高考化学一轮专题复习：化学反应原理综合专题训练（一）

这是一份高考化学一轮专题复习：化学反应原理综合专题训练（一），共28页。试卷主要包含了写出H2CO3的电离方程式等内容，欢迎下载使用。
I.CO2与NH3合成尿素的反应如下：CO2(g)+2NH3(g)[CO(NH2)2](s)+H2O(g) △H=akJ/ml
曲线表示不同温度、不同压强下，CO2的平衡转化率与温度的关系，请回答下列问题：
(1)a__________0，P1__________P2（填“＞”、“＜”或“＝”）。
(2)t℃时，向容积为2L的密闭容器中充入3mlNH3和1mlCO2，实现M点的平衡，则
①平衡时容器内压强为开始时的____________倍，t℃时的化学平衡常数为__________。
②若保持条件不变，再向该容器中充入1mlNH3和1mlCO2，NH3的转化率将________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
II.硫及其化合物在生产生活中应用广泛，回答下列问题。
(1)铁铵矾是一种化学物质，分子式为NH4Fe(SO4)2·12H2O，其溶于水后，溶液中离子浓度大小关系为________________________________。
(2)已知某溶液中含有CO32-、SO42-等离子，取一定量的该溶液向其中加入 BaCl2溶液，当CO32-开始沉淀时，溶液中为____________。(已知：Ksp(BaSO4)=1.0×10-10，Ksp(BaCO3)=2.5×10-9）
(3)恒温恒容密闭容器中发生如下反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-197kJ/ml。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.SO3和O2的体积比保持不变 d.每消耗1mlSO3的同时生成0.5mlO2
2．（2020·上海静安·高三阶段练习）I.人类能够有效利用氮气的主要途径是合成氨，生产化学肥料等。
完成下列填空：
（1）氮原子核外电子排布式为__________，其最外层有_______种运动状态不同的电子；氮气的电子式为______________；氨气分子的空间构型是______________。
（2）工业上常用醋酸亚铜氨溶液来吸收含有大量N2的高炉气体系中的CO，从而实现CO和N2的分离，反应的化学方程式如下：CH3COOCu(NH3)2 (aq) + CO(g) CH3COOCu(NH3)2·CO(aq) + Q(Q>0)，该反应的化学平衡常数表达式K=________；欲使K值变大，可采取的措施是_______。
吸收CO后的溶液经过适当处理又可以重新生成醋酸亚铜氨，可采取的适当处理措施有
_____________(选填序号)。
a.适当升高温度 b.适当降低温度 c.增大压强 d.减小压强
（3）消除NH3对水体污染的重要方法是在一定条件下向水体中加入适量NaOH，这样能使NH3的脱除率增大，试用平衡移动原理解释其原因______________________________。
II.为实现CO2减排，合成氨工厂采用苯菲尔法脱碳。该方法是用碳酸钾溶液为吸收剂捕集混合气中的CO2得到富液，再高温加热富液使之分解释放出CO2 ，正常情况下再生的二氧化碳气体体积分数可达98.5%以上。
（4）某研究小组用200mL 1.5ml/L K2CO3溶液吸收了3.36L 的CO2（标准状况）形成富液，碳酸钾溶液吸收CO2的离子反应方程式为______________________________，该富液中的溶质是____________（填化学式），各离子的浓度关系正确的是_________。
a．c(K+) + c(H+) = 2c(CO32－) +c(HCO3－) +c(OH－)
b．3c(K+)=4 c(CO32－)+4 c(HCO3－)+4c(H2CO3)
c．c(K+)＞c(OH－)＞c(HCO3－)＞c(CO32－)＞c(H+)
3．（2020·内蒙古·包头市第六中学高二期中）I.（1）写出H2CO3的电离方程式：__________________________________________。
（2）现有①CH3COOH、②HCl两种溶液，选择填空：
A．①＞② B．①＜② C．①﹦②
①当它们物质的量浓度相等时，中和等体积、等物质的量浓度的烧碱溶液需两种酸溶液的体积关系为____________。
②当它们氢离子浓度相同、体积相同时，分别加入足量锌，相同状况下产生气体体积关系为____________。
II.煤化工产业中常用合成气（主要成分是氢气和一氧化碳气体）合成氨和甲醇。请回答：
（1）工业合成氨的化学方程式为N2＋3H22NH3 ，在某压强恒定的密闭容器中加入2 ml N2和4 ml H2，达到平衡时，N2的转化率为50%，体积变为10 L。则该条件下的平衡常数为________。
（2）合成甲醇的主要反应是2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g) ΔH＝－90.8 kJ·ml－1，t ℃下此反应的平衡常数为160。此温度下，在密闭容器中开始只加入CO、H2，反应10 min后测得各组分的浓度如：
①该时间段内反应速率v(H2)＝________。
②比较此时正、逆反应速率的大小：v正________v逆(填“＞”、“＜”或“＝”)。
③反应达到平衡后，保持其它条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡______(填“逆向”、“正向”或“不”)移动，平衡常数K_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
4．（2020·全国·高三专题练习）甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：
（1）反应②是 _________ （填“吸热”或“放热”）反应。
（2）某温度下反应①中H2的平衡转化率（a）与体系总压强(P)的关系如下图1所示。则平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A) _____ K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）。
图 1 图2
（3）判断反应③△H____0； △S____0（填“>”“=”或“”“=”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+xSNa2Sx，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Ksp分别为8.010－38、1.010－11，向浓度均为0.1 ml/L的FeCl3、MgCl2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pH的范围是________。(已知lg 2＝0.3)
8．（2020·河北·曲周县第一中学高二阶段练习）已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示，回答下列问题：
(1) a．CH3COONa b．Na2CO3 c．NaClO d．NaHCO3四种溶液的物质的量浓度均为0.1ml·L－1的，pH由小到大排列的顺序是_______________(用编号填写)。
(2)常温下，0.1ml·L－1CH3COOH溶液加水稀释过程中，下列表达式的数据变大的是( )
A．c(H＋) B． C．c(H＋)·c(OH－)
D． E．
(3)体积均为100mL pH＝2的CH3COOH与一元酸HX，加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示，则HX的电离平衡常数_____(填“大于”、“小于”或“等于”)CH3COOH的电离平衡常数，理由是_____________________。
(4)25℃时，CH3COOH与CH3COONa的混合溶液，若测得pH＝6，则溶液中
c(CH3COO－)－c(Na＋)＝___________________ml·L－1(填精确值)。
9．（2021·全国·高二课时练习）CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题，工业上有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ•m1-1。将6mlCO2和8mlH2充入2L的密闭容器中，测得的物质的量随时间变化如图所示(实线)。
(1)已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ•ml-1。依据题中信息计算反应：2CH3OH(g)+3O2=2CO2(g)+4H2O(g) △H=__kJ•ml-1。
(2)a点正反应速率___(填大于、等于或小于)逆反应速率，前4min内，用CO2表示的平均反应速率为___ml•L-1•min-1。
(3)平衡时氢气的转化率a=___，该条件下反应的平衡常数K=___。
(4)仅改变某一实验条件再进行实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，对应的实验条件改变的是___。
(5)二氧化碳催化加氢也可以合成乙烯，该反应是综合利用CO2的热点研究领域。CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)：n(H2O)=___。当反应达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)___(填“变大”“变小”或“不变”)。
10．（2020·吉林·东北师大附中二模）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）+H2O（g）△H=-944 kJ/ml
则x=_____________。
（3）某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的SO2，将得到的Na2SO3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。
①a表示__________（填“阴”或“阳”）离子交换膜。A~E分别代表生产中的原料或产品，其中C为硫酸，则A表示__________________。
②阳极的电极反应式为_____________________________。
（4）SO2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2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）。若在T1℃、0.1MPa条件下，往一密闭容器中通入SO2和O2[其中n（SO2）：n（O2）=2：1]，测得容器内总压强与反应时间的关系如图二所示。
①图中A点时，SO2的转化率为____________。
②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vA（逆）的大小关系为vC（正）___vA（逆）（填“>”、“”或“”或“c(NH4+)>c(Fe3+)>c(H+)>c(OH-) 25 a c【解析】I.(1)根据温度、压强对平衡移动的影响分析判断；
(2) ①利用在恒容密闭容器中气体的物质的量的比等于压强比计算，根据平衡常数定义式计算；
②根据两次加入的NH3、CO2的比例分析物质的平衡转化率变化；
II.(1)根据物料守恒、盐的水解规律比较；
(2)利用溶度积常数计算；
(3)当反应处于平衡状态时，各种物质的含量不变，物质的量浓度不变，混合气体的压强不变。
【解析】I.(1)根据图像可知：在其它条件不变时，升高温度，CO2转化率降低，说明平衡逆向移动，根据平衡移动原理，升高温度，平衡向吸热方向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应，所以△H=aP2；
(2)① t℃时，向容积为2L的密闭容器中充入3mlNH3和1mlCO2，
发生反应： CO2(g)+2NH3(g)[CO(NH2)2](s)+H2O(g) M点实现化学平衡
c(始)ml/L 0.5 1.5 0
c(变)ml/L 0.25 0.5 0.25
c(平)ml/L 0.25 1.0 0.25
K=，平衡时气体的物质的量n=0.25×2+1.0×2+0.25×2=3，开始时气体的物质的量是3+1=4ml，对于气体来说，压强比等于气体的气体物质的量的比，所以
②若保持条件不变，再向该容器中充入1mlNH3和1mlCO2，CO2与 NH3增大的比例比原来大，相当于增大了CO2的浓度，所以NH3的转化率将增大；
铁铵矾是一种化学物质，分子式为NH4Fe(SO4)2·12H2O
II.(1) 铁铵矾溶于水后，电离方程式为NH4Fe(SO4)2·12H2O=NH4++Fe3++2SO42-，由于Fe3+和NH4+都发生水解反应，消耗水电离产生的OH-，所以到达水解平衡时，溶液显酸性，c(H+)>c(OH-)；由于Fe(OH)3的电离平衡常数比NH3·H2O小，Fe3+水解程度比NH4+大，所以c(NH4+)>c(Fe3+)，盐电离产生的离子浓度大于水的电离程度，故溶液中离子浓度大小关系为c(SO42-)>c(NH4+)>c(Fe3+)>c(H+)>c(OH-)；
(2)向含有CO32-、SO42-离子的该溶液向其中加入 BaCl2溶液，当CO32-开始沉淀时，溶液中==25；
(3) a.在恒容密闭容器中发生的该反应是气体体积不等的反应，若体系压强保持不变，则气体的物质的量不变，反应达到平衡，a正确；
b.反应混合物都是气体，任何情况下密度都不变，所以不能确定反应是否达到平衡，b错误；
c. SO3和O2一种是生成物，一种是反应物，若二者的体积比保持不变，说明反应达到平衡状态，c正确；
d.根据物质反应时变化的物质的量关系可知，在任何情况下每消耗1mlSO3的同时生成0.5mlO2，因此不能据此判断反应处于平衡状态，d错误；
故合理选项是ac。
【点睛】本题考查了化学平衡状态的判断、温度、压强对化学平衡移动的影响、化学平衡常数的计算、溶解度常数的应用、离子浓度大小比较等知识。掌握化学平衡移动原理及难溶性固体物质的溶解平衡理论及盐的水解规律是本题解答的关键。
2． 1s22s22p3 5 三角锥型 [c(CH3COOCu(NH3)2·CO)]/[c(CO)]·[c(CH3COOCu(NH3)2)] 降低温度 ad 氨气在水中存在如下平衡：NH3+H2ONH3•H2ONH4++OH﹣，当加入NaOH后，c（OH﹣）浓度增大，平衡逆向移动，故有利于氨的脱除 CO32－+ CO2 + H2O → 2HCO3－ KHCO3和K2CO3 a b【解析】(1)氮原子核外电子数为7，基态原子核外电子排布为1s22s22p3；其最外层有5种运动状态不同的电子；氮气的电子式为；氨气分子中N原子成3个σ键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp3杂化，其空间构型是三角锥型；
（2）反应CH3COOCu(NH3)2 (aq) + CO(g) CH3COOCu(NH3)2·CO(aq) + Q(Q>0)，的化学平衡常数表达式K=[c(CH3COOCu(NH3)2·CO)]/[c(CO)]·[c(CH3COOCu(NH3)2)]；该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，K值变小，故欲使K值变大，可采取的措施是降低温度；反应CH3COOCu(NH3)2 (aq) + CO(g) CH3COOCu(NH3)2·CO(aq) + Q(Q>0)是气体体积缩小的放热反应，
a.适当升高温度平衡向吸热反应方向进行，则升温平衡逆向进行，可以重新生成醋酸亚铜氨，故正确；
b.适当降低温度平衡向放热反应方向进行，不能重新生成醋酸亚铜氨，故错误；
c.增大压强平衡向气体体积减小的方向进行，不能重新生成醋酸亚铜氨，故错误；
d.减小压强平衡向气体体积增大的方向进行，可以重新生成醋酸亚铜氨，故正确。
答案选ad；
（3）消除NH3对水体污染的重要方法是在一定条件下向水体中加入适量NaOH，氨气在水中存在如下平衡：NH3+H2ONH3•H2ONH4++OH﹣，当加入NaOH后，c（OH﹣）浓度增大，平衡逆向移动，故有利于氨的脱除，使NH3的脱除率增大；
（4）碳酸钾溶液吸收CO2生成碳酸氢钾，反应的离子反应方程式为CO32－+ CO2 + H2O = 2HCO3－，富液中的溶质是KHCO3和K2CO3，
a．根据电荷守恒有c(K+) + c(H+) = 2c(CO32－) +c(HCO3－) +c(OH－)，故正确；b．200mL 1.5ml/L K2CO3溶液吸收了3.36L 的CO2（标准状况），n(K+)=，c(C)=0.3ml+0.15ml=0.45ml，根据物料守恒有3c(K+)=4 c(CO32－)+4 c(HCO3－)+4c(H2CO3)，故正确；c．根据反应可知，溶质为KHCO3和K2CO3，水解是微弱的，则c(K+)＞c(HCO3－)＞c(CO32－) ＞c(OH－)＞c(H+)，故错误。
答案选a b。
3． H2CO3H++HCO3- 、HCO3- H++CO32- C A 400 0.08 ml•L-1•min-1 ＞ 正向 不变【解析】I.（1）H2CO3是二元弱酸，属于弱电解质，电离时部分电离，则其电离方程式为：H2CO3 H++HCO3-、HCO3- H++CO32-
（2）①CH3COOH、HCl二者中和等体积、等物质的量浓度的烧碱溶液所消耗的物质的量相同，当二者的物质的量浓度相同时，所消耗的体积也相同，答案选C；
②当它们氢离子浓度相同、体积相同时，因为CH3COOH为弱电解质，在水溶液中部分电离，HCl是强电解质，在水溶液中完全电离，故CH3COOH的物质的量浓度应大于HCl的物质的量浓度，体积相同时，则，分别加入足量锌，CH3COOH反应所生成氢气体积多于HCl反应产生的氢气体积，答案选A。
II．（1）设H2的转化量为x，NH3的转化量为y
由题可知，N2转化量=
N2 + 3H2 2NH3
起始量/ml 2 4 0
转化量/ml 1 x y
平衡量/ml 1 4-x y
H2的转化量，H2的平衡量为
NH3的转化量/平衡量
则 ，，
其平衡常数，答案为：400；
（2）①由题可知，CH3OH起始浓度为0，10min后浓度为0.4 ml·L-1，则 根据同一反应中各物质的化学反应速率之比等于相应各物质的化学计量数之比，可知；
②10min后浓度商，，则反应向正反应方向移动，此时，故答案为：>；
③平衡后，其他条件不变，把容器的体积缩小一半，相当于增大压强，可逆反应向气体体积减小的方向移动，即反应向正反应方向移动；平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变。故答案为：正向；不变。
【点睛】通过浓度商Qc与平衡常数K判断反应进行方向：
（1），反应向正反应方向进行，
（2），反应处于化学平衡状态，
（3），反应向逆反应方向进行，
4． 吸热 = < < > 加入催化剂 将容器的体积压缩至2L 【解析】（1）随温度升高，反应②的平衡常数增大，说明升高温度平衡正向移动。
（2）平衡常数只与温度有关；
（3）反应①+反应②=反应③，所以K3= K1×K2；分别计算出反应③在500℃、800℃的平衡常数，根据平衡常数判断反应③的焓变；根据Q与K的关系判断反应进行方向。
（4）曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，缩短达到平衡的时间，但平衡没移动；当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，CO的浓度突然变为原来的1.5倍，缩短达到平衡的时间，但平衡没移动；
（5）醋酸的电离常数，根据电荷守恒、物料守恒计算c（CH3COO-）、c（CH3COOH）；根据电荷守恒，可判断此时溶液呈中性。
【解析】（1）随温度升高，反应②的平衡常数增大，说明升高温度平衡正向移动，所以正反应吸热。
（2）平衡常数只与温度有关，某温度下反应①，平衡常数不变，所以K(A) =K(B)；
（2）K3= K1×K2；在500℃时K3=2.5，800℃时K3=0.375，随温度升高，反应③的平衡常数减小，说明升高温度平衡逆向移动，所以正反应放热，△H40%。
(3)
①反应C2H6(g)+O2(g)C2H4(g)+H2O(g) ΔH=-149kJ·ml-1，焓变=正反应活化能-逆反应活化能，正反应放热，所以正活化能小于逆活化能，较大的是逆活化能。
②800℃时，控制原料气的总物质的量一定，当投料比等于系数比时，生成物的含量增大，所以当C2H6和O2的物质的量之比为2:1时，乙烯的平衡产率最大；而当较小时，乙烷发生深度氧化而导致乙烯的选择性降低，所以乙烯平衡产率较低。
7． 3 ∶ 2 1.5 无影响 偏小 1 ∶ 1 Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+ 减小 HNO2+ClO2-=NO2- + HClO BOH、HY HX HY xS+2e-Sx2－ 4.5 3.3≤pHvA(逆)，故答案为：>；
③设起始通入2ml SO2，1ml O2，在B点达到平衡时O2转化了y ml，由题意可建立如下三段式：
由P1：P2=n1：n2可得0.10：0.07=3：(3—y)，解得y＝0.9，则Kp＝=＝24 300(MPa)－1，故答案为24 300(MPa)－1。
【点睛】T1℃下，由A到B，反应趋向平衡，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，B点处于平衡状态，则vA(逆)T1，由B到C，温度升高，反应速率加快是分析关键，也是解答易错点。
11．(1)
(2)AC
(3)=
(4)向右
(5)
【解析】(1)
电离平衡常数越小、电离出氢离子能力越小、酸越弱、则其阴离子结合质子能力越强。由表知：HS-电离能力最差、则同浓度的、中结合的能力最强的是；
(2)
A．稀释促进电离， n(H+)有所增大，而体积增加得更快、变小，A符合；
B．稀释促进电离， n(H+)有所增大，变小，则增大，B不符合；
C．稀释变小，常温下Kw不变，则变小，C符合；
D．稀释变小，常温下Kw不变，则增大，D不符合；
故答案选AC；
(3)
、HClO溶液体积相等、物质的量浓度相等、即物质的量相等，分别用NaOH稀溶液中和可得到对应的钠盐溶液，则它们消耗的的NaOH物质的量相等、则消耗的等浓度NaOH溶液的体积大小关系为：=；
(4)
在新制氯水中加入少量的NaCl固体，增大了氯离子浓度，使左移，变小，促进水电离，则水的电离平衡向右移动；
(5)
某温度下，纯水中的，则该温度下，若温度不变，滴入稀硫酸使，则由水电离出的。
12．(1)-192.2
(2) 4.6 31