2026届高三化学一轮复习 原理综合题考前冲刺训练
2025-06-16
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内容正文:
2026届高三化学一轮复习 原理综合题考前冲刺训练
1.合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就,在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题,是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。
已知部分化学键的键能如下:
化学键
H—H
N—N
N—H
键能()
436
193
945
391
(1)则合成氨的热化学反应方程式为 ;合成氨反应 0(填“>”、“<”或“=”),合成氨反应在 温(填“高”或“低”)有利于自发。
(2)在恒温恒容的密闭容器中进行合成氨反应,能说明反应达到平衡状态的是 (填字母)。
A.体系的压强不再改变 B.气体的密度不再改变 C.与的物质的量比不变
D. E.混合气体平均摩尔质量不变
(3)在催化剂作用下,和生成的反应历程如下(“*”表示吸附态)。
①该反应历程中决速步的化学方程式为 。
②近期我国科学家为了解决合成氨反应速率和平衡产率的矛盾,选择使用双催化剂,通过光辐射产生温差(如体系温度为时,Fe的温度为,而的温度为)。结合下图解释该催化剂解决上述矛盾的原理是 。
(4)直接常压电化学合成氨以纳米作催化剂,和为原料制备。其工作原理如图所示:
①阴极的电极反应式为 。
②电解过程中,由于发生副反应,使得阴极制得的中混有少量气体单质,则理论上阳极和阴极生成气体的物质的量之比的范围是 。
2.控制、治理氮氧化物污染是改善大气质量的重要措施。
(1)火力发电厂的燃煤排烟中含大量的氮氧化物(NOx),可利用甲烷和NOx在一定条件下反应消除其污染,那么CH4与NO2反应的化学方程式为 。
(2)在一密闭容器中发生反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g) ΔH>0,反应过程中NO2的浓度随时间变化的情况如下图所示。请回答:
①假设曲线A、B分别表示的是该反应在某不同条件下的反应情况,那么温度高的是曲线 。(填“A”或“B”)
②曲线B对应的反应平衡常数= (填数值)。
③依曲线A,反应在前3min内氧气的平均反应速率为 。(保留三位有效数字)
(3)一定温度下,密闭容器中N2O5可发生以下反应:
I.2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)
Ⅱ.2NO2(g)2NO(g)+O2(g)
那么反应I的平衡常数表达式为K= 。假设达到平衡时,c(NO2)=0.4mol/L,c(O2)=1.3mol/L,那么反应Ⅱ中NO2的转化率为 ,N2O5(g)的起始浓度不低于 mol/L,反应Ⅱ的平衡常数为 (填数值)。
3.人们常常利用化学反应中的能量变化为人类服务。
Ⅰ.在深海中存在一种甲烷细菌,它们依靠甲烷与在酶的催化作用下产生的能量存活,在甲烷细菌使甲烷转化为气体与液态水的过程中,放出的能量为。
(1)写出该过程的热化学反应方程式 。
选择碳排放较低(单位热值含碳量较低)的化石燃料利于碳中和的实现。单位热值含碳量
(2)已知,丙烷()的燃烧热,计算丙烷的单位热值含碳量。
丙烷的单位热值含碳量为 。(保留3位小数)
(3)从单位热值含碳量角度分析,哪种燃料更利于碳中和?_____(单选)
A.甲烷 B.丙烷 C.两者相同 D.无法判断
Ⅱ.捕集技术能有效解决温室效应问题。催化加氢制的反应体系中,发生的反应如下:
反应:
反应:
反应:
(4)_____。
A. B. C. D.
(5)反应的平衡常数表达式为 。
Ⅲ.时,向容积为的恒容密闭容器中通入和,发生反应: ,5分钟时反应达到平衡,的转化率为,回答下列问题:
(6)在内容器中 。
(7)该温度下上述反应的平衡常数 。
(8)下列措施能增大反应速率的是_____(填字母)。
A.升高温度 B.扩大容器体积 C.充入一定量氦气 D.加入催化剂
4.重铬酸钠()俗称红矾钠,是一种重要的无机盐产品,可作氧化剂,在印染、颜料、电镀、医药等方面有广泛用途。
【查阅资料】已知重铬酸钠溶液存在(橙色)和(黄色)相互转化的平衡:。
【实验操作】分别向两支装有的溶液中加入几滴浓硫酸和溶液,如图所示:
【实验现象】左边试管溶液颜色变深,右边溶液颜色变浅。
【实验结论】
(1)①用平衡移动原理解释右边试管加入溶液后,溶液颜色变浅的原因: 。
②若加水稀释重铬酸钠溶液,则的值 (答变大变小或不变)。
(2)利用膜电解技术(装置如图所示),以为电解液制备的总反应方程式为:。写出阳极的电极反应式 ,电解时通过交换膜的主要离子为 。
(3)若用铅蓄电池为电源制备,写出此电池的电极反应方程式负极: ;正极: 。
5.化学反应原理与生产、生活密切相关。
(1)下列措施达不到金属防护目的的是___________(填标号)。
A.轮船舰体侧面焊接铜块 B.向普通钢中加入铬、镍等金属
C.钢闸门与外接电源的正极相连 D.用化学方法在钢铁表面进行发蓝处理
(2)实际生产中,可在铁的表面镀铜防止铁被腐蚀(装置如图所示):
①a为电源的 (填“正极”或“负极”)。
②电镀时,当电路中转移0.1 mol电子时,此时两电极 的质量差为 g(假设起始两电极的质量相等)。
(3)碘化氢常用于制备碘的化合物和用作有机反应的还原剂。碘化氢极易溶于水,其水溶液称为氢碘酸。以下是生成碘化氢两种方法。
方法一:碘化氢可直接由氢气和碘蒸气反应生成。
将1 molI2(g)和2 molH2(g)置于某2 L密闭容器中,在一定温度下发生反应:I2(g)+H2(g)2HI(g) ΔH<0,并在10 min时达到平衡。HI(g)的体积分数(HI)随时间变化如图所示曲线(Ⅱ)。
① I2(g)的平衡转化率为 。
② 若保持温度、体积不变,向已平衡的体系中再充入I2(g)和HI(g)各1 mol,此时平衡 (填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。
③若改变反应条件,在某条件下(HI)的变化如曲线(Ⅰ)所示,则该条件可能是 (填标号)。
a. 恒容条件下,降低温度 b. 恒温条件下,缩小反应容器体积
c. 恒温条件下,扩大反应容器体积 d. 恒温、恒容条件下,加入适当催化剂
④ 若保持温度不变,在另一相同的2 L密闭容器中加入a molI2(g)、 b molH2(g)和c molHI(g)(a、b、c均大于0),发生反应达平衡时,HI体积分数仍为0.60,则a、b、c的关系为 (用一个含a、b、c的代数式表示)。
方法二:“四室式电渗析法”制备氢碘酸,电解装置及起始的电解质溶液如下图所示。
⑤阳极电极反应式为 。
⑥ B膜为 交换膜(填“阳离子”或“阴离子”)。
6.化学反应中均伴随着能量的变化,回答下列问题:
(1)某同学进行如下实验,图①和②中温度计示数降低的是 。
(2)有机物M可转化成N,转化过程如图,则M、N相比,较稳定的是 。
ΔH=+88.6kJ/mol
(3)已知CH4在一定条件下可发生如图的一系列反应,下列说法正确的是_______。
A.ΔH1<ΔH5 B.ΔH3=ΔH2-ΔH5
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4 D.ΔH4<0
(4)金属Ni可活化C2H6放出CH4,其反应历程如图所示:
下列关于活化历程的说法正确的是_______。
A.中间体1→中间体2的过程是放热过程
B.加入催化剂可降低该反应的反应热,加快反应速率
C.1molNi和1molC2H6的总能量小于1molNiCH2和1molCH4的总能量
D.中间体2→中间体3的过程是决速步骤
(5)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)。已知上述反应中相关的化学键键能数据如下,则该反应的ΔH= kJ/mol。
化学键
C-H
C=O
H-H
C≡O(CO)
键能/(kJ/mol)
413
745
436
1075
(6)中和热的测定实验中,取30mL 0.5mol∙L-1H2SO4溶液与50mL0.5mol/LNaOH溶液进行中和反应,三次实验温度平均升高4℃,已知溶液的比热容近似为4.2 J∙g-1∙℃-1,溶液的密度均近似为1 g∙cm-3。通过计算可得稀硫酸和稀NaOH溶液的中和热ΔH= kJ/mol。
7.环境保护与治理对建设“美丽中国”,打造宜居环境有着重要的意义。回答下列问题:
Ⅰ.以氨气为脱硝剂,可将NOx还原为N2。
(1)已知:反应ⅰ. K1 ΔH1=+180 kJ·mol-1
反应ⅱ. K2 ΔH2=-906 kJ·mol-1
则反应ⅲ.的K3= (用K1、K2表示), (填“高温”“低温”或“任意温度”)有利于该反应的自发进行。
(2)一定条件下,向恒容密闭容器中充入NH3和NO,起始时按n(NH3):n(NO)为1:2、2:3、3:1进行投料,发生反应ⅲ,测得不同起始投料比条件下,反应相同时间内NO脱除率随温度变化的曲线如图。
①曲线a中,NO的起始浓度为1.2×10-3 mol·L-1,900 K时,NO的脱除率从0.55升至0.75经过10 s,则该时间段内NH3的平均反应速率为 mol·L-1·s-1。
②图中表示起始投料NH3与NO的物质的量之比为3:1的曲线是 (填“a”“b”或“c”),其理由是 。
③曲线b中,Z点NH3的转化率为 %。
Ⅱ.臭氧也是理想的烟气脱硝剂,其脱硝的反应之一为,在某体积可变的密闭容器中充入1 mol O3(g)和2 mol NO2(g),达到平衡时N2O5(g)的物质的量随温度、压强的变化如图所示。
(3)反应速率:N点v逆(NO2) (填“>”“<”或“=”)M点v正(NO2);T1,p1条件下该反应的平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算,p分=p总×物质的分数)。
8.我国力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标,因此CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。
Ⅰ.以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5kJ/mol;
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+40.9kJ/mol;
③CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3.
(1)ΔH3= kJ/mol。
(2)反应①和②的lnK(K代表化学平衡常数)随(温度的倒数)的变化如图所示。据图判断,反应②对应的直线为 (填“a”或“b”),反应③的lnK随的增大,变化是 (填“增大”或“减小”)。
(3)一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2(g)和3molH2(g)发生上述三个反应,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为amol,CO(g)为bmol,此时H2(g)的浓度为 mol/L(用含a、b、V的代数式表示,下同),反应①的平衡常数为 。
Ⅱ.CH4(g)—CO2(g)催化重整对温室气体的减排具有重要意义,催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表:
积碳反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)
消碳反应CO2(g)+C(s)=2CO(g)
ΔH/kJ·mol-l
75
172
活化能/kJ·mol-1
催化剂X
33
91
催化剂Y
43
72
(4)由上表判断,下列说法正确的是 。
A.催化剂X积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小
B.催化剂Y消碳反应的活化能大,消碳反应的速率小
C.催化剂X较催化剂Y更利于积碳反应,不利于消碳反应
D.催化剂Y较催化剂X更利于积碳反应,不利于消碳反应
因此,催化剂X Y(填“优于”或“劣于”)。
9.氮的化合物是工业生产上研究的热点。回答下列问题:
(1)在催化条件下,用还原来消除氮氧化物的污染。
△H<0
该反应中正反应活化能与逆反应活化能的大小关系: (填“>”“<”或“=”)。
(2)铜还原NO生成,向含足量Cu粉的恒压密闭容器中充入NO,发生反应:
△H<0。
达到平衡后,再通入NO,平衡 (填“向左”“向右”或“不”)移动,NO的转化率 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(3)CO还原NO的反应为 。向体积均为1L的甲、乙两个恒容密闭容器中均充入2mol NO和2mol CO混合气体,分别在绝热、恒温条件下发生上述反应。两反应体系中的压强随时间的变化曲线如图所示(m为常数)。
①CO的转化率:a点 b点(填“>”“<”或“=”)。
②a点浓度商Q= (L/mol),a点浓度商Q (填“>”“<”或“=”)b点平衡常数K。
(4)氨是一种理想的储氢载体,具有储氢密度高、储运技术成熟等优点。已知反应,且总压物质的量分数。
温度T下恒容密闭容器中进行氨催化分解反应,关系曲线如上图所示,其函数关系= kPa(填计算式)。增大氨的初始分压,氨的转化速率将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
10.二氧化碳的资源化利用有利于碳中和目标实现。请回答下列问题:
I.
(1)加氢合成甲醇以及甲醇脱水生成二甲醚的热化学方程式如下: , ,
则的 。该反应 (填“自发进行”或“非自发进行”或“高温自发”或“低温自发”)
(2)恒温恒容刚性密闭容器中发生反应。则达到化学平衡状态的标志是_______(填标号)。
A.容器内混合气体的密度不再改变
B.容器内混合气体的压强不再改变
C.容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.键断裂的同时生成键
Ⅱ.超干重整技术可得到富含的化工原料。
(3)超干重整的催化转化如图:
①关于上述过程Ⅱ的说法正确的是 (填标号)。
a.是还原产物 b.实现了含碳物质与含氢物质的分离
c.可表示为 d.、为催化剂,降低了反应的
e.CO未参与反应
②其他条件不变,在不同催化剂(I、II、III)作用下,反应进行相同时间后,的转化率随反应温度的变化如图所示。a点所代表的状态 (填“是”或“不是”)平衡状态;b点的转化率高于点,原因是 。
(4)恒温恒容刚性密闭容器中,和的分压分别为、,加入催化剂使其发生反应。
①研究表明的生成速率,某时刻测得,则 。
②达到平衡后测得体系压强是起始时的1.6倍,则该反应的平衡常数的计算式为 。(用各物质的分压代替物质的量浓度计算)
11.利用热解和制备,发生的反应如下:
①
②
在一密闭容器中通入体积比为的和,并用稀释。在常压和不同温度下,一段时间后,测得和的体积分数与温度的关系如图。回答下列问题:
(1)分子的空间结构是 。已知:C、S原子半径依次为。键能: (填“>”“<”或“=”)。
(2) ,该反应在 (填“较高温度”“较低温度”或“任何温度”)下能自发正向进行。
(3)在常压、时,保持通入的浓度不变,增大通入体积,反应一段时间后的转化率不变,其原因是 。
(4)内,其他条件不变,随着温度升高,的体积分数先增大,后减小,原因是 。
(5)时,的体积分数为 ,其他条件不变,升高温度,的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(6)一定温度下,保持总压强为,向体积可变的密闭容器中仅充入和,发生上述反应,达到平衡时测得的平衡转化率为,体积分数为。此温度下,反应①的平衡常数 (结果保留2位小数)。提示:用分压代替浓度计算的平衡常数为压强平衡常数,分压=总压×物质的量分数。
12.甲醇是重要的化工原料之一,也可用作燃料。利用合成气(主要成分为CO和,含少量)可以合成甲醇,涉及的反应如下:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
反应ⅲ:
回答下列问题:
(1)反应ⅰ的反应热为 kJ/mol,该反应在 (填“较低”或“较高”)温度下才能自发进行。
(2)在某催化剂作用下,反应ⅰ的反应历程如下图所示:(图中数据表示微粒数目以及微粒的相对总能量,*表示吸附在催化剂上)。反应ⅰ中生成甲醇的决速步骤的反应方程式为 。
(3)反应ⅰ的Arrhenius经验公式(为活化能,k为速率常数,R和C均为常数,T为温度),实验数据如图中曲线M所示。当改变外界条件时,实验数据如图中曲线N所示,则实验可能改变的外界条件是 。
(4)将一定量的和充入密闭容器中并加入合适的催化剂,只发生反应ⅱ和ⅲ。在相同温度、不同压强下,测得的平衡转化率、的选择性和CO的选择性随压强的变化曲线如下图所示。图中表示的平衡转化率的曲线是 (填“m”“n”或“p”),简述判断方法: 。
(5)在某催化剂作用下,反应ⅱ可以通过反应ⅰ、ⅲ来实现。保持温度T不变,向恒容密闭容器中充入4mol和8mol,经5min达到平衡,测得的物质的量为3mol,起始及达平衡时容器的总压强分别为、,则反应ⅱ的压强平衡常数 (为用分压代替浓度计算的平衡常数)。
13.“双碳战略”有助于我国实现高质量的发展,中科院研究人员通过利用光催化转化为甲醇从而实现对光能的存储和利用,研究人员给这个方案起了一个贴切的名字——“液态阳光”。在某催化加氢制的反应体系中,发生的主要反应有:
I.
II.
III.
(1)同时有利于提高平衡产率和反应速率的是 (填字母)。
A.加入催化剂 B.升高温度 C.降低温度 D.增大压强 E.降低压强
(2)已知: ,
常温常压下,在一密闭钢瓶中通入和只发生反应Ⅲ,当生成的时放出 的能量。
(3)在实际的生产过程中还会发生副反应,如IV.,若某温度下,反应I、Ⅱ的平衡常数分别为,则反应IV的平衡常数 (用含的表达式表示)。
(4)某压强下,往密闭容器中按投料比充入和,测得各组分平衡时的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
①图中Y代表 (填化学式)。
②体系中的物质的量分数受温度影响不大,原因是 。
③体系中X与Y的交点纵坐标为0.04,则该条件下的转化率为 。(结果保留一位小数)
④湖北省是冶金工业大省,为了实现湖北省低碳冶金的产业转型发展,某炼钢厂将生产过程中产生的烟道气(主要含有和粉尘)作为碳源,在贵金属催化剂的作用下加氢生产甲醇,发现甲醇的产率远低于理论计算值,造成这个情况的可能原因是 。
14.降低空气中的含量、研发的利用技术、将转换为能源是缓解环境和能源问题的有效方案之一。我国为实现碳达峰和碳中和的“双碳”目标,工业上用、、等物质与反应合成具有经济价值的物质。
(1)工业上用和合成,发生的主反应ⅰ:
相对能量
0
根据表中数据计算 。
(2)一定条件下,向恒温恒容密闭容器中充入和仅发生反应ⅰ,在两种不同催化剂作用下建立平衡的过程(Ⅰ、Ⅱ)中的转化率随反应时间的变化曲线如图。
①n点 m点(填“>”“<”或“=”)。
②已知,平衡时n点总压强为p,该反应的压强平衡常数 。
③过程Ⅰ,时刻改变的反应条件可能是 (任答一条)。
(3)和合成甲醇的过程中还会有副反应发生:
反应ⅱ:
反应ⅲ:
将一定量的和充入恒容密闭容器中并加入合适的催化剂,同时发生反应ⅰ、ⅱ、ⅲ。不同温度下体系达到平衡时的转化率曲线、的产率曲线如图1所示。相同温度下,在不同压强下测得的平衡转化率、的选择性和的选择性随压强的变化曲线如图2所示。
①根据图1判断,当温度高于260℃,的浓度随着温度的升高而 (填“增大”、“减小”、“不变”),其原因是 。
②图2中表示的选择性的曲线是 (填“m”、“n”或“p”);试解释随着压强的增大,该曲线呈现这种变化趋势的原因是 。
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.(1) 的 < 低
(2)ACE
(3) 与在催化剂表面断键是反应的决速步骤,温度较高,有利于提高合成氨反应速率;在催化剂表面合成氨,反应放热,温度较低,平衡正移,有利于提高氨的平衡产率。
(4) (0.5,0.75)或
2.(1)
(2) B 0.05
(3) 80% 1 20.8
3.(1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ∆H=-890.2kJ/mol
(2)0.0163
(3)A
(4)A
(5)K=
(6)
(7)0.75
(8)AD
4.(1) 加入溶液后,与结合生成水,生成物减小,平衡(橙色)(黄色)正向移动 变大
(2)
(3)
5.(1)AC
(2) 正极 6.4
(3) 90% 正向移动 bd 4a+c=2b 2H2O-4e-=4H++O2↑ 阴离子
6.(1)②
(2)M
(3)C
(4)AD
(5)+120
(6)-53.76
7.(1) 低温
(2) 1.6×10-5 a 其他条件相同时,NH3与NO的物质的量的比值越大,NO的脱除率越大 45
(3) <
8.(1)-90.4
(2) b 增大
(3)
(4) BC 劣于
9.(1)<
(2) 向右 不变
(3) < 27 <
(4) 不变
10.(1) -121.5kJ/mol 低温自发
(2)BC
(3) bc 不是 b和c都未达平衡,b点温度高,反应速率快,相同时间内转化率高
(4) 5.2
11.(1) 直线形 >
(2) 较高温度
(3)常压、下,不参与反应,相同浓度的在相同时间内转化率相等
(4)在内,以反应①为主,的体积分数增大;在内,以反应②为主,的体积分数减小
(5) 增大
(6)
12.(1) -91.5 较低
(2)
(3)加入更高效的催化剂
(4) n 增大压强,反应ⅱ平衡正向移动,反应ⅲ平衡不移动,则的平衡转化率和的选择性均增大,且CO的选择性和的选择性之和为100%
(5)
13.(1)D
(2)124.8
(3)
(4) 温度升高时,反应I平衡正向移动的程度和反应Ⅲ平衡逆向移动的程度相当 烟道气中的杂质使贵金属催化剂失活,降低了催化剂的选择性
14.(1)-50.2
(2) < (或85.3p-2) 升高温度(或增大生成物浓度)
(3) 增大 反应ⅰ和ⅲ为放热反应,反应ⅱ为吸热反应,温度升高不利于CO2、CO转化为甲醇,有利于CO2转化为CO,所以CO的浓度增大 p 增大压强,反应ⅰ平衡正向移动,CO2含量减少,水蒸气含量增多,使反应ⅱ平衡逆向移动,导致CO选择性降低
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答案第1页,共2页
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