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1、2023届高考化学一轮专题复习一化学反应原理综合专题训练1.二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳等为大气污染的主要成分，其综合治理成为当前重要的研究课题。请回答下列问题：(1)NO、NO2体积比为1：1可被NaOH溶液恰好吸收，该 反 应 的 化 学 方 程 式 为。(2)CO 在一定条件下可与 H2 发生如下反应：CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H20 (g)=-944 kJ/mol化学键C=0C-H0-HH-H键能7kJ moHX413463436则 x=(3)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的SO 2,将得到的Na2sCh溶液进行电解，其中阴、阳膜组合电解装置如图一所示，电极材料为石墨
2、。a 表示(填“阴”或“阳”)离子交换膜。AE分别代表生产中的原料或产品，其中C 为硫酸，则A 表示。阳极的电极反应式为.(4)SO?经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中SO2发生催化氧化的反应为2sCh(g)+O2(g)=2 S O 3 (g)若在O.IMPa条件下，往一密闭容器中通入S02和 02 其中n(S02)：n(02)=2：1 ,测得容器内总压强与反应时间的关系如图二所示。图中A 点时，SO2的转化率为。在其他条件不变的情况下，测得T2时压强的变化曲线如图二所示，则 C 点的正反应速率vc(正)与 A 点的逆反应速率%(逆)的大小 关 系 为 心(正)一VA(逆)(填“
3、、”y ”或“=”)o,说明理由_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _o在Ti 时达到平衡后，再向容器中充入少量甲醇蒸气，C H 3 0 H 的 平 衡 转 化 率(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)工业上，利用水煤气合成C H 3 0 H 的反应表示如下：2 H 2(g)+C O(g)=CH3 0 H(g)AH=-91.0 k J m oH,向 1 L的恒容密容器中加入0.1 m ol 氏 和 0.0 5 m ol CO在一定温度下发生上述反应，1 0 m i n 后反应达到平衡状态，测得放出的热量为3.6 4 k J。从反应开始恰好平衡状态时，出 的平均反应速率V(H 2)为。在温
4、度不变条件下，上述反应达到平衡后再向容器中充入0.0 1 m ol 比 和 0.0 5 m ol C H 3 0 H(g)时，平衡(填“向左移动”、“向右移动”或 不移动”)。(4)探究C H 3 0 H 合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高C H 3 0 H 的产率。以C C h、比 为原料合成C H 3 0 H涉及的主要反应如下：I.C O2(g)+3 H2(g)=C H3O H(g)+H2O(g)=4 9.5 k J m ol*1 II.I I.C O(g)+2 H2(g)C H3O H(g)AH2=-90.4 k J m ol1H I.C O2(g)+H2(g)i C O(g)+H2
5、O(g)以一定条件下，向体积为V L的恒容密闭容器中通入1 m ol C C h 和 3 m ol H 2 发生上述反应，达到平衡时，容器中 C H 3 0 H(g)为 a m ol,CO为 b m ol,此时H?O(g)的浓度为 m ol L (用含a、b、V 的代数式表示，下同)，反应I I I 的平衡常数为。4.李克强总理在十二届全国人大五次会议上作政府工作报告时强调：坚决打好蓝天保卫战。今年二氧化硫、氮氧化物排放量要分别下降3%,重点地区细颗粒物(PM 2.5)浓度明显下降。其中二氧化硫、氮氧化物等的排放与工业燃烧煤、石油等化石燃料有很大的关系，所以对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现
6、绿色环保、废物利用。I .脱 硝：催化剂存在下，山 还原N O 2生成水蒸气和另一种无毒气体的化学方程式为I I.脱碳：一定条件下C O 2会和H 2反应合成C H 30 H。方程式为：C O 2(g)+3H 2(g)W C H 30 H(g)+H 20(g)。现向 2 L恒容密闭容器中加入2 moic C h、6 mol H2,在恒温下发生反应。1 0 s后反应达到平衡，此时容器内C H 3 0 H 的浓度为0.5 mol-L L 请回答以下问题：(1)前 1 0 s 内的平均反应速率V(H2O)=；平衡时C O2的转化率为 o(2)下列叙述能说明原反应达到平衡状态的是 oa.单位时间内消耗
7、n mol C H 3 0 H 的同时生成n mol C C hb.1 mol C O 2生成的同时有3 mol H-H 键断裂c.C O 2和 H 2的浓度保持不变d.容器内压强保持不变e.C O 2和 H 2的物质的量之比保持不变m.脱硫：燃煤的烟气脱硫技术是当前应用最广、效率最高的脱硫技术。其更多的是利用碱溶液与烟道气相遇，烟道气中S0 2溶解在水中，形成一种稀酸溶液，然后与C a(0 H)2浊液等发生中和反应。(1)已知中和反应为常见的放热反应，下列有关反应放热、吸热的说法正确的是a.可燃物燃烧一般都需要加热，所以都是吸热反应b.化学键的断裂要吸收能量c.当反应物的总能量低于生成物的总
8、能量时，据能量守恒定律可知反应会放热d.已知SO 2(g)与 O 2(g)反应生成S0 3(g)为放热反应，则 S0 3(g)分解生成SO 2(g)与 O 2(g)的反应为吸热反应(2)请写出脱硫过程发生的主要化学方程式：o5.I.(1)写出H 2c o3的电离方程式：o(2)现有C H 3c o0 H、H C 1 两种溶液，选择填空：A.B.CO(O H)3,还含S i O?及少量AI 2 O 3、F e2O 3,Cu O及M n C h等 为原料可制取钻的氧化物。(1)一种钻氧化物晶胞如图1所示，该 氧 化 物 中 钻 离 子 价 电 子 排 布 式 为。O钻离子(2)利用钻矿制取钻的氧化
9、物的主要步骤如下:浸取：用盐酸和Na2s。3溶液浸取钻矿，浸取液中含有AF+、Fe2 Co2 Cu2 Mn2 C l SO：等离子。写出CO2O3发生反应的离子方程式：。除杂：向浸取液中先加入足量NaCICh氧化Fe2+,再加入NaOH调节pH 除去AP+、Fe3+Cu2+O有关沉淀数据如下表(“完全沉淀”时 金 属 离 子 浓 度.Ox沉淀A1(OH)3Fe(OH)3CO(OH)2CU(OH)2Mn(OH)2恰好完全沉淀时的pH5.22.89.46.710.1若浸取液中c(Co2+)=0.1 mol-L1,则须调节溶液pH 的 范 围 是(加 入 NaCICh和 NaOH时，溶液的体积变化忽
10、略)。萃取、反萃取：向除杂后的溶液中，加入某有机酸萃取剂(HA”，发生反应：Co2+n(HA)2CoA2-(n-l)(HA)2+2H+o 实验测得：当溶液pH 处于4.5 6.5范围内，Co?+萃取率随溶液pH 的增大而增大(如图2 所示)，其原因是。向萃取所得有机相中加入H2sCh,反萃取得到水相。97539999%、氐国靶.0。911-1-1-4.5 5.0 5.5 6.0 6.5pH图 2沉钻、热分解：向反萃取后得到的水相中加入(NHQ2C2O4溶液，过滤、洗涤、干燥，得到COC2O42H2O晶体。称 取 14.64 g 该晶体，在空气中加热一段时间后，得到CoO和 CO3O4的混合物。
11、称量该混合物，质量为 6.32 g,通过计算确定该混合物中CoO和 Co3O4的 质 量 之 比(写 出 计 算 过 程)。8 .非金属元素及其化合物在物质制备、生产生活中发挥着重要作用。I.C O 2 与 N H 3 合成尿素的反应如下：C O2(g)+2 N H3(g)CO(NH2)2 (s)+H2O(g)A H=ak J/m o l曲线表示不同温度、不同压强下，C 0 2的平衡转化率与温度的关系，请回答下列问题：(l)a 0,P i P2(填或“=”)。(2)t C时，向容积为2 L的密闭容器中充入3 m o i N%和I m o l C C h,实现M点的平衡，则平衡时容器内压强为开始
12、时的 倍，t时 的 化 学 平 衡 常 数 为。若保持条件不变，再向该容器中充入I m o l N F h和I m o l C C h，N H 3的 转 化 率 将(填“增大”、减小”或“不变H.硫及其化合物在生产生活中应用广泛，回答下列问题。(1)铁镂矶是一种化学物质，分子式为N H 4 F e(S O 4)22 H 2 O,其溶于水后，溶液中离子浓度大小关系为已知某溶液中含有C C h S C V-等离子，取一定量的该溶液向其中加入B a C b溶液，当C C h z一 开始沉淀时,以 c o；-)溶液中为c(S O )1 0 (已知:K s p(B aS O4)=1.0 x l 0-1
13、0,K s p(B aC 03)=2.5 x l O-9)(3)恒温恒容密闭容器中发生如下反应：2 s C h(g)+O 2(g)=2 S O 3(g)A H=-1 9 7 k J/m o L下列能说明反应达到平衡状态的是。a.体系压强保持不变 b.混合气体的密度保持不变C.S 0 3和0 2的体积比保持不变 d.每消耗l m o l S O3的同时生成0.5 m o l C)29 .硫酸的消费量常用来衡量一个国家工业发展水平。其中S O?的催化氧化是重要的一步，其反应为:2S O,(g)+O2(g)i 2 S O3(g)AH=-19 6kJ/m olo 回答下列问题:S O2催化氧化反应在_
14、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 温下自发(填“高”或“低”，下同)，压有利于提高反应速率，压有利于提高平衡转化率。根据下表数据(450条件下测得)阐述实际工业生产选择O.I M P a的理由：;压强O.IMPa0.5MPaIMPa5 MPalOMPa平衡时S 5 的转化率97.5%98.9%99.2%99.6%99.7%科研人员使用CaCO3为基础固硫材料，复合不同的催化剂（V2O5、V2O5-MnOr VzCGeOj催化S0?向SO,的转化。同时研究了不同温度下使用三种催化剂对CaCO,固硫效率（用单位时间SO?转化率表示）的影响,结论如下图:卓都瑟wsdsL仅使用CaCO、而不使
15、用催化剂获得的X 线的实验目的是I I.下列有关说法正确的是a.三种催化剂中VzO,催化剂效率最低b.同温同压下，使用复合催化剂有利于提高S 0、的平衡产率c.如图为VzO-MnOz为催化剂时的反应机理，由图可知Mn 比Mn”更易获得电子d.温度越高一定越有利于催化剂催化效率的提升 某 S0?催化氧化生成SO,反应的速率方程为：v=k-p”(SO2)-pP(O2p(SO3),根据表中数据，p=实验p(SO2)/kPap(O2)/kPap(SO3)/kPav/kPa 1ImnPq22mnP2q3mnO.lpI0q4m2nP1.414q(4)某种晶型的MnO,晶胞如图，A 位 置 的 元 素 为(
16、填 元 素 符 号)。1 0.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(TiO?)转化为TiCl”，再进一步还原得到钛。回答下列问题：(l)TiO?转化为TiCl 有直接氯化法和碳氯化法。在 1000C时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：(i)直接氯化：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)AH=172kJ mol,Kpl=1.0 xl0-2(五)碳氯化：TiO2(S)+2C12(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)AH2=-51kJ-moF,Kp2=1.2xl0l2Pa反应 2c(s)+C(g)=2C0(g)
17、的 AH 为 kJ-mol1,&=Pao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”)。(2)在 10 Xi。P a,将Ti。?、C、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。0.7反应 C +C O 2(g)=2C O(g)的平衡常数Kp(1400)=P a。图中显示，在20 0 平衡时T i O?几乎完全转化为T i C l,但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是。TQ 碳氯化是一个“气一固一固”反
18、应，有利于T&-C“固 固”接 触 的 措 施 是。1 1.20 21 年 1 0 月 1 6 日6时 5 6 分，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。中国空间站开启有人长期驻留时代。空间站的水气整合系统利用“萨巴蒂尔反应“，将 C O 2转化为C H 4 和水蒸气，配合 0 2生成系统可实现0 2的再生。回答下列问题：I .萨巴蒂尔反应为：C O2(g)+4 H2(g)=i C H 4(g)+2H2O(g)A H)(1)常温常压下，已知：H?和C H”的燃烧热(A H)分别为-28 5.5 k J/m o l 和-8 9 0.0 k J/m o l；凡0(1)=凡0仅)H2
19、=+4 4.0 k J/m o L 则 AH|=kJ/moL(2)在某一恒容密闭容器中加入C O 2、出，其分压分别为1 5 k Pa、3 0 k Pa,加入催化剂并加热使其发生萨巴蒂尔反应。研究表明C H4的反应速率V(C H4)=1.2x l 0-6p(C O2)p4(H2)(k Pa .s-1),某时刻测得比0 他)的分压为 l O k Pa,则该时刻V(H2)=0(3)研究发现萨巴蒂尔反应的历程，前三步历程如图所示。其中吸附在Pt/S i C h 催化剂表面用“.”标注，T s 表示过渡态。从 物 质 吸 附 在 催 化 剂 表 面 到 形 成 过 渡 态 的 过 程 会(填“放出热量
20、 或“吸收热量”)；反应 历 程 中 最 小 能 垒(活 化 能)步 骤 的 化 学 方 程 式 为。)oI+(myHE+OOJ3f40)IG+H.+HO.+O。0)eH7/z.+HO.+22J2Inline八1-能量/e V，0.50.0 0.5-1.0-1.5-2.0反应历程n.某研究团队经实验证明，c o?在一定条件下与H2O发生氧再生反应:CO2(g)+2H2O(g)?=C H4(g)+2O2(g)A Hi=+802.3 kJ/mol(4)恒压条件时，按C(CO J:C(H2O)=1:2投料，进行氧再生反应，测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图。c(moi/L)_ a150
21、200 250 300 350 400 77350时，A 点的平衡常数的K=(填计算结果)。为提高CO2的转化率，除改变温度外，还可采取的措施为.(5)氧再生反应可以通过酸性条件下半导体光催化转化实现；反应机理如图所示:光催化CO2转化为CH4的阴极方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。催化剂的催化效率和CH4的生成速率随温度的变化关系如图所示。300到 400之间，C E 生成速率加快的原因是1 2.有效去除大气中的NOx和水体中的氮是环境保护的重要课题。(1)已知：2 c o(g)+O 2(g)=2 C O 2(g);AH i=-5 6 6.0k
22、J-m o l-N 2(g)+2 C)2(g)=2 N O 2(g);AH 2=+6 4 k J-m o l-1反应 2 N O2(g)+4 C O(g)=N 2(g)+4 C O2(g);AH?=一。(2)磷酸镂镁(M g N H 4 P o。沉淀法可去除水体中的氨氮(N H；和 N H 3)。实验室中模拟氨氮处理：1 L 的模拟氨氮废水(主要含NH；),置于搅拌器上，设定反应温度为2 5。先后加入M g C b 和 N a z H P C h溶液，用 N a O H 调节反应p H,投加絮凝剂；开始搅拌，反应3 0m i n 后，取液面下2 c m 处清液测定氨氮质量浓度。反应p H图1生
23、成磷酸铉镁沉淀的离子反应方程式为。测得反应p H 对氨氮去除率的影响如图1 所示，当 p H 从 7.5 增至9.0的过程中，水中氨氮的去除率明显增加，原因是一。当反应p H为 9.0时，该沉淀法对氨氮的去除率达到最高，当 p H 继续增至1 0.0时，氨氮的去除率下降,原因是_ _ _o(3)纳米零价铁(N Z V I)/B C 与(C u P d)/B C 联合作用可去除水体中的硝态氮。1 51 0500 5 0 1 00 1 5 0 2 00 2 5 0 3 00 3 5 0反应时间(m i n)图3的曼娶鬻运在 N Z V I/B C 和(C u P d)/B C 复合材料联合作用的体
24、系中，生物炭(B C)作为N Z V I、C u、P b 的载体且减少了纳米零价铁的团聚，纳米零价铁作为主要还原剂，C u 和 P d 作为催化剂且参与吸附活性H。N Z V I/B C 和(C u P d)/B C 复合材料还原硝酸盐的反应机理如图2所示,N O；转化为N?或 NH：的过程可描述为 一实验测得体系初始pH 对 NO；去除率的影响如图3,前 200min内，pH=9.88时的去除率远低于pH=4.05时，其可能的原因是一。1 3.甲爵、乙醇都可用作涂料、染料的化工原料，也可用作燃料。I.工业上，在一定条件下可用乙烯气相水化法制备乙醇。其反应为：CH2=CH2(g)+H2O(g)
25、=H3CH2OH(g)H。己知：CH2=CH2(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)Hl=-1323kJ-mol1CH3cH20H(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)H2=-1289kJ mol-1(l)CH2=CH2(g)+H2O(g)=CH3cH20H(g)反应的的活化能Ea(正)为102kLmolL则该反应的活化能Ea(逆)为kJ mol1 o(2)在密闭容器中充入CH2=CH2(g)、H20(g)(两者物质的量之比为1：1)并加入催化剂发生反应，乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示。pi p2(填或(5)如图为钠硫高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为320 左右，电池反应为2Na+xS=Na2Sx，正极 的 电 极 反 应 式 为。与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的倍。(6)已知常温下 Fe(OH)3和 Mg(OH)2 的 K、0分别为 8.0、10-3 l.OxlO-1,向浓度均为 0.1 mol/L 的 FeCb、M gCb的混合溶液中加入碱液，要使Fe3+完全沉淀而Mg2+不沉淀，应该调节溶液p H的范围是。(已知 1g 2=0.3)