专题12 化学反应原理综合 题组1 -【高考密码】备战2025年高考化学2020-2024五年真题分类汇编

详解答案 大于0.0100mml:LX15.0ml≈7.70×10-3m0lL-1, 小，所以可认为1.0-x≈1.0，因此x≈2.4×10-8，即C02 15.00mL十4.5mL 的平衡转化率釣为2.4X10一8。③因为弱电解质的电离程 所以已经有部分C1沉淀，C项正确：b点瑞酸银过量，银 度和盐类水解程度都较低，所以可认为该溶液中C(NH3· 离子浓度最大，D项错误 H2O)≈1.00mal·L-1,c(NH)≈0.18mol·L-1, 8.C由图可知pH=4,即c(H+)=10×10-5mol/L时， Kb(NH3·H2O)= (NH时)·c(OH-)_o.18Xc(OH) c2(M+)=7.5×10-8mol2/L2,c(M+)=√7.5×10- c(NH3·H2O) 1.00 mol/L.=/7.5×10-4mol/L<3.0×10-4mol/L,A正确： =1.8×10-5,由此得c(0H-)=1.0×10-4mol·1-1, 当c(H+)=0mol/L时，c2(M+)=5.0×10-8,结合分析 298K时，c(H+)= Kw 可知50X10-t=0×+Kp（MA=Kn（. c(H--1.0X10-10mol L-1,pH =10,(3)①化学反应的活化能越高，则反应速率越慢，一 B正确：设调pH所用的酸为HX,则结合电荷守恒可知 个分多步进行的反应，其总反应递率取决于速率最慢的步 豫，因此总反应的速率由反应Ⅵ的速率决定。CO2为反应 c(M+)十c(H+)=c(A-)十c(OH-)十(X-),题给等 N的反应物，CO2的压强越大，溶液中CO2的浓度越大，反 式右边缺阴离子饰分m(X一)，C错误：当c(H+)=20× 应N的速率越大，而反应N的速率<反应V的速率，因此 10-3mol/L时，c2(M+)=10.0×10-8mo1/L2,结合 增大CO2的压强，单位时间内生成的Q和L的浓度增大， Kp(MA)-=5.0×10-8代入线性方程有10.0×10-8=2X 即反应Ⅵ的反应物浓度增大，反应Ⅵ的速率增大，总反应 104X5:9Q+5.0X10,解得K.(HA)≈2.0× 速率增大，A错溪：H2是反应V的反应物，溶液中溶解H2 的浓度越大，反应V的速率越大，单位时间内消耗Q和生 10-4,D正确：选C。 成L的浓度越大，使反应V平衡正移、反应Ⅵ的速率增大， 专题十二化学反应原理综合 总反应速率增大，B错误：总反应速率由反应Ⅵ的速率决 题组一 定，反应I的速率<反应V的速率，因此反应体系中会有 1,解析：(1)反应器I中参与反应的物质有CO、H2、Fe2O 一定量的L留存，如果反应V的△H<0,那么温度升高将 产物有CO2、H2O、Fe,发生反应3C0+Fe2O3一2Fe+ 使反应V的平衡逆移，使反应体系中L的浓度减小，此时 若L浓度减小对反应Ⅵ速率的影响强于或燕消温度升高 3CO2、3H2十Fe2O3一2Fe+3Hz0,化合价发生改变的 对反应T速率的影响，则反应M的速率会降低或不变，即 元素有C、H,Fe。CO,H2各1mol参与上述反应，各生咸 温度升高总反应的速率不一定增大，C正确；N(CH2CH)3的 号moFe,,共号mol Fe,.音m Fe在反应器Ⅱ中发生反 2 N原子上有孤电子对，能结合HCOOH电离出的H+形成 盐，使产物HCOOH的浓度降低，总反应的平衡正移，因此 应3Fe+4H2O(g)一FeO,十4H2,共生成6 molH2。 能提高CO2的转化率，D正确。 (2)①根据题给反应物及生成物书写即可。②多孔A2O 答案：(1)C02+2H++2e-HCOOH 可作为气体吸附剂，含量过多会吸附生成的NH3,且当 (2)①+14.8②2.4×10-8③10 Al2O3含量大于2%时，催化剂a一Fe的表面积减小，与反 (3)①CD②当cco时，v随c增大而增大，因M是基元 应物的接触面积减小，反应速率减小，也会导致产生的 反应V的反应物（直接影响基元反应Ⅵ中反应物L的生 NH3减少。(3)①NaHCO3受热易分解，导致HCOO产 成)：>co时，o不再显著增加，因受限于CO2(g)和H2(g) 率下降。②氨基中的H原子连在电负性较大的N原子 在溶液中的溶解速度（或浓度） 上，HCO5中的H原子连在电负性较大的O原子上，二者 3.解析：1)根据益斯定律可知，反应国=（反应巴-①）， 之间可以形成氢键N一H…O、N…H一O。总反应为H2十 HCO3一H2O十HCOO,使用D2代替H2,若生成 所以对应△Hg=2(△H2-△H)=2 (-329kJ·mo1-1 HDO,别可确认反应过程中的加氢方式。 一285kJ·mol-1)=一307kJ·mol-1:根据平衡常数表达 答案：(1)C、H,Fe 16 (2)CHa COO[Cu(NHa)2+ 式与热化学方程式之间的关系可知，对应化学平衡常数 NHs.H2O+CO-CH COOCCu(NH3)sCO]+H2O K=(K2) K K1/ ②多孔Al2O3可作为气体吸附剂，含量过多会吸附生成的 (2)根据图示信息可知，纵坐标表示一g( c(MO+) NH3,Al2O3含量大于2%，a一Fe表面积减小，反应速率 减小，产生NH减少 c(MO)+(M), 即与MO十的微粒分布系数成反比，与M十的微粒分布系 (3)①NaHCO3受热易分解，导致HCOO-产率下降 ②一NH2可以与HCO形成氢键HDO 数成正比。则同一时间内，b曲线生成M十的物质的量浓 度比a曲线的小，证明化学反应速率慢，又因同一条件下 2.解析：(1)CO2在电极B上被还原为HCOOH,则B为阴 降低温度化学反应遠率减慢，所以曲线b表示的是300K 极，电解过程中H+通过质子交换膜进入阴极室，则阴极反 条件下的反应：根据上述分析结合图像可知，300K、60s 应式为C02+2H++2e -HCOOH.(2)①反应Ⅲ e(MOT) (MO) 反应Ⅱ一反应I,根据盖新定律，△H3=△H2-△H1 时-1gM0)+cM)=0.1,则 (MO+)+c(M+) -378.7kJ·mol1+393.5kJ·mol-1=+14.8kJ· 10-0.1,利用数学关系式可求出c(M中)=(100.1一1) mol-1。②设平衡时CO2转化的浓度为xmol·L-1,可得 c(MO+),根据反应MO+十CH4一M++CH3OH可 三段式： 知，生成的M+即为转化的MO+,别MO十的转化率为 CO2(g+H2(g)HCOOH(g) 起始浓度/ 108.1-1×100%:故答案为：b:100×100%, 100.1 (mol·L-1) 1.0 1.0 0 (3)(「)步骤I涉及的是碳氢健的断裂和氢氧健的形成， 转化浓度/ 步骤Ⅱ中涉及碳氧健形成，所以符合题意的是步骤I, (mol·L-1) (目)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位肃 平衡浓度/ (mol·L-1) 1.0-x1.0-xx 时，反应速率会变授，则此时正反应活化能会增大，根据困 示可知，MO十与CD:反应的能量变化应为图中曲线C: 则有1.0二产=2.4X10,国为该反应的平街常数很 (丽)MO+与CH2D2反应时，周直接参与化学键变化的元 素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则单位时 155 五年高考真题分类集训 化学 间内产量会下降，别氘代甲醇的产量CH2DOD< 0.1mol可得：x-(0.5mol-x)=0.1mol,x=0.3mol,反 CHD2OH:根据反应机理可知，若MO+与CHD3反应，生 应Ⅱ消耗水蒸气0.5mol一x=0.2mol。整个体系的能量 成的氘代甲醇可能为CHD2OD或CD3OH共2种，故答案 变化为+131.4kJ·mol1×0.3mol+(-4L.1kJ· 为：<：2。 mol-1)×0.2mol=+31.2kJ,所以整个体系吸收热量 K2) K2 )'或 1001-1 31.2kJ。平衡时各相关气体的物质的量为H20(g)0.5 答案：(1)-307 K (2)b 100.1 mol,C0(g)0.1mol,H2(g)(0.3+0.2)mol=0.5mol, ×100% CO2(g)0.2mol,恒温恒客条件下，气体的压强与物质的 (3)(1)1(i)e(m)<2 量成正比，所以平衡后气体的总物质的量为1.3mol,平衡 4.解析：(1)根据盖斯定律可知，由①一（②十③）可得④， C6HsC2Hs(g)=C6HsCH-CH2(g)十H2(g)△H4 时压强为0.26MPa,p(C0)=0.26MPa×9】mC =0.02 1.3 mol △H1-(△H2+△H3)=-4386.9kJ·mol Pa,p(H0)=p(H2)=0.26MPa×95m =0.1 -[(-4263.1kJ·mol-1)+(-241.8kJ·mol)] +118kJ·mol-1 MPa,K,=p(CO)×p(H2) (2) C6 HC Hs(g=CHs CH-CH2(g)+H(g) (H2O) =(CO)=0.02 MPa. 起始/mol 1 0 0 转化/mol 0.5 0.5 0.5 (2)①c(H*)=Kx(HCO =5.0×10-1×2mol· c(CO片-) 平衡/mol 0.5 0.5 0.5 L-1=1.0×10-omol·L-1,pH=-lgc(H)=10, 设加入xm0l水蒸气稀释后，转化率提高至75%，列三 ②再生塔中在水蒸气加热条件下碳酸氨钾分解产生二氧 段式： Ci HsC2Hs(g)-Cs HsCH-CH(g)+H2(g) 化碳，其离子方程式为2HCO为 △C0%+H0+C0↑. 起始/mol 1 0 0 ③在电解池阴极，CO2得电子生成乙烯，其电极反应式为 转化/mol0.75 0.75 0.75 2C02+12e+12H*-C2H4+4H20. 平衡/mol0.25 0.75 0.75 答案：(1)①BD②吸收31.20.02MPa 温度相同时化学平街常数相等，设加入水燕气前后两次平 (2D10②2HC05△CO+H,0+C0,+ 0.5.0.50.75.0.75 VV V2 ③2C02+12e-+12H+C2H,+4H20 衡时的体积分别为V1、V2, ,因 6.解析：(1)电解饱和食盐水制取氯气时，阿时还生成氨气和 0.5 0.25 氢氧化钠，该反应的化学方程式是2NaC1十2H0通电 为该过程恒温恒压，气体体积之比等于物质的量之比，即 2NaOH十H2个十Cl2↑。(2)氯气可以与碱反应，所以不 721.75十z故联立等式解得x=5.(3)由困可知，乙苯 V 1.5 能用碱石灰干燥氯气，A说法错误；氯气可以与水反应生 成盐酸和次氯酸，该反应是可逆反应，在饱和食盐水中存 转化率增加，曲线b所代表的产物的选择性也增大，由乙 在浓度较大的薰离子，可以使氯气的溶解平衡逆向移动， 装脱氨生成苯乙烯和氨气有利于反应⑤的正向进行，则曲 因此氯气在饱和食盐水中的溶解度较小，可以通过排他和 线b代表甲苯。(4)X射线衍射仪是利用衍射原理，可精 食盐水法收集氧气，B说法正确：常温下，千燥氯气不容易 确测定物质的晶体结构，A项正确：F2O3为催化剂，催化 与金属铁反应，所以可通过加压使氯气液化而储存于钢瓶 剂不能改变乙苯的平衡转化率，B项错误：催化剂可以降低 中，C说法正确：氢气和氯气反应生成氟化氢，氯化氢溶于 反应的活化能，C项正确，F2O3颗粒越小，则与反应物接 水得到盐酸，因此工业上，常用氢气和氯气反应生成的氯 触面积越大，反应速率越快，D项错误。(5)由于原子半 化数溶于水制取盐酸，D说法正确。(3)①C2(g)一C2(q) 径：I>Br>Cl,C&HsCH2一与1之间的作用力最弱，使得 表示的是氧气的溶解平衡，气体的溶解度随温度的升高而 CgH5CH2I更易生成自由基CsH5CH2,故活性最高的是 减小，即升温，平衡Cl2(g)Cl2(ag)逆向移动，说明正向 CiHsCH2I。(6)CuBr=Cu++Br②的溶度积常数为 放热，则△H1<0。②根据化学方程式和平衡常数的意义 KpCu++2L一一[Cu(L)2]+①的平衡常数为K,CuBr 可得，K2=cHt)·cC·cHC0.③C,(g) 在配体L的水溶液中的溶解平衡为CuBr+2L c(Cl2) [Cu(L)2]++Br一③，则③的平衡常数为Kp·K C12(aq)与Cl2(aq)+H20(1)=H+(aq)+C1-(aq)+ 答案：(1)十118(2)5 HClO(ag)相加可得到C(g)十H2Ol)→H+(ag)十C-(ag) (3)甲苯随着乙苯转化率增大，反应④生成的H2浓度增 +HCO(aq),氯气在水中的溶解度（以物质的量浓度表示） 大，促使反应⑤正向移动，甲苯的选择性增大 为c,根据物料守恒可知，c=c(C)+2c(HC0)+2c(C), (4)BD (5)CHCH2I (6)K·Ks知 由于HC是强电解质，若忽略水的电离和次氯酸的电离， 5.解析：(1)①恒温恒容条件下向体系中充入惰性气体，不会 则e(H+)=c(CI)=c(HCIO),由K2= 改变体系中各物质的浓度，化学平衡不发生移动，A错误 孩反应体系有固态物质参与反应，所以平衡移动过程中气 c(Ht)·c(C)·c(HIO2可知c(C)=c(HCIO)= c(Cl2) 体的总质量是变化的，即恒客条件下混合气体的密度是反 应过程中的变化量，所以当混合气体的密度保持不变时， [c(C2)K,Jt,由K1=cC2可知，c(C)=K1p,则 说明反应体系已达到平衡，B正确：反应I和Ⅱ都是氢气体 c(CI-)=c(HCIO)=(K1K2P),因此，c=K1p+ 积分数增大的反应，如果水蒸气和一氧化碳恰好完全反应 均无剩余，氢气的体积分数为子，但反应I和Ⅱ都是可远 (K1K2p)寸。(4)根据反应I:Ti02(s)+2C2(g)TiC4(g)+ 02(g)△H=181molL1,K1=3.4×10-29,可知该反 反应，不能反应完全，所以平衡时氢气的体积分数小于 2 应正向进行程度非常小，正向反应还需要吸收能量，所以 3， 单独进行该反应是不可能的：如碳消耗氧气促进反应I平 C错误：等炭块粉碎，可以增大反应物接触面积，加快反应 衡正向移动，同时由反应I十反应Ⅱ得：TO2(s)十2Cl2(g)十 速率，D正确。②平衡时水蒸气的转化率为50%，即反应 2C(s)—TC(g)+2C0(g),K=K1K1=4.08×101运 I和Ⅱ共消耗水蒸气1mol×50%=0.5mol.设反应I 大于K1,从而使TiO2氯化为TiCL,得以实现。(5)由题意 消耗水蒸气物质的量为x,则反应Ⅱ消耗水蒸气物质的量 可知，在该温度下，生成对二氯苯的反应更客易发生，说明 为0.5mol一x,根据平衡时一氧化碳的物质的量为 生成邻二氯苯的反应活化能大，如果想促进生成邻二氯 —156 详解答案 某，可以提高反应温度，A正确，C错误；还可以通过改变 催化剂，改变反应途径，使生成邻二氯苯的反应更容易发 行，别需△H-TaS<0,T>g=90.8×103·mal1 △s 198.9J·(mol·K07= 生，B正确：反应物浓度对于平行反应的影响是相同的，D 456.5K,即温度应高于(456.5一273)℃=183.5℃，CD符 错误。 合，故答案为：CD: 答案：1)2NaC1+2H,0通电2Na0H+H2↑+C2t (3)①设1时达到平衡，转化的NH3的物质的量为2x,列 (2)A(3)①<②H*)·c(C)·c(HCIO) 出三段式： c(Cl2) 2NH3(g)=N2(g)+3H2(g) 起始/mol 0.1 0 0 ③K1p+(KK2p) (4)反应I+反应Ⅱ得TiO2(s)+ 转化/mol 2x x 3x 2C12(g)+2C(s)一TiCl4(g)+2C0(g),该反应的K= 平衡/mol 0.1-2xx 3x KTKn=4.08×109远大于K1,反应Ⅱ使TiO2氟化为 根据同温同压下，混合气体的物质的量等于体积之比， TiCl得以实现：△H=△H1+△Hm=-40k·mol-1, 0.1 200 反应Ⅱ可为反应I提供所需的能量 0.1+2z=120+120+40,解得x-0.02m0l,u(H2)- (5)AB 0.02×3mol_0.02 7.解析：(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：CO2(g) 3LXt molL1·min3,故答案为，0.02。 十3H2(g)—CH3OH(g)+H2O(g),该反应一般认为通 ②2时将客器体积压缩到原来的一半，开始N2分压变为 过如下步骤来实现：①CO2(g)十H2(g)CO(g)十H2O(g) 原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来 △H1=+41kJ·mol-1,②C0(g)+2H2(g) 2倍要小，故b曲线符合，故答紫为：b:开始体积减半，N2 CHOH(g)△H2=一90kJ·mol-1,根据盖斯定律可 分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分 知，①十②可得二氧化碳加氢制甲醉的总反应为：CO2(g) 压比原来2倍要小： +3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=(+41kJ· ③由图可知，平衡时，NH、N2、H2的分压分别为120kPa、 mol-1)+(-90kJ·mol-1)=-49kJ·mol-1:该反应总 40kPa,120kPa,反应的标准平衡常数 反应为放热反应，因此生成物总能量低于反应物总能量 K9=0.4X(1.2)3 =0.48,故答案为：0.48： 反应①为慢反应，因此反应①的活化能高于反应②，同时 (1.2)2 反应①的反应物总能量低于生成物总能量，反应②的反应 (4)由图可知，通NH3的一极氮元素化合价升高，发生氧 物总能量高于生成物总能量，因此示意图中能体现反应能 化反应，为电解池的阳极，则另一电极为阴极，电解过程中 量变化的是A项，故答案为：一49；A:△H1为正值，△H2和 OH厂移向阳极，则从右往左移动，故答案为：从右往左； △H2为负值，反应①的活化能大于反应②的活化能。 (5)阳极NH3失电子发生氧化反应生成N2,结合碱性条 (2)①二氧化碳加数制甲醇的总反应为CO2(g)十3H2(g) 件，电极反应式为：2NH3一6e+6OH-一N2十6H2O, 一CH3OH(g)十H2O(g),因此利用各物质的平衡分压表 故答案为：2NH3-6e+6OH-N2+6H2O. 示总反应的平衡常数，表达式K,=O):pCHO田 ,故 答案：(1)+90.8(2)CD(3)①902 ②b开始体积减 p(H2)·(CO2) 答案为.p(H,O)·p(CH,OHD 半，N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动， ②该反应正向为放热反 p3(H2)·p(C02) N2分压比原来2倍要小③0.48(4)从右往左 应，升高温度时平衡逆向移动，体系中x(CH3OH)将减小 (5)2NH3-6e-+60H--N2+6H2O 因此图中对应等压过程的曲线是b,故答案为：b:总反应 9.解析：(1)根据题图(a)知，V2O4(s)+S03(g)一V2O5(s) △H<0,升高温度时平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质 +S02(g)△H2=-24k·mol1①，V204(s)+2S03 的量分数变小。③设起始n(CO2)=1mol,n(H2)= (g) -2VOSO,(s)△H1=-399kJ·mol-1②。根据 3mol,则 盖斯定律，由②一①×2得2Vz05(s)+2S02(g) 3H2(g)+COz(g)=CH OH(g)+H2O(g) 2V0S04(s)+Vz0,(s)△H=(-399+48)kd·mol-1= 起始 (mol) 3 1 0 一351kJ·mol1。(2)由题给反应式知，该反应为气体分 0 子数减少的反应，其他条件一定时，增大压强，SO2平衡转 转化 3x 化率增大，故=5.0MPa,结合题图(b)知5.0MPa、550℃ (mol) 时对应的S02平衡转化率为0,975。影响平街转化率的因 平衡 (mol) 3-3x 1-x 素有温度、压强、反应物的起始浓度等，(3)设通入的$O2 O2和N2共100mol,利用三夜式法进行计算： 当平衡时x(CHOH)=0.10时， 3-3o+-十x十z=0.1,解得x=3mol, S0,(g)+0,(g)机维化 =S03(g) 起始量/mol2m m 0 3 mol 转化量/mol2wa 770 2ma 平衡时CO2的转化率a= 1maX100%=33.3%:由图 平衡量/mol2m一2mam一a 2ma 平衡时气体的总物质的量为(3m十g一ma)mol,则p(SO2) 可知，满足平衡时x(CH3OH)■0.10的条件有 2m一2ma m一na 5×105Pa,210℃或9×105Pa,250℃，故答案为：33.3%：5 -pX3mqma p(Oa)-pX 3mqma p(SO3)-p ×105Pa,210℃：9×105Pa,250℃ 2ma p(S03) 答案：(1)一49A△H1为正值，△H2和△H为负值，反 X3m+q-ma 图3m十+q=100,K。 p(S02)×pt(02) 应①的活化能大于反应②的活化能 (2)①pH,O)·p(CH,OH) 代入计算得K。= a ②b总反应△H<0,升高 .。(4)升高混 p3(H2)·p(CO2) ()(m) 温度时平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数变小 度，反应速率常数k增大，反应速率口提高，但a降低使反 ③33.3%5×105Pa,210℃9×105Pa,250℃ 应速率逐渐下降。<t时，k增大对v的提高大于a引起 8.解析：(1)根据反应热=反应物的总键能一生成物的总键 的降低：>m后，k增大对。的提高小于a引起的降低。 能，2NH3(g)==N2(g)+3H2(g),△H=390.8kJ· 答案：(1)2V2O(s)+2SO2(g)-2V0S04(s)十V204(s) mol-1×3×2-(946kJ·mol-1+436.0kJ·mol-1×3) △H=-351kJ·mol-1 =+90.8kJ·mol-1,故答案为：十90.8：(2)若反应自发进 (2)0.975该反应气体分子数减少，增大压强，a提高。 157 五年高考真题分类集训 化学 5.0MPa>2.5MPa=pg,所以p1=5.0MPa 温度、压强 平衡时气体总物质的量”s=(0.02+0.08+0,04十0.04) 和反应物的起始浓度（组成） 2ma mol=0.18mol,则物质的量分数x(HC)=号，x(02) (3)100-ma2 (1-a)5 (100 map 0.5 号x(C)-r(H,0》-号，将数据代入平衡常数表达式得 (4)升高温度，k增大使v逐渐提高，但a降低使v逐渐下 降。<1m时，k增大对v的提高大于a引起的降低： ×号 K=- =6 >tm后，k增大对v的提高小于α引起的降低 题组二 ）x() 1,D有色玻璃是固溶胶，玻病是分散剂，金属氧化物为分散 (6)根据晶体结构图可知大球有4个位于面上，2个位于体 质，将某些胶态金隔氧化物分教于玻璃中可制造有色玻 璃，A说法正确：用提取粗食盐的母液作为制取爽的原料， 内，个数为4×号十2=4，小球有8个位于顶角，1个位于 一是可充分利用原料，二是海水得到了浓缩，使B二的浓 度增大，有利于提取B2,B说法正确：生物炼铜利用的是 体心，个数为8X日十1一2，则大球为氧原子，小球为金属 某些具有特殊本领的细菌，这些翻菌能时受钢盐的毒性， 原子，RO2和TiO2的晶体结构均可用题图丙表示，二者 并能用空气中的氧气氧化硫化钢，把不溶性的硫化铜转化 为可溶性的钢盐，使钢的冶炼变得非常简单，C说法正确： 晶地体软近椒相等，根蒂p一兴可得R0,与T0的在 沸腾炉、接触室和吸收塔是工业制硫酸的主要设备，而氧 度之比等于二者摩尔质量之比，设R山的相对原子质量为 化炉（转化器），热交换器和吸收塔是工业制硝酸的主要设 备，D说法错误。 a,期有+最-1.6，解得a101 2.CNa与H2O反应是图为金属纳的特殊活泼性，不是金 答案：(1)<360(2)-285.8(3)BD 属的通性，所以不能类比其他金属，A错误：HCO具有强 (4)流速较高时，均未达到平衡，T3,Tz、T对应的反应温 氧化性，SO2具有强还原性，二者会发生氧化还原反应，B 度分别为360℃、400℃、440℃，随着温度升高，反应速率 错误：Na:N是离子化合物，与盐酸反应生成NaCl和 加快，HC1转化率增大 (5)6(6)101 NHC1,可看作是阴、阳离子之问重新组合生成NaCI和 4.解析：(1)N为28号元素，其基态原子的核外电子排有式 NH,NH再与HCI结合生成NHCI,MgN2与NagN 结构相似，都是离子化合物，结构决定性质，所以反应可以 为[Ar]3d4s2,则其价电子轨道表示式为 3d 4 “奏比”，C正确：氣水与少量AgNO反应生成[Ag(NH)2], 离子反应方程式为Ag十2NH·H20一[Ag(NH)2] 州州州个网镍的品胞结构类型与铜的相同， +2H2O,所以得不到Ag2O,D错误， 则镍原子半径为晶胞面对角线长度的于，因为晶胞体积为 3.解析：(1)该反应为气体分子总数减少的反应，即嫡减的反 应，剥△S<0:该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移 a3,所以品胞枚长为a,面对角线长度为√2a,则镍原子半径 动，HC1平衡转化率降低，根据信息“较低流速下转化率可 近似为平衡转化率”，结合图像可知，低流速时，T3、T2、T 为 a。 对应的HC1转化率依次降低，则T3,T2、T1对应的反应温 (2)由Ni(CO)4的结构可知，4个配体C0与中心原子Ni 度依次升高，分别为360℃、400℃、440℃。 形成配位键，配位键均为G键，而每个配体C0中含有1个 (2)H,越烧的热化学方程式为H2(g)十202一H20( 碳氧三键，每个三键中含有1个G键，国此1个Ni(CO): 分子中含有8个G健。Ni(CO):的沸点很低，且由其结构 △H,根据盖斯定律，△H=△H1十△H3一△H2=(一57,2 可知该物质由分子构成，因此其晶体类型为分子晶体。 kJ·mol-1)+(-184.6kJ·mol-1)-(+44k·mol1) (3)随者温度升高，平衡时N(CO):的体积分数减小，说明 =-285.8kJ·mol-1 温度升高平衡逆移，固此该反应的△H<0。该反应的正反 (3)根据图甲可知，T3温度对应的曲线中，随着HC流逢 应是气体总分子数减小的放热反应，国此降低温度和增大 的增大，HC1的转化率下降，A错误：M点对应的HCI流 压强均有利于Ni(CO》4的生成。由上述分析知，温度相同 速较高，未达到平衡状态，升高温度，可加快反应速率，提 时，增大压强平衡正向移动，对应的平衡体系中N(CO) 高HC1的转化率，结合图甲可知，HC]流递相同时，將温度 的体积分数增大，则压强：P>p3>p2>p1,即P3对应的 升高40℃，即温度为400℃，此时HC的转化率增大，B正 压强是1,0MPa。由题图乙可知，p3、100℃条件下达到平 衡时，CO和Ni(CO),的物质的童分数分别为0.1、0.9，设 确：由图甲、乙可知，温度、HC流速相同时，增大n(HC)：n 初始投入的CO为4mol,反应生成的Ni(CO)4为xmol, (O2),HC1转化乘下降，C错误；使用更高效的催化刺，可 可得三段式： 加快反应速率，从而提高M点HC的转化率，D正确。 (4)流递较高时，反应未达到平街，则影响转化率的主要因 Ni(s)+4CO(g)Ni(CO),(g)n气总 4 0 素是反应速率，而本题影响递率的图素是温度，故从温度 n起始/mol n转化/mol 的角度来分析。 n平街/mol 4-4x 4-3x (5)代入1h内的气体流量，图乙中n(HC)：n(O2)=4 根据阿伏加德罗定律，其他条件相同时，气体的体积分数 4,则N点通入的HC1、O2物质的量均为0.10mol,根据图 乙数据可知，平衡时HCI转化率为80%，即HC转化的物 即为共扬质的量分数，因此有0.9，解得工一器。 37,因 质的量为0.08mol,可列出三段式： 2HCg)+20,(g)c(g+H,0g 此达到平街时m特我(C0)=4×m0l,C0的平街转化率 n起始 4X3 0.10 0.10 0 0 37 mol Q= /mol 4m0lX100%≈97.3%.气体的分压=总压强× n转化 该气体的物质的量分数，测该温度下的压强平衡常数K。 0.08 0.02 0.04 0.04 /mol p[Ni(CO)]_0.9Xpg」 0.9×1.0MPa 平衡 p(C0) 0.02 0.08 0.04 0.04 0.1XPgy-(0.1X1.0MPn-9000 /mol (MPa)3 158五年高考真要分类集训 化学 专题十二 化学反应原理综合 题组一 别时： 易错记录： 1.(2024·江苏卷)氢能是理想清洁能源，氢能产业 链由制氢、储氢和用氢组成。 0 (1)利用铁及其氧化物循环制氢，原理如图所示。 反应器I中化合价发生改变的元素有 :含CO和H2各1mol的混合气体通过该 23 方法制氢，理论上可获得 molH2。 C0+H0 HO 2) CO+H- 反成器 Fe (反应器】 →He 20 温度℃ FeO FeO 反应器m一空气 OP (2)一定条件下，将氮气和氢气按n(N2): HO OAu n(H2)=1:3混合匀速通入合成塔，发生反应 NIL 0 a-Fe/Al:O 8 N2十3H,高温，高压 2NH3。海绵状的a一Fe HCO步骤 步骤 作催化剂，多孔Al2O3作为a一Fe的“骨架”和气 ILONH 体吸附剂。 H. 步骤丽 其为 ①H2中含有CO会使催化剂中毒。CHCOO HCOO [Cu(NH)2]和氨水的混合溶液能吸收CO生成 ②使用含氨基物质（化学式为CN一NH2,CN是 CH3COO[Cu(NH3)3CO]溶液，该反应的化学方 一种碳衍生材料)联合Pd一Au催化剂储氢，可 程式为 能机理如图所示。氨基能将HCO5控制在催化 ②Al2O3含量与a一Fe表面积.出口处氨含量关 剂表面，其原理是 系如图所示。A12O3含量大于2%，出口处氨含 量下降的原因是 用重氢气(D2)代替H2,通过检测是否存在 240 40 (填化学式)确认反应过 程中的加氢方式。 15 30 2.(2024·浙江1月)通过电化学、热化学等方法， 20 将CO2转化为HCOOH等化学品，是实现“双 10 碳”日标的途径之一。 请回答： 231 (1)某研究小组采用电化学方法将CO2转化为 AL0,含量% HCOOH,装置如图甲。电极B上的电极反应式 (3)反应H2+HCO5 催化剂 -HCOO +H2O 是 可用于储氢。 ①密闭容器中，其他条件不变，向含有催化剂的 所子 0.1mol·L.1 NaHCO3溶液中通入H2, HCOO产率随温度变化如图所示。温度高于 HCOOH 70℃，HCO)产率下降的可能原因是 58 可 专题十二化学反应原理综合 (2)该研究小组改用热化学方法，相关热化学方 3.(2023·全国甲卷)甲烷选择性氧化制备甲醇是 程式如下： 种原子利用率高的方法。回答下列问题： I:C(s)+(O2(g)-CO2(g)△H1=-393.5 (1)已知下列反应的热化学方程式： kJ·mol-l ①3O2(g)—2O(g)K1△H1=285kJ·mol- Ⅱ：C(s)+H2(g)+O2(g)=HCOOH(g) ②2CH(g)+O2(g)—2CHOH(1)K2 △H2=-378.7kJ·mol- △H2=-329kJ·mol-1 Ⅲ：CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)△H3 反应③CH,(g)+O3(g)—CH3OH(1)+O2(g) ①△H3= kJ·mol1 的△H3= kJ·mol-1,平衡常数K3= ②反应Ⅲ在恒温、恒容的密闭容器中进行，CO2 (用K1、K2表示)。 和H2的投料浓度均为1.0mol·L1,平衡常数K (2)电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、Co+ =2.4×108,则C02的平衡转化率为 N+等)与O3反应可得MO十。MO+与CH,反 ③用氨水吸收HCOOH,得到1.00mol·L.-1氨 应能高选择性地生成甲醇。分别在300K和 水和0.18mol·L1甲酸铵的混合溶液，298K 310K下（其他反应条件相同）进行反应MO++ 时该混合溶液的pH= [已知：298K CH,—M十+CHOH,结果如下图所示。图1 时，电离常数Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5、K 中300K的曲线是 (填“a”或“b”) 300K、60s时MO+的转化率为 (HCOOH)=1.8×10-4]. (3)为提高效率，该研 究小组参考文献优化 CO(g)、Hg (列出算式)。 0.7 热化学方法，在如图乙 密闭装置中充分搅拌 催化剂M的 0.6 DMSO济液 催化剂M的DMS() 搅拌了 0.5 (有机溶剂)溶液，CO2 乙 0.4 和H2在溶液中反应制备HCOOH,反应过程中 保持CO)2(g)和H2(g)的压强不变，总反应CO2 03 十H2一HCOOH的反应速率为，反应机理 02 如下列三个基元反应，各反应的活化能：E2<E 0.1 《E:(不考虑催化剂活性降低或丧失)。 0 0 30 60 90 120150 N:M+CO2=Q E) 时间s V:Q+H2一L.E2 图1 VI:L-M+HCOOH E ①催化剂M足量条件下，下列说法正确的是 H (填序号)。 M-CH HQ----CH A.v与CO2(g)的压强无关 过泼态】 M Bv与溶液中溶解H2的浓度无关 过渡态2 C.温度升高，不一定增大 D.在溶液中加人N(CH2CH3)3,可提高CO2转 CH。步骤I HO 化率 MO CH 步探Ⅱ(CH(OH ②实验测得：298K,p(CO2)=p(H2)=2MPa M 下，v随催化剂M浓度c变化如图丙。c≤co时， 反应进程 v随c增大而增大；c>co时，不再显著增大。 图2 请解释原因： (3)MO十分别与CH4、CD4反应，体系的能量随 反应进程的变化如图2所示（两者历程相似，图 mol·L1·s 中以CH:示例)。 (1)步骤I和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是 (填“I”或“Ⅱ”)。 (ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重 的同位素时，反应速率会变慢，则MO十与CD 反应的能量变化应为图中曲线 (填“c” 丙 或“d”)。 59 五年高考真题分类集训 化学 (m)MO+与CH2D2反应，氘代甲醇的产量 C.Fe2O3降低了乙苯脱氢反应的活化能 CH2 DOD CHD2OH(填“>”“<”或 D.改变F2O3颗粒大小不影响反应速率 “=”)。若MO+与CHD2反应，生成的氘代甲 Ⅱ.苯乙烯的聚合 醇有 种。 苯乙烯聚合有多种方法，其中一种方法的关键步 4.(2023·湖南卷)聚苯乙烯是一类重要的高分子 骤是某Cu(I)的配合物促进C&Hs CH2X(引发 材料，可通过苯乙烯聚合制得。 剂，X表示卤素)生成自由基C:HCH2,实现苯 I,苯乙烯的制备 乙烯可控聚合。 (1)已知下列反应的热化学方程式： (5)引发剂C6HCHC1、C6 H.CH2Br、C6HCHI ①C,H,C(g)+0(g)-8C0,(g)+ 中活性最高的是 (6)室温下，①Cu+在配体L的水溶液中形成 5H2O(g)△H1=-4386.9kJ·mol-1 [Cu(L)2]+,其反应平衡常数为K: 2Cs H;CH-CH2 (g)+1002(g)-8C02(g) ②CuBr在水中的溶度积常数为Kp。由此可 +4H2O(g)△H2=-4263.1kJ·mol-1 知，CuBr在配体L的水溶液中溶解反应的平衡 ③H(g)+20(g)一H0(g) △H3= 常数为 (所有方程式中计量系数关系均 为最简整数比)。 -241.8kJ·mol-1 5.(2022·湖南卷)2021年我国制氢量位居世界第 计算反应④C6HC2H(g)-一C6H5CH=CH2(g) 一，煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列 +H2(g)的△H4= kJ·mol-1: 问题： (2)在某温度，100kPa下，向反应器中充人1mol (1)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加 气态乙苯发生反应①，其平衡转化率为50%，欲 入足量的C(s)和1molH2O(g),起始压强为 将平衡转化率提高至75%，需要向反应器中充 0.2MPa时，发生下列反应生成水煤气： 人 mol水蒸气作为稀释气（计算时忽略 I.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2 (g) △H 副反应)： =+131.4kJ·mol-1 (3)在913K、100kPa下，以水蒸气作稀释气、 II CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2 (g) Fe2O3作催化剂，乙苯除脱氢生成苯乙烯外，还 △H2=-41.1kJ·mol- 会发生如下两个副反应： ①下列说法正确的是 5Cs HsC2 H:(g)=C H6(g)+CH2-CH2(g) A.平衡时向容器中充入惰性气体，反应I的平 ⑥C6HC2Hs(g)+H2(g)→C6HCH3(g)+ 衡逆向移动 CH(g) B.混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已 以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲 达到平衡 的选择性S(S= 转化为目的产物所消耗乙苯的量×100%)随乙 C平衡时H:的体积分数可能大于号 已转化的乙苯总量 D.将炭块粉碎，可加快反应速率 苯转化率的变化曲线如图所示，其中曲线b代表 @②反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%，CO的 的产物是 ,理由是 物质的量为0.1mol。此时，整个体系 (填 “吸收”或“放出”)热量 kJ,反应I的平 96 衡常数K。 (以分压表示，分压=总压 94 ×物质的量分数) 92 (2)一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意 图如下： 6 化( CO. 电 4 KC0斜被 KHCO溶液 2 吸收塔 内生 0 水煤 水气 055657585 铂心极 乙苯转化率% 质子交换膜 (4)关于本反应体系中催化剂FezO3的描述错误 ①某温度下，吸收塔中K2C()3溶液吸收一定量 的是 的C()2后，c(C()):c(HCO5)=1:2,则该溶 A.X射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构 液的pH= (该温度下H2CO3的Ka1 B.Fe2(O3可改变乙苯平衡转化率 4.6×10-7,K2=5.0×10-1): 60 可 专题十二化学反应原理综合 ②再生塔中产生CO2的离子方程式为 7.(2021·全国甲卷)二氧化碳催化加氢制甲醇，有 利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题： ③利用电化学原理，将CO2电催化还原为 (1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为： C2H1,阴极反应式为 CO2(g)+3H2(g)-CH3OH(g)+H2O(g) 6.(2021·浙江1月)“氯碱工业”以电解饱和食盐 该反应一般认为通过如下步骤来实现： 水为基础制取氯气等产品，氯气是实验室和工业 ①CO2(g)+H2(g)CO(g)十H2O(g) 上的常用气体。 △H1=+41kJ·mol-1 请回答： 2CO(g)+2H2(g)-CHsOH(g) (1)电解饱和食盐水制取氯气的化学方程式是 △H2=-90kJ·mol-I 总反应的△H= k·mol1:若反应①为 (2)下列说法不正确的是 慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的 A.可采用碱石灰干燥氯气 是 (填标号)，判断的理由是 B.可通过排饱和食盐水法收集氯气 C.常温下，可通过加压使氯气液化而储存于钢 瓶中 D.工业上，常用氢气和氯气反应生成的氣化氢 一 C0+H,0+2H T442 溶于水制取盐酸 CD,+3E,C10H+0 CO,+3H,CHOH+H,O (3)在一定温度下，氯气溶于水的过程及其平衡 反应进程 反应进程 常数为： Cl(g)-Ch(aq)K:-(Cl) p 30+H,042 C12(ag)+H20(1)一H+(aq)+C1(aq)+ CO,+3H,CH CO.WOH.CHOH-HO 3 HCIO(aq)K2 反应进程 反应进挥 C D 其中p为C12(g)的平衡压强，c(Cl2)为Cl2在水 (2)合成总反应在起始物(H2)n(C)2)=3时， 溶液中的平衡浓度。 在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的 ①Cl2(g)CL2(aq)的格变△H 0(填 量分数为x(CH3OH),在t=250℃下的 “>”“=”或“<”)。 x(CH3OH)~p、在p=5X105Pa下的 ②平衡常数K2的表达式为K2 x(CH3OH)~t如图所示。 ③氯气在水中的溶解度（以物质的量浓度表示） pll0Px 为c,则c= (用平衡压强力和上述平衡常数表示，忽略 n.11 HCO的电离) 0,10 0.09 (4)工业上，常采用“加碳氯化”的方法以高钛渣 008 (主要成分为TiO2)为原料生产TiC1,相应的化 学方程式为： I.TiOz(s)+2Cl2(g)=TiCl (g)+02(g) 4 △H1=181kJ·mol-1,K1=3.4×10-29 003 0.02 Ⅱ.2C(s)+02(g)2C0(g) 001 200210220230240250260270280 △H1=-221kJ·mol-1,KI=1.2×108 r 结合数据说明氯化过程中加碳的理由： ①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数， 表达式K。= (5)在一定温度下，以2为催化剂，氯苯和C2在 ②图中对应等压过程的曲线是 ,判断的 CS2中发生平行反应，分别生成邻二氯苯和对二 理由是 氯苯，两产物浓度之比与反应时间无关。反应物 ③当x(CH3OH)=0.10时，CO2的平衡转化率 起始浓度均为0.5mol·L1,反应30min测得 ,反应条件可能为 氯苯15%转化为邻二氯苯，25%转化为对二氯 或 苯。保持其他条件不变，若要提高产物中邻二氯 8.(2021·湖南卷)氨气中氢含量高，是一种优良的 苯的比例，可采用的措施是 小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两 A.适当提高反应温度 B.改变催化剂 种方法由氨气得到氢气。 C.适当降低反应温度 D.改变反应物浓度 方法I.氨热分解法制氢气 61 五年高考真题分类集训 化学 相关化学键的键能数据 (4)电解过程中OH的移动方向为 (填 化学键 N=N H-H N-H “从左往右”或“从右往左”)： (5)阳极的电极反应式为 键能E(kJ·mol-1) 946.0 436.0390.8 9.(2020·全国卷I)硫酸是一种重要的基本化工 在一定温度下，利用催化剂将NH分解为N2 产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是S)2 和H2。回答下列问题： 的催化氧化：S02(g)+ 0,(g)微化s0,(g (1)反应2NH3(g)-一N2(g)+3H2(g)△H= kJ·mol-1: △H=一98kJ·mol-1。回答下列问题： (2)已知该反应的△S=198.9kJ·mol1·K1,在 (1)钒催化剂参与反应的能量变化如图()所示， 下列哪些温度下反应能自发进行？ (填 V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOS)1(s)和 标号)： V2O4(s)的热化学方程式为 A.25℃ B.125℃ C.225℃ D.325℃ n,)t0,g) 1品 (3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一 于AH-2Akwd'D.g5 定温度和催化剂的条件下，将0.1 mol NH3通入 + 00+g 牡5P 0.9 3L的密闭容器中进行反应（此时容器内总压为 --399 kT-mnol 2o0kP),各物质的分压随时间的变化曲线如图 2),0 0.800 所示。 反成过匙 0060 图(a) 图(b) 2.0 (2)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量 1.6 分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、 1.2 2.5MPa和5.0MPa压强下，SO2平衡转化率a 0.8 随温度的变化如图(b)所示。反应在5.0MPa、 04 550℃时的a= ,判断的依据是 影响a的因素有 品 ①若保持容器体积不变，1时反应达到平衡，用 (3)将组成（物质的量分数）为2m%S02(g)、 H2的浓度变化表示0时间内的反应速率 m%O2(g)和g%N2(g)的气体通入反应器，在 v(H2)= mol·L1·minl(用含t 温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若S(O2 的代数式表示) 转化率为a,则SO3压强为 ,平衡常数 ②2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保 Kp= (以分压表示，分 持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋 压=总压×物质的量分数)。 势的曲线是 (用图中a、b、c、d表示)，理 (4)研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为 由是 ③在该温度下，反应的标准平衡常数K0 =(侣-14-)式中：k为反应速率常 (已知：分压=总压×该组分物质的量 数，随温度t升高而增大：a为SO2平衡转化率， 分数，对于反应dD(g)+eE(g)一gG(g)十hH a'为某时刻SO2转化率，n为常数。在a'=0.90 时，将一系列温度下的k、a值代人上述速率方 (g),K0 其中b°=100kPa, 程，得到v一1曲线，如图(c)所示。 10 pGpH,pD、pE为各组分的平衡分压) 方法Ⅱ.氨电解法制氢气 0.90 利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如 图所示。 420 460.500540580 t/℃ 图(c) 曲线上。最大值所对应温度称为该a'下反应的 H. 最适宜温度tm。t<tm时，v逐渐提高：t>tm后， 逐渐下降。原因是 NH, KOI溶膜KOH溶液 62