18年高考化学二轮复习三道题经典专练6化学反应原理综合考查题二

。 内部文件，版权追溯 内部文件，版权追溯 化学反应原理综合考查题二

一、（2017年高考新课标全国卷

丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题： （1）正丁烷（C4H10）脱氢制1-丁烯（C4H8）的热化学方程式如下： ①C4H10(g)=== C4H8(g)+H2(g) ΔH1

已知：②C4H10(g)+1/2O2(g)=== C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=－119 kJ·mol ③H2(g)+ 1/2O2(g)=== H2O(g) ΔH3=－242 kJ·mol

反应①的ΔH1为________ kJ·mol。图（a）是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x________0.1（填“大于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是__________（填标号）。 A．升高温度

B．降低温度

C．增大压强

D．降低压强

-1

-1

-1

（2）丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b）为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是_________________________________________________。

（3）图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 ℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_____________。

【答案】（1）+123 kJ/mol 小于 AD

（2）原料中过量H2会使反应①平衡逆向移动，所以丁烯转化率下降

（3）590℃前升高温度，反应①平衡正向移动 升高温度时，反应速率加快，单位时间产生丁烯更多 更高温度则有更多的C4H10裂解生成副产物导致产率降低

【解析】（1）根据盖斯定律，用②式-③式可得①式，因此△H1=△H2－△H3=－119 kJ/mol +242 kJ/mol =+123kJ/mol。由a图可以看出，温度相同时，由0.1MPa变化到xMPa，丁烷的转化率增大，即平衡正向移动，所以x的压强更小，x<0.1。由于反应①为吸热反应，所以温度升高时，平衡正向移动，丁烯的平衡产率增大，

1

因此A正确、B错误。反应①正向进行时体积增大，加压时平衡逆向移动，丁烯的平衡产率减小，因此C错误，D正确。正确答案：+123kJ/mol、小于、AD。（2）一方面H2可以活化催化剂，同时作为反应①的产物，他也会促使平衡逆向移动，从而减少平衡体系中的丁烯的含量。正确答案：原料中过量H2会使反应①平衡逆向移动，所以丁烯转化率下降。（3）590℃之前，温度升高时反应速率加快，生成的丁烯会更多，同时由于反应①是吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡体系中会含有更多的丁烯。而温度超过590℃时，由于丁烷高温会裂解生成短链烃类，所以参加反应①的丁烷也就相应减少。正确答案：590℃前升高温度，反应①平衡正向移动、升高温度时，反应速率加快，单位时间产生丁烯更多、更高温度则有更多的C4H10裂解导致产率降低。

二、(2017年临川二中市第三次模

为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量。研究并有效控制空气中的氮氧化物、碳氧化物含量显得尤为重要。 Ⅰ．氮氧化物研究

（1）一定条件下，将2 mol NO与2 mol O2置于恒容密闭容器中发生反应：2NO(g)＋O2(g)列各项能说明该反应达到平衡状态的是________。

a．体系压强保持不变 b．混合气体颜色保持不变

c．NO和O2的物质的量之比保持不变 d．每消耗1 mol O2，同时生成2 mol NO2

2NO2(g)，下

（2）在T1、T2温度下，一定量的NO发生分解反应时N2的体积分数随时间变化如图所示，根据图象判断反应N2(g)＋O2(g)

2NO(g)的ΔH________0(填“>”或“<”)。

（3）NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化如图所示：

写出该反应的热化学方程式：___________________________________________。 Ⅱ．碳氧化物研究

（1）体积可变(活塞与容器之间的摩擦力忽略不计)的密闭容器如图所示，现将3 mol H2和2 mol CO放入容器中，移动活塞至体积V为2 L，用铆钉固定在A、B点，发生合成甲醇的反应如下：

CO(g)＋2H2(g)

CH3OH(g)

2

测定不同条件、不同时间段内CO的转化率，得到如下数据：

10 min 30% 35% 20 min 55% 50% 30 min 65% 40 min 65% T1 T2 a1 a2 ①根据上表数据，请比较T1________T2(选填“>”“<”或“＝”)；T2温度下，第30 min时，a1＝________，该温度下的化学平衡常数为________。

②T2温度下，第40 min时，拔出铆钉(容器密封性良好)后，活塞没有发生移动，再向容器中通入6 mol CO，此时

v(正)________ v(逆) (选填“>”“<”或“＝”)，判断的理由是

_________________________________________。

（2）一定条件下可用甲醇与CO反应生成醋酸消除CO污染，常温下，将a mol·L的醋酸与b mol·LBa(OH)2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba)＝c(CH3COO)，则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka＝________(用含a和b的代数式表示)。

【答案】Ⅰ．（1）abc (2)> (3)N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋183 kJ·mol Ⅱ．（1）①< 50% 4

②< 拔去铆钉，反应在同温同压下进行，体积之比等于物质的量之比，当充入6 mol CO时，假设平衡不移动，此时容器的体积为6 L，Q＝（2）

2b－7－1

×10mol·L a－2b－1

2＋

－

－1

－1

c(CH3OH)36

＝>K，平衡逆向移动 2c(CO)×c(H2)7

【解析】Ⅰ．(1)该反应在反应前后气体分子数不相等，压强不变说明反应达到平衡，a项正确；混合气体颜色不变，则NO2的浓度不变，说明反应达到平衡，b项正确；因为该反应中NO和O2的化学计量数不相等，且加入的NO和O2的物质的量相等，故当NO和O2的物质的量之比不变时说明反应达到平衡，c项正确；无论是否达到平衡，消耗1 mol O2的同时都生成2 mol NO2，d项不能说明反应达到平衡，d项错误。(2)由温度高时反应速率快，达到平衡的时间短，判断T2>T1，由图象可知，温度高时，N2的体积分数小，即升高温度会使平衡正向移动，则该反应的正反应为吸热反应，ΔH>0。(3)由题给条件可写出反应的热化学方程式：N2(g)＋O2(g)

2NO(g) ΔH＝945 kJ·mol＋498 kJ·mol－2×630 kJ·mol＝＋183 kJ·mol。Ⅱ．(1)①由表中数据可知，其他条件不变，10 min时T2温度下CO的转化率大，所以T2温度高，即T1

－1

－1

－1

－1

－1

－1

－1

－1

－1

0.5－1－1

×2＝0.5 mol·L，甲醇的浓度为0.5 mol·L，则平衡常数K＝2＝4。②拔去铆钉，反应在同温

0.5×0.5

同压条件下进行，体积之比等于物质的量之比，40 min时，CO、H2、CH3OH的物质的量均为1 mol，此时容器的体积为2 L，当充入6 mol CO时，假设平衡不移动，此时容器的体积为6 L，Q＝

＋

2＋

－

c(CH3OH)36

＝>K，平2

c(CO)×c(H2)7

－

2＋

衡逆向移动，v(正)

3

ac(CH3COO－)，得到c(H＋)＝c(OH－)＝10－7mol·L－1，混合溶液中c(CH3COO－)＝b mol·L－1，c(CH3COOH)＝(－

2

c(CH3COO－)·c(H＋)2b×10－7－1

b)mol·L，则Ka＝＝mol·L。

c(CH3COOH)a－2b－1

三、(2018年赤峰市二中第一次月考)

在一定条件下，将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应为：2CO2(g)+6H2(g)已知：①CO(g)+2H2(g)②2CH3OH(g)③CO(g)+H2O(g)

CH3OH(g) △H1=－90.7kJ·mol

-l-l

CH3OCH3(g+3H2(g) △H

CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=－23.5kJ·mol

CO2(g)+H2(g) △H2=－41.2kJ·mol

-l

-l

（1）△H=_____ kJ·mol

（2）某温度下，在体积固定为2L的密闭容器中进行反应①，将1molCO和2molH2混合，测得不同时刻的反应前后压强关系如下：

时间(min) 压强比(P前/P后) 5 0.98 10 0.90 15 0.80 20 0.70 25 0.70 30 0.70 则达到平衡时CO的转化率为_________。

（3）已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比[n(H2)/n(CO2)]时，CO2的转化率如右图所示。从图中可得出三条主要规律：

①增大投料比，CO2的转化率增大；②___________________________；③_____________________________。 （4）反应③的v-t图像如图1所示，若其他条件不变，只是在反应前增大容器体积使压强减小，则其v-t图像如图2所示。

4

下列说法正确的是________。

①a1>a2 ②a1b2 ④b1t2 ⑥t1=t2 ⑦ t1

A． ①③⑦⑧ B． ①③⑤⑧ C． ②④⑦⑨ D． ①③⑦⑩

（5）由甲醇液相脱水法也可制二甲醚，首先将甲醇与浓硫酸反应生成硫酸氢甲酯(CH3OSO3H)：CH3OH +H2SO4→CH3OSO3H+H2O；生成的硫酸氢甲酯再和甲醇反应生成二甲醚，第二步的反应方程式为：__________________________________________________________。与CO2和H2反应制备二甲醚比较，该工艺的优点是反应温度低，转化率高，其缺点是____________________________________________。 【答案】（1）－122.5 （2）45%

（3）升高温度，CO2的转化率降低 温度越低，增大投料比使CO2的转化率增大的越显著 （4）D （5）CH3OSO3H ＋CH3OH→CH3OCH3＋H2SO4 浓H2SO4腐蚀设备或有硫酸废液产生 【解析】（1）①CO(g)+2H2(g)②2CH3OH(g)③CO(g)+H2O(g)

CH3OH(g) △H1=－90.7kJ·mol

-l

-l

CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=－23.5kJ·mol

CO2(g)+H2(g) △H2=－41.2kJ·mol

-l

由盖斯定律可以知道，通过①×2+②+2×③可得所求反应方程式，则△H1=2△H1+△H2－2△H3=2×(－90.7kJ·mol) －23.5kJ·mol +2×(－41.2kJ·mol)=－122.5 kJ·mol， 因此正确答案是：-122.5。 （2）温度、体积不变的可逆反应中，气体的压强之比等于其物质的量之比，15min时，压强比(P前/P后)=0.70，则反应后气体的物质的量=3mol×0.70=2.10mol，气体减少的物质的量=3mol-2.1mol=0.9mol，根据气体减少的物质的量与CO之间的关系式知参加反应的CO的物质的量0.9mol/2=0.45mol，则CO的转化率=0.45mol/1mol×100%=45%， 因此正确答案是：45%；

（3）根据图象可以知道，[n(H2)/n(CO2)]越大，CO2的转化率越大，温度越高，CO2的转化率小，且图中不同温度线的斜率不同，温度越低，增大投料比使CO2的转化率增大的越显著， 因此正确答案是：升高温度，CO2的转化率降低；温度越低，增大投料比使CO2的转化率增大的越显著。 反应③CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g) △H2=－41.2kJ·mol的v-t图象如（4）图1所示，反应前后气体体

-l

-l

-l

-l

-l

积不变，若其他条件不变，只是在反应前增大容器体积使压强减小，物质浓度减小，反应速率减小，达到平衡所需时间变长，阴影部分为反应物浓度变化量，图2中浓度变化比图1中浓度变化小，则分析选项得到：a1>a2，b1>b2，t1

（5）根据元素守恒可以知道硫酸氢甲酯再和甲醇反应生成二甲醚的化学方程式为CH3OSO3H+CH3OH→CH3OCH3+ H2SO4，该反应有硫酸参加，因为硫酸是强酸，具有较强的腐蚀性，能腐蚀设备，所以根据硫酸的性质可以知道该工艺的缺点是浓H2SO4腐蚀设备或有硫酸废液产生， 因此正确答案是：CH3OSO3H+CH3OH→CH3OCH3+ H2SO4；浓H2SO4腐蚀设备或有硫酸废液产生。

5

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