质硫。将三分之一的H 2 s燃烧，产生的S O?与其余H2 s混合后反应：32 H2S(g)+S O2(g)-S8(s)+2 H2O(g)o在某温度下达到平衡，测得密闭系统中各组分浓度O分别为c(H z S)=2.0 x 10-5c(S O2)=5.0 xl 05mol-L C(H20)=4.0X1 0W-L1,计算该温度下的平衡常数K=。(2)热解H2s 制 H?。根据文献，将H,S和C H,的混合气体导入石英管反应器热解(
7、一边进料，另一边出料)，发生如下反应：2H2s(g)U 2Hz(g)+S 式 g )AHlVOkJ-mol1 CH4(g)+S2(g)C S2(g)+2H2(g)AH2=64kJ mol 总反应：2H2S(g)+CH4(g)?=iC S2(g)+4H2(g)投料按体积之比V(HZS):V(CH4)=2:1,并用N?稀释；常压，不同温度下反应相同时间后，测得H?和CS?体积分数如下表：温度/9501000105011001150H2/V(%)0.51.53.65.58.5CS2/V(%)0.00.00.10.41.8请回答：反应 能 自 发 进 行 的 条 件 是。下 列 说 法 正 确 的 是
8、。A.其他条件不变时，用 A r替代N?作稀释气体，对实验结果几乎无影响B.其他条件不变时，温度越高，H2s的转化率越高C.由实验数据推出H2s中的S-H键强于C H,中的C-H键D.恒温恒压下，增加N2的体积分数，应 的浓度升高若将反应，看成由反应口和反应，两步进行，画出由反应原料经两步生成产物的反应过程能量示意图。能旦里反应过瘴在1 0 0 0,常压下，保持通入的H 2 s 体积分数不变，提高投料比 V(H 2 S):V(C H J ,H 2 s 的转化率不变，原因是在9 5 0 1 1 5 0 范围内(其他条件不变)，S?(g)的体积分数随温度升高发生变化，写出该变化规律并分析原因随温度
9、升高，S 2(g)的体积分数增大；在高温段，随温度升高；反 应 消 耗 S 2 的速率大于反应 生成S 2 的速率，S 2(g)的体积分数减小【解析】(1)根据方程式可知该温度下平衡常数K=C2(H,O)(4X1 0-3?f V-/?=i1.L/nwl=8xWsL/mo/；c(H2S)XC(SO2)(2X1O-5)-X5X1O-5(2)根据盖斯定律可知+即 得 到 反 应 的 A=2 3 4 k J/m ol,这说明反应是吸热的体积增 大(B P A S 0)的反应，根据 G=A/7-T A S 1007.5 1 k P a,H 2 s的起始压强为l O k P a,所以0.7 6 +0.12
10、 +0.2 4 +9H 2 s分压的平均变化率为.-=2 4.9k P a s 10.154.(2 02 2广东卷)铭及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。催化剂C r2O3可由(NHJd。?加热分解制备，反应同时生成无污染气体。完成化学方程式：(NHJSO,2C r q/+。C r?。、催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图，X(g)-Y(g)过 程 的 熔 变 为(列式表示）。Cr?。、可用于NH,的催化氧化。设计从NH、出发经过3 步反应制备HNO3的路线（用“一”表示含氮物质间的转化）；其中一个有颜色变化的反应的化学方程式为溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡：O）Cr
11、2O；gq）+H/X l）2 H C rO；（aq）叫-3.0 xl0-2（25）O）HCrQ：（aq）C r O,（叫）+H*（aq）K2=3.3xlO-7（25）下列有关K,Cr2O7溶液的说法正确的有A.加入少量硫酸，溶液的pH 不变B.加入少量水稀释，溶液中离子总数增加C.加入少量NaOH溶液，反应。）的平衡逆向移动D.加入少量K2cr。固体，平衡时c2（HCrO；）与c（5 0 打的比值保持不变25口时,0.1 Omol L-R C rq,溶液中 1gc（CrO：）c（Cr2O；j随 pH 的变化关系如图。当pH=9.（X）时，设CrQ；、HCrO4与CrO；的平衡浓度分别为x、y、
12、zmol-L-1,则 x、y、z 之间的关系式为=0.10：计算溶液中HCrO；的 平 衡 浓 度（写出计算过程，结果保留两位有效数字）。在稀溶液中，一种物质对光的吸收程度（A）与其所吸收光的波长（2）有关；在一定波长范围内，最大A对应的波长（人小）取决于物质的结构特征；浓度越高，A越大。混合溶液在某一波长的A是各组分吸收程度之和。为研究对反应（口）和（口）平衡的影响，配制浓度相同、pH不同的KCGO,稀溶液，测得其A随2的变化曲线如图,波长4、4和 中，与C r O f的4 a x最接近的是溶液pH从a变到b的过程中,c（H+）c2（C r O；）-4 C r2O；）-的值（填 增大 减小
13、或 不变”）。【答案】N 2T 4 H2O （-E?）+A/+（LE 4）叫 喈 rNO-NO 2 H N O3 2 N O+O2=2 N O21 1 c（C r O；）,B D x +y +丁当溶液p9时方法1。、因此可忽略溶液中C r Q/即 c（H C r O；）+c（C r O 7）=0.20反应（i i）的平衡常数Kz=c（H+）x c（C r O ）c（H C r O；）10-9x c（C r O；）c（H C r O；）=3.3x 10；联立两个方程可得c（H C r O；）=6.0 x 1 （r t n o i/L 1 3 增大【解析】（1）（NH J zC r?。?分解过程中
14、，生成C r 2 O3和无污染气体，根据元素守恒可知,其余生成物为N2、比0,根据原子守恒可知反应方程式为(NH4),Cr2O7=Cr2O3+N2 T+4H2O o设反应过程中第一步的产物为M,第二步的产物为N,则 XTM A“尸(-&),MN NY H=(E3-E ,根据盖斯定律可知，X(g)-Y(g)的焰变为A/+A/72+A/3=(E/-*2)+A/+(?-E4)oNH3在 CnCh作催化剂条件下，能与02反应生成NO,N O 与 02反应生成红棕色气体NO2,N02与H2O反应生成HNCh和N O,若同时通入O 2,可将氮元素全部氧化为HNO3,因此从NH3出发经过3 步反应制备HNO
15、3的路线为岫 3 TLfN O NC2途 H N O-其中NO反应生成NOz过程中，气体颜色发生变化，其反应方程式为2NO+O2=2NO2。(2)KzCnCh 溶液中存在平衡：Cr2O；(aq)+H2O(l)B 2H C rQ,(aq)、(ii)HCiO4(aq)=C rO j(aq)+H+(aq).A.向溶液中加入少量硫酸，溶液中c(H+)增大，(ii)平衡逆向移动，根据勒夏特列原理可知，平衡移动只是减弱改变量，平衡后，溶液中c(H+)依然增大，因此溶液的pH将减小，故 A 错误；B.加水稀释过程中，根据“越稀越水解”、“越稀越电离”可知，和(ii)的平衡都正向移动，两个平衡正向都是离子数增
16、大的反应，因此稀释后，溶液中离子总数将增大，故 B 正确；C.加入少量NaOH溶液，(ii)正向移动，溶液中c(HCrO；)将减小，将正向移动，故 C错误;D.平衡的平衡常数K尸c2(HCrO；)c(Cr2O；-)平衡常数只与温度和反应本身有关，因此加入少量 K2Cr2O7溶液,?(HCrO；)d C W)不变，故 D 正确;综上所述，答案为：BD。O.lOmol/LKzCnO溶液中，C r原子的总浓度为0.20mol/L,当溶液pH=9.00时，溶液中Cr 原子总浓度为2c(Cr2O；)+c(HCrO；)+c(CrO；)=0.20mol/L,Cr2O；-、HCrO4 与5 0：的平衡浓度分别
17、为X、y、zm o l/L,因此x+g y +g z=0.10；山图8 可知，当溶液pH=9时,c（C rO j）,/、/、c（Ci-O2-）1 0,因此可忽略溶液中 S O；,即 c（HCrO；）+c（CrO：）=0.20,反应（ii）的平衡常数K2=-（H+）xc（CrO j）IO。xc（CrO；）c（HCrO；）c（HCrO；）=3.3x10-7,联立两个方程可得c（HCrO4）=6.0 x104mol/Lc根据反应、(ii)是离子浓度增大的平衡可知，溶液pH 越大，溶液中(CrQ；)+c(HCrO；)+c(C rO j)越大，混合溶液在某一波长的/越大，溶液的pH越大,溶液中c(CrO
18、：)越大，因此与CrO；的。,最接近的是人 反应的平衡常数K尸c2(HCrO；)c(H+)xc(CrO；),友方 反应(ii)的平衡常数后气岛尸(27c2”）xc2（CrO；-）/（HCrO；）/卜/）c2（HCrO；）c（Cr,O）c（Cr,O；-）c（H+）xc2（CrO）c（Cr2O）（勺）4c ）,由上述分析逆推可知，b a,即溶液pH 从 a 变到b 的过程中，溶液中c(H+)减小，所以c（H+）x?（CrO）c（C rq；）的值将增大。5.(2022湖南卷)2021年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题:(1)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足
19、量的C(s)和lmolH2O(g),起始压强为0.2MPa时，发生下列反应生成水煤气:.C（s）+H2O（g）U CO（g）+H,（g）AH|=+131.4kJ mol,CO(g)+H2O(g)uCO2(g)+H2(g)AH2=-41.1kJ-mol”下 列 说 法 正 确 的 是;A.平衡时向容器中充入惰性气体，反应口的平衡逆向移动B.混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡C.平衡时H2的体积分数可能大于;D.将炭块粉碎，可加快反应速率反应平衡时，H q(g)的转化率为5 0%,CO 的物质的量为0.1 m o l。此时，整个体系(填“吸收”或“放出”)热量 kJ,反应口的平衡常数
20、Kp=(以分压表示,分压=总压x 物质的量分数)。(2)一种脱除和利用水煤气中C O?方法的示意图如下:某温度下，吸收塔中K 2 c C M容液吸收一定量的C O?后，c(C O；)c(H C O；)=1：2,则该溶液的 PH=（该温度下 H2 c O3 的=4.6 x 1 0-7,Ka 2=5.0 x 1 0 ）:再生塔中产生C O。的 离 子 方 程 式 为;利用电化学原理，将C O2 电催化还原为C?H4,阴 极 反 应 式 为。【答案】(l)B D 吸收 3 1.2 0.0 2 MPaA ,(2)1 0 2 HC O =C O2f +C O +H2O 2 c o 2+1 2 e +1
21、2 H=C 2 H4+4 H2 O、A gC l+e=A g+Q-【解析】(1)A.在恒温恒容条件下，平衡时向容器中充入情性气体不能改变反应混合物的浓度，因此反应匚的平衡不移动，A说法不正确；B.在反应中有固体C转化为气体，气体的质量增加，而容器的体积不变，因此气体的密度在反应过程中不断增大，当混合气体的密度保持不变时，说明反应体系己达到平衡，B说法正确；C.若 C(s)和氏0 值)完全反应全部转化为C C h(g)和 H2(g),由 C(s)+2 H2 0(g)=C O2(g)+2 H2(g)可知，比的体积分数的极值为亨，由于可逆反应只有一定的限度，反应物不可能全部转化为生成物，因此，平衡时
22、H2 的体积分数不可能大于:，C说法不正确；D.将炭块粉碎可以增大其与Hz O(g)的接触面积，因此可加快反应速率，D说法正确;综上所述，相关说法正确的是BD。反应平衡时，氏0 棺)的转化率为5 0%,则水的变化量为0.5m ol,水的平衡量也是0.5m ol,由于C O 的物质的量为O.hnol,则根据O 原子守恒可知CO2的物质的量为0.2m ol,生成0.2molCO2时消耗了 0.2m olC O,故在反应 实际生成了 0.3molCO。根据相关反应的热化学方程式可知，生成0.3mol CO要吸收热量39.42kJ,生成0.2mol CO2要放出热量8.22kJ此时，因此整个体系吸收热
23、量39.42kJ-8.22kJ=31.2kJ；由 H 原子守恒可知，平衡时H2的物质的量为0.5mol,C O 的物质的量为0.1 mol,CO2的物质的量为0.2m ol,水的物质的量为0.5m ol,则平衡时气体的总物质的量为0.5mol+0.1 mol+0.2mol+0.5mol=1.3mol,在同温同体积条件下，气体的总压之比等于气体的总物质的量之比，则平衡体系的总压为0.2MPaxl.3=0.26MPa,反 应 I(C(s)+H2O(g)峰珍0.1 0.5 X-CO(g)+H2(g)的平衡常数 K尸 1 30513 x x0.26MPa=0.02MPa.L3(2)某温度下，吸收塔中K
24、2cO3溶液吸收-定量的CO2后，c(CO；)：c(HCO；)=1:2,由=c(C0)c(H)C(H+)=C(H C O,)x K,=2x5.0 x 10mol.L1=1.0 xl0 l0mol.L,a2 c(HCO；)c(CO；)a2则该溶液的pH=10；A再生塔中KHCO3受热分解生成K2co3、H2O和 C O 2,该反应的离子方程式为2HCO；=co2f+co；-+H2O；利用电化学原理，将 CO2电催化还原为C2H4,阴极上发生还原反应，阳极上水放电生成氧气和H+,H+通过质子交换膜迁移到阴极区参与反应生成乙烯，粕电极和Ag/AgCl电极均为阴极，在电解过程中AgCl可以转化为A g
25、,则阴极的电极反应式为2co2+12e-+12H+=C2H4+灿 0、AgCI+e=Ag+Ch6.(2022山东卷)利用Y-丁内酯(BL)制 备 1,4-丁二醇(B D),反应过程中伴有生成四氢吠喃(THF)和1-丁醇(BuOH)的副反应，涉及反应如下：色(g)+H2O(g)_/值)-2H,反 应ICH3cH2cH2cH20H(g)+H.O(g)BuOH已知：反应为快速平衡，可认为不受慢反应、口的影响；因反应口在高压H?氛围下进行，故H?压强近似等于总压。回答下列问题：以 50 x10-3molBL或 BD为初始原料,在493K、3.0 x103kp a 的高压H2氛围下,分别在恒压容器中进行
26、反应 达平衡时，以 BL为原料，体系向环境放热XkJ；以 BD为原料，体系从环境吸热YkJ。忽略副反应热效应，反应 熔变2 (493区3.0*1()3U)=kJ mol-1(2)初始条件同上。x,表示某物种i 的物质的量与除H?外其它各物种总物质的量之比，xBL和XBD随时间t 变化关系如图甲所示。实验测得X Y,则图中表示XB L变化的曲线是;反应匚平衡常数Kp=kPa飞保留两位有效数字)。以 BL为原料时，L 时刻XH?O=，BD产率=(保留两位有效数字)。(3)(XB D/XB L)M 为达平衡时 XB D 与 XR L 的比值。(493K,2.5xlO%Pa),(493K,3.5xlO
27、3kPa)、(513K,2.5xlO%Pa)三种条件下，以5.0 xl(尸molBL为初始原料，在相同体积的刚性容器中发生反应，Q ;随时间t 变化关系如图乙所示。因反应在高压H?氛围下进行，可忽略压强对反应速率的影响。曲线a、b、c 中，(XBD/XBJ四 最 大 的 是(填 代 号)；与曲线b 相比，曲线c 达 到 广 宁=L 所需时间更长，原因是_。XB D/XBJM【答案】(l)-200(X+Y)(2)a 或 c 8.3x10-8 0.08 39%(3)c 由于b和 c 代表的温度相同，而压强对反应速率的影响可忽略，压强增大反应x /x口、口均是逆向移动，(X B D/X B L)m
28、a x 增大，故 勺 谭 =1 Q所需时间更长【解析】(1)依题意，结合已知信息，可推定在同温同压下，以同物质的量的B L 或 BD为初始原料，达到平衡时的状态相同，两个平衡完全等效。则以S.O x l O+m o l 的 BL为原料，达到平衡时放出X k J 热量与同物质的量的BD为原料达到平衡时吸收Y k J 热量的能量二者能量差值为(X+Y)k J,则 I m o l 时二者能量差值为20 0(X+Y)k J,反应I 为放热反应，因此焰变 A H=-2 0 0(X+Y)k Jm o l。(2)实验测定X Y,则达到平衡时B D 物质转化量大于B L物质转化量，平衡状态B D 物质的量较小
29、，根据图示可知，表示x B L 变化的曲线是a 或 c；该平衡状态下B L的分压是0.4 8 x 3.0 x K P k P a,B D 的分压是0.3 6 x 3.0 x 1 0 3kp a,出 的压强近似等于总压,故反应I平衡常数勺 V%言 里:*于 K pa-2=8.3 x l 0 pa-2；以 B L为原料时，p(BL).p(H,)0.48X3X10-X(3X103)2根据题给反应一口、可知，体系总物质的量的增加量正好是B D 参与反应：、口的量，也正好是H2 0(g)的物质的量，设 L时 B L转 化 a m o l,B D 转化J b m o l,则体系总物质的量为(5.0 x 1
30、 0-3+b)m o i,得至i j m也 二.=0 4 8、=0.3 6,求得 a=1|x l 0-3、5.0 x 1 0-3+b 5.0 x 1 0-3+b 2 3b=-x l O-3,贝 I t i 时亥 H,=0.0 8；此时 BD 的产率 为 金 3 XIO O%“3 9%。2.3-5x l()7 +b 5x 1 0(3)依题意，反应I是正向放热过程，以 B L为初始原料，温度升高则平衡逆向移动，温度x/x越高，反应速率越快，达到平衡时的时间越短，(XBD/XBIW X越小，厂 四 安 弋一 的值越(xBD/xBI;max大；相同温度时，压强增大，B D 的比重增大，(XBD/XBL
31、 增大，又可忽略压强对反应速x/x率的影响，则(XBD/XBL)耐 最大即7 优 飞 最小，对应曲线C;由于b和 C 代表的温度相(XB D/XBL)i n a x同，而压强对反应速率的影响可忽略，压强增大反应、均是逆向移动，(XBD/XBL)1 1 m增xKn/xRI大，故；号牛 =1.0 所需时间更长。(XBD/XBLL7.(2 0 2 2 湖北卷)自发热材料在生活中的应用日益广泛。某实验小组为探究“圆。-4-凡0”体系的发热原理，在隔热装置中进行了下表中的五组实验，测得相应实验体系的温度升高值(A T)随时间的变化曲线，如图所示。实验编号反应物组成a.20g Ca。粉末5.0mL H20
32、b6 15g AI 粉5.0mL H20c0 5g 4 粉5.0mL饱和石灰水d0.15g A/粉5。泣 石灰乳e0.15g 4 粉0.20g CaO 粉末5.0mL H2O回答下列问题：（1）已知：。0（$）+也0（1）=。（0，）,6）凶|=-65.17，。尸 圆(O),(s)=Ccr+aq)+2 OH-aq)H2=-16.73 V -mor 4 6)+0 4 4)+3凡0(1)=4(0 4)3)+”2 1)AH,=-415.0V wo/-则 CaO(s)+2A/(s)+7H2O(l)=Ca2+(“)+2 A/(O )(四)+3凡伍)的 AW4=_ kJ-morx o 温度为T 时，K/C
33、M O)J =X,则Ca(O)2饱和溶液中c(o/r)=(用含x 的代数式表示)。(3)实验a 中，4m in后AT基本不变，原因是(4)实验b 中，AT的变化说明A1粉与H2O 在该条件下(填“反应”或 不反应”)。实验c 中，前3min的AT有变化，其原因是；3min后AT基本不变，其原因是微粒的量有限。(5)下列说法不能解释实验d 在lOmin内 温 度 持 续 升 高 的 是(填 标 号)。A.反应的发生促使反应平衡右移B.反应的发生促使反应平衡右移C.气体的逸出促使反应向右进行D.温度升高导致反应速率加快(6)归纳以上实验结果，根据实验e 的特征，用文字简述其发热原理 o【答案】-9
34、11.9 疡 m oll(3)Ca(OH)2在水中的溶解度小，反应达到了平衡状态 不 反 应 A I和溶液中的OH-发生了反应 OH A(6)实验e 中，发生反应、和，反应中有气体生成，气体的逸出促使反应向右进行，反应的发生使得溶液中OH的浓度减小，促使反应平衡右移，反应的发生促使反应平衡右移，这三步反应都是放热反应，温度升高导致反应速率加快。【解析】(1)根据盖斯定律可得，+2x可得反应CaO(s)+2AI(s)+7H2O(l)=Ca2+(叫)+2Al(OH)4(叫)+3Hz(g),则 MI4=M/i+Mb+2 Mh=(-65.17kJ-mol-|)+(-16.73kJ-mol-|)+2x(
35、-415.0kJ-mo|-)=-911.9kJ-mo|-|o温度为 T 时,Ca(0H)2饱和溶液中，Ca(OH)2(s)=C a2+(aq)+2OH-(aq),c(O H )=2 c(C a2+)-,/Cj p C a(O H)2 =c(C a2+)c2(O H )=x,则 c(O H-尸 疡 m o l-L o(3)实验a中，C a O 和 H 2 O 反应生成C a(O H)2,4 m i n 后 AT基本不变，是因为C a(O H)2 在水中的溶解度小，反应达到了平衡状态。(4)实验b中，AT几乎不变，说明A 1 粉与H z O 在该条件下不反应；实验c中，前 3 m i n 的AT有
36、变化，是因为A 1 和溶液中的O H-发生了反应，3 m i n 后 AT基本不变，是因为饱和石灰水中O H-的浓度较低，O H-的量有限。(5)实验d中，发生反应和，反应中有气体生成，气体的逸出促使反应向右进行，反应的发生使得溶液中OH的浓度减小，促使反应平衡右移，这两步反应都是放热反应，温度升高导致反应速率加快；综上所述，实验d在 l O m i n 内温度持续升高与反应无关，故选A。(6)实验e 中，发生反应、和，反应中有气体生成，气体的逸出促使反应向右进行，反应的发生使得溶液中OH的浓度减小，促使反应平衡右移，反应的发生促使反应平衡右移，这三步反应都是放热反应，温度升高导致反应速率加快
37、。8.(2 0 2 2 海南卷)某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环，其中涉及反应：C O2(g)+4 H2(g)v-2H2O(g)+C H4(g)回答问题：已知：电解液态水制备I m o l O J g),电解反应的H=+5 7 2 k J-m o。由此计算H式 g)的燃烧热(烙)AH=kJ-mol1。(2)已知：C O2(g)+4 H2(g)、催化剂、2 H 2 O(g)+C H 4(g)的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系1/C图1若反应为基元反应，且反应的AH与活化能(Ea)的关系为g H p E，。补充完成该反应过程图2某研究小组模拟该反应，温度t 下，向容积为10L的抽
38、空的密闭容器中通入O.lmolCO?和0.4m olH 2,反应平衡后测得容器中n(CHj=0.05mol。则CO2的 转 化 率 为,反应温度t 约为-1。(3)在相同条件下，CO式 g)与H?(g)还会发生不利于氧循环的副反应：CO2(g)+3H2(g)L i H2O(g)+CH3OH(g),在反应器中按n(CO2):n(H l=l:4 通入反应物，在不同温度、不同催化剂条件下，反应进行到2min时，测得反应器中CH3OH、CH.,浓度(即 01如下表所示。催化剂t=350nt=400DC(CH3OH)C(CH4)c(CHQH)C(CH4)催化剂口10.812722345.242780催化
39、剂口9.2107753438932在选择使用催化剂口和350：1条件下反应，02min生成C H Q H 的平均反应速率为Hmol L-min-；若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂和400口 的反应条件，原因是 O【答案】(1)-28650%或 0.5660.2(或 660.1或 660.3,其他答案酌情给(3)5.4 相同催化剂，4 0 0 的反应速率更快，相同温度，催化剂副产物浓度低，甲烷与甲醉比例高【解析】电解液态水制备ImolOz(g)，电解反应的AH=+572kJ-mo,由此可以判断,2moiH?(g)完全燃烧消耗ImolO式 g),生成液态水的同时放出的热量为572kJ,故
40、 ImolH式 g)完全燃烧生成液态水放出的热量为286kJ,因此，H?(g)的燃烧热(焰)AH=-286kJ mol1 o(2)由CO2(g)+4H2(g)J 2 H2O(g)-KZH4(g)的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系图可知，K 随着温度升高而减小，故该反应为放热反应。若反应为基元反应，则反应为一步完成，由于反应的AH与活化能(Ea)的关系为叫尺，由图2 信息可知Ea=a kJ-mol-1,则|泪 a kJ-mo，该反应为放热反应，生成物的总能量小于反应物的，因此该反应过温度t 下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入O.lmolCO2和0.4m olH 2,反应平衡后测得容
41、器中n(CH4)=0.0 5 E,则C。?的转化率为 翳 鬻=。5 根据C 元素守恒可知,CO?的平衡量为0.05mol,CO2和 H?是按化学计量数之比投料的，则H2的平衡量为0.2mol,H2O(g)的平衡量是CH4(g)的 2 倍，则n(HQ)=0.1mol,8 2(g)、H2(g)x H2O(g),CH4(g)的平衡浓度分别为().005mol.LT、0.02mol.IJ、O.Olmol.L-,0.005mol.L(则该反应的平衡常数K=.=625,根据图1 中的0.005 x0.024信息可知，反应温度t 约为660.2L。(3)在选择使用催化剂 和 3 5 0 条件下反应，由表中信
42、息可知，02minCH30H的浓度由0增 力 口 至 I 10.8pmol 因此，02min生成CH30H的平均反应速率 为 些 必C =5.42 mingmol L1 min1；由表中信息可知，在选择使用催化剂 和 3 5 0 条件下反应，02minCHQH 的浓度由 0 增加到 lO.Rpmol E1,c(CH4)：c(CH,OH)=12722:10.8 1178；在选择使用催化剂 和 3 5 0 的反应条件下，02minCHQH的浓度由0 增加到9.2卜 im ol-LC(C H4):C(C H3OH)=1 0 7 7 5:9.2 1 1 7 1；在选择使用催化剂 和 4 0 0 条件下
43、反应，02minCH,OH 的浓度由 0 增加到 345.2nmol-L,c(CH4)：c(CH3OH)=42780:345.2 124；在选择使用催化剂 和 4 0 0 的反应条件下，02minCHQH的浓度由0 增加到34国“0 11，C(C H4)：C(C H,O H)=38932:34=1145。因此，若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化 剂 和 4 0 0 的反应条件的原因是：相同催化剂，4 0 0 的反应速率更快，相同温度，催化剂副产物浓度低，甲烷与甲醉比例高。2021年】1.(2021山东卷)2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与
44、烯燃的液相反应制得，体系中同时存在如图反应：八/反应:II+CH3OH/O /IA TAM E回答下列问题：(1)反应口、口、口以物质的量分数表示的平衡常数&与温度T 变化关系如图所示。据图判AH,断，A 和 B 中相对稳定的是_(用系统命名法命名)；号的数值范围是(填标号)。HoA.1/K-1(2)为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入LOmolTAME,控制温度为353K,测得TAME的平衡转化率为a。已知反应口的平衡常数&3=9.0,则平衡体系中B 的物质的量为 m o l,反应口的平衡常数及尸_。同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢吠喃稀释，反应口的化学平衡将_(填“正向
45、移动 逆向移动”或“不移动”)平衡时，A 与CH30H物质的量浓度之比c(A)：c(CH30H尸_。(3)为研究反应体系的动力学行为，向盛有四氢吠喃的另一容器中加入一定量A、B 和CH3O H 控制温度为353K,A、B 物质的量浓度c 随反应时间t 的变化如图所示。代 表 B的变化曲线为_(填“X”或Y)；t=100s时，反应口的正反应速率丫正_ 逆反应速率v 虱填或“=)。【答案】6284011ooO0.0.。STOUVD2-甲基-2-丁烯 D 0.9a -?-逆向移动 1:10 X【详解】(1)由平衡常数Kx与温度T 变化关系曲线可知，反 应、的平衡常数的自然对数随温度升高(要注意横坐标
46、为温度的倒数)而减小，说明3 个反应均为放热反应，即小 0、，20、，30，因此，A 的总能量高于B 的总能量，能量越低越稳定，A 和 B 中相对稳定的是B,其用系统命名法命名为2-甲基-2-丁烯；由盖斯定律可知，-1=1,WU/71-AH./72=AW30,因 此 由 于 放 热 反 应 的 ，越小，其绝对值越大，则又 广 的数值AH,范围是大于1,选 D。(2)向某反应容器中加入l.OmolTAME,控制温度为353K,测得TAME的平衡转化率为a,则平衡时n(TAME尸(1-a)mol,n(A)+n(B)=n(CHjOH)=a m o L 已知反应 的平衡常数(B)心=9.0,贝IJ*=
47、9.0,将该式代入上式可以求出平衡体系中B 的物质的量为0.9a mol,(A)n(A)=0.1 a m o l,反应-a的平衡常数及尸10(l-a)(l +a)a同温同压下，再l+a向该容器中注入惰性溶剂四氢峡喃稀释，反应的化学平衡将向着分子数增大的方向移动，即逆向移动。平衡时，TAME的转化率变大，但是平衡常数不变，A 与 CHQH物质的量浓度之比不变,c(A)：c(CH3OH)=0.1a：a=l:10”(B)(3)温度为353K,反 应 的平衡常数KX3=9.0,一 片=9.0。由 A、B 物质的量浓度c 随反应(A)时间t 的变化曲线可知，X 代表的平衡浓度高于Y,则代表B 的变化曲线
48、为X：山母线的变化趋势可知，100s以后各组分的浓度仍在变化，t=100s时 嘤 1=黑=1 0 2 9，rt(A)0.011因此，反应匚正在向逆反应方向移动，故其正反应速率V 小于逆反应速率ViS，填 8.0 x 10-3m o l-V1 和4.4x 10m o l-V1。该 温 度 下 反 应 的 平 衡 常 数 为。平衡时S O?的 转 化 率 为。（3）工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。下 列 说 法 正 确 的 是。A.须采用高温高压的反应条件使S。？氧化为S O,B.进入接触室之前的气流无需净化处理C.通入过量的空气可以提高含硫矿石和S。？的转化率D.在吸收塔中宜采用水或稀硫
49、酸吸收S C）3以提高吸收速率接触室结构如图1所示，其 中 1 4表示催化剂层 图 2 所示进程中表示热交换过程的是_ aA.31 b|B.b j -C.a 1 b9 D.b9 a?E.b?F.“a4G.a4 b4对于放热的可逆反应，某一给定转化率下，最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。在图3 中画出反应2 s o 2值）+0 2 4）=2 5 0 3 值）的转化率与最适宜温度（曲线口）、平衡转化率与温度（曲线）的关系曲线示意图（标明曲线口、）o温度图3(4)一定条件下，在Na?S-H2sC-H?。?溶液体系中，检测得到pH-时间振荡曲线如图4,同时观察到体系由澄清浑浊一 澄清的周期性变化。
50、可用一组离子方程式表示每一个周期内的反应进程，请补充其中的2个离子方程式。S2-+H+=HS-口;.HS-+H2O2+H+=S I +2H2O；.o【答案】不同温度下都能自发，是因为A H vO qS。6,7x103m or.L 88%CB D F100转化率%温度H S+4H,O2=SO f+4H2O+H+S+3H2O2=SO j +2H,O+2H+【详解】(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SC)2的反应为Cu(s)+2H2SO4(1)=CUSO4(S)+SO2(g)+2H2O(1)”=11.9kJ moL,山于该反应A H 0,因此该反应在任何温度下都能自发进行。(2)根据题中所给的数