非选择题专攻(三)　反应原理综合（教师用书）-【正禾一本通】2023高考化学高三二轮专题复习高效讲义（新教材）

非选择题专攻(三)　反应原理综合 　　化学反应原理综合题涉及的内容主要包括化学反应过程中的焓变、化学能的相互转化、电极反应式的书写、化学反应速率的定性分析与定量计算、化学平衡移动原理在生产中的应用、化学平衡常数的计算、反应条件的控制、弱酸弱碱的转化、pH计算、离子浓度大小的比较、离子共存、难溶物之间的转化问题。试题常以选择、填空、读图、作图、计算等形式出现。高考一般以与生产、生活联系紧密的物质为背景材料出组合题，各小题之间有一定独立性。 　攻略1　高考真题研明·定努力方向 1．(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量的C(s)和1 mol H2O(g)，起始压强为0.2 MPa时，发生下列反应生成水煤气： Ⅰ.C(s)＋H2O(g)⇌CO(g)＋H2(g) ΔH1＝＋131.4 kJ·mol－1 Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝－41.1 kJ·mol－1 ①下列说法正确的是________。 A．平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ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 ②反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%，CO的物质的量为0.1 mol。此时，整个体系________(填“吸收”或“放出”)热量___________________kJ，反应Ⅰ的平衡常数Kp＝________(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。 (2)一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如图： ①某温度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c(CO)∶c(HCO)＝1∶2，则该溶液的pH＝________(该温度下H2CO3的Ka1＝4.6×10－7，Ka2＝5.0×10－11)。 ②再生塔中产生CO2的离子方程式为____________________________________。 ③利用电化学原理，将CO2电催化还原为C2H4，阴极反应式为____________________________________________。 解析：(1)①平衡时向容器中充入惰性气体，因为在恒容条件下，各物质的浓度不变，平衡不移动，A错误；因为C是固体，故混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡，B正确；由Ⅰ＋Ⅱ得C(s)＋2H2O(g)⇌CO2(g)＋2H2(g)，当反应进行到底时，H2的体积分数为，但反应为可逆反应，不能进行彻底，故平衡时H2的体积分数小于，C错误；将炭块粉碎，可增大接触面积，加快反应速率，D正确。 ②设反应Ⅰ中水转化的物质的量为a mol，反应Ⅱ中水转化的物质的量为b mol，可列出以下式子： C(s)＋H2O(g)⇌CO(g)＋H2(g) 始/mol　　　1　　　　0　　　0 变/mol　　　a　 　 　a　　　a 　CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g) 始/mol　a　 　 1－a　　　0　 　　a 变/mol　b　 　b　　 　　b b 平/mol　a－b　 1－a－b　 b a＋b 根据H2O(g)的转化率为50%，可得×100%＝50%，CO的物质的量为0.1 mol，即a－b＝0.1，解得a＝0.3，b＝0.2，则反应Ⅰ吸收能量0.3 mol×131.4 kJ·mol－1＝39.42 kJ，反应Ⅱ放出热量为0.2 mol×41.1 kJ·mol－1＝8.22 kJ，故整个过程是吸热过程，吸收热量为39.42 kJ－8.22 kJ＝31.2 kJ。由以上计算可知：n(H2O)＝0.5 mol，n(H2)＝0.5 mol，n(CO)＝0.1 mol，n(CO2)＝0.2 mol，n(总)＝(0.5＋0.5＋0.1＋0.2) mol＝1.3 mol，由物质的量之比等于压强之比可得＝，p＝0.26 MPa，Kp＝＝0.02 MPa。(2)①H2CO3的Ka2＝，所以c(HCO)∶c(CO)＝c(H＋)∶Ka2＝c(H＋)∶5×10－11＝2∶1，c(H＋)＝10－10 mol/L，pH＝10。 ②再生塔中产生CO2是碳酸氢钾的分解，离子方程式为2HCOCO＋CO2＋H2O。 答案：（1）①BD　②吸收　31.2　0.02 MPa　（2）①10　②2HCOCO＋CO2↑＋H2O　③2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O 2．（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，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得，体系中同时存在如图反应： 回答下列问题： （1）反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分