专题20 化学反应原理的综合应用 备战2020年高考化学分项突破易错题（原卷版）

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1、易错题20 化学反应原理的综合应用1“废气”的综合处理与应用技术是科研人员的重要研究课题，CO、SO2、NO2是重要的大气污染气体。（1）捕集处理后的CO是制取新型能源二甲醚（CH3OCH3）的原料，已知：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），H1=-41.0kJmol-1，CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）H2=-49.0kJmol-1，CH3OCH2（g）+H2O（g）2CH3OH（g）H3=+23.5kJmol-1，则反应2CO（g）+4H2（g）CH3OCH2（g）+H2O（g）的H=_。（2）采用NaClO2溶液作为吸收剂可对烟气进行脱硝。323K下

2、，向足量碱性NaClO2溶液中通入含NO的烟气，充分反应后，溶液中离子浓度的分析结果如下表，依据表中数据，写出NaClO2溶液脱硝过程中发生的总反应的离子方程式：_。离子NO3-NO2-Cl-c/（molL-1）2.010-41.010-41.7510-4（3）已知973K时，SO2与NO2反应生成SO3和NO，混合气体经冷凝分离出的SO3可用于制备硫酸。973K时测得：NO2（g）NO（g）+1/2O2（g）K1=0.018；SO2（g）1/2+O2（g）SO3（g）K3=20则反应SO2（g）+NO2（g）O3（g）+NO（g）的K3=_。973K时，向体积为1L的恒容密闭容器中充入SO2

3、、NO2各aml，平衡时SO2的转化率为_。恒压下SO2的分压p（SO2）随温度的变化如图所示。当温度升高时，SO2（g）+NO2（g）SO2（g）+NO（g）的化学平衡常数_（填“增大”或”减小”），判断理由是_。（4）用纳米铁可去除污水中的NO3-，反应的离子方程式为4Fe+NO3-+10H+=4Fe2+NH4+3H2O；相同温度下，纳米铁粉去除不同水样中的NO3-的速率有较大差异，下表中和产生差异的原因可能是_；中020mim内用NO3-表示的平均反应速率为_molL-1min-1。反应时间/min010203040c（NO3-）/10-4molL-183.21.60.80.64c（NO

4、3-）/10-4molL-1（含少量Cu2+）80.480.320.320.322NO2与SO2能发生反应:NO2+SO2SO3+NO，某研究小组对此进行相关实验探究。(1)已知:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)H=-113.0 kJmol-12SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-196.6 kJmol-1则NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)H=_。(2)实验中，尾气可以用碱溶液吸收。NaOH溶液吸收NO2时，发生的反应为2NO2+2OH-N+N+H2O，反应中形成的化学键是_(填化学键的类型)；用NaOH溶液吸收少量SO2的离子方程式为_。(3)在固定体积的密闭

5、容器中，使用某种催化剂，改变原料气配比n0(NO2):n0(SO2)进行多组实验(各次实验的温度可能相同，也可能不同)，测定NO2的平衡转化率(NO2)。部分实验结果如图所示:当容器内_(填标号)不再随时间的变化而改变时，可以判断反应达到了化学平衡状态。a.气体的压强 b.气体的平均摩尔质量c.气体的密度 d.NO2的体积分数如果要将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态，应采取的措施是_。若A点对应实验中，SO2(g)的起始浓度为c0 molL-1，经过t min达到平衡状态，该时段化学反应速率v(NO2)=_molL-1min-1。图中C、D两点对应的实验温度分别为TC和TD，通过计算判断

6、:TC_(填“”、“=”或“”)TD。3硒(Se)是第四周期A族元素，是人体内不可或缺的微量元素，其氢化物H2Se是制备新型光伏太阳能电池、半导体材料和金属硒化物的基础原料。（1）已知：2H2Se(g)+O2(g)2Se(s)+2H2O(l) H1=a kJmol12H2(g)+O2(g)2H2O(l) H2=b kJmol1反应H2(g)+Se(s)H2Se(g)的反应热H3=_kJmol1(用含a、b的代数式表示)。（2）T时，向一恒容密闭容器中加入3molH2和lmolSe，发生反应H2(g)+Se(s)H2Se(g)。下列情况可判断反应达到平衡状态的是_（填字母）。a气体的密度不变 b

7、v(H2)=v(H2Se) c气体的压强不变 d气体的平均摩尔质量不变当反应达到平衡后，将平衡混合气体通入气体液化分离器使H2Se气体转化为液体H2Se，并将分离出的H2再次通入发生反应的密闭容器中继续与Se反应时，Se的转化率会提高。请用化学平衡理论解释_。以5小时内得到的H2Se为产量指标，且温度、压强对H2Se产率的影响如下图所示：则制备H2Se的最佳温度和压强为_。（3）已知常温下H2Se的电离平衡常数K1=1.3104，K2=5.01011，则NaHSe溶液呈_(填“酸性”或“碱性”)，该溶液中的物料守恒关系式为_。（4）用电化学方法制备H2Se的实验装置如下图所示：写出Pt电极上发

8、生反应的电极反应式：_。（5）H2Se在一定条件下可以制备CuSe，已知常温时CuSe的Ksp=7.91049，CuS的Ksp=1.31036，则反应CuS(s)+Se2(aq)CuSe(s)+S2(aq)的化学平衡常数K=_（保留2位有效数字）。4羰基硫(COS)与氢气或与水在催化剂作用下的反应如下：COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) H1=-17kJ/mol；COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) H2=-35kJ/mol。回答下列问题：(1)两个反应在热力学上趋势均不大，其原因是：_。(2)反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的H=_。(3)羰

9、基硫、氢气、水蒸气共混体系初始投料比不变，提高羰基硫与水蒸气反应的选择性的关键因素是_。(4)在充有催化剂的恒压密闭容器中只进行反应设起始充入的n(H2)：n(COS)=m，相同时间内测得COS转化率与m和温度(T)的关系如图所示：m1_m2(填“”、“”或“”。温度高于T0，COS转化率减小的可能原因为：i有副应发生；ii_；iii_。(5)在充有催化剂的恒压密闭容器中进行反应.COS(g)与H2O(g)投料比分别为1：3和1：1，反应物的总物质的量相同时，COS(g)的平衡转化率与温度的关系曲线如图所示：M点对应的平衡常数_Q点填“”、“”或“”；M点对应的平衡混合气中COS(g)物质的量

10、分数为_；M点和Q点对应的平衡混合气体的总物质的量之比为_。5氮的氧化物既是空气的重要污染物，同时也是重要的化工原料。（1）某化学课外小组查阅资料后得知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：2NO(g)N2O2(g)（快） H10N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)（慢） H2”“”“”“”“”“”、“”或“=”)0。在一个恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。试回答:010 min内，氢气的平均反应速率为_molL-1min-1；该温度下，反应的平衡常数的值为_(结果保留一位小数)

11、；第10 min后，向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2，则再次达到平衡时CH3OH(g)的体积分数_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)脱硫。有学者想利用如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料，A、B是惰性电极。则导线中电子移动方向为_(用“AC”或“CA”表示)，A极的电极反应式为_。某种脱硫工艺中将废气处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成的硫酸铵和硝酸铵的混合物可作为化肥。硫酸铵和硝酸铵的水溶液pH”、“=”或“”)7NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。(1)已知：N2(g)+O2(g)=2N

12、O(g) H=+180.5kJmollC(s)+O2(g)=CO2(g) H=393.5kJmoll2C(s)+O2(g)=2CO(g) H=221kJmoll若某反应的平衡常数表达式为K=c(N2).c2(CO2)/c2(NO)c2(CO)，请写出此反应的热化学方程式_。(2)用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式：_。(3)NO2用氨水吸收能生成NH4NO3，25时，将amolNH4NO3溶于水配成bL溶液，溶液显酸性的原因是_(用离子方程式表示)，常温下向该溶液通入标准状况下VL氨气后溶液呈中性，则通入氨气的过程中

13、水的电离平衡将_(填“正向”“不”“逆向”)移动，通入标准状况下氨气的体积为_L(设通入氨气后溶液的体积不变，用含a的代数式表示，已知常温下NH3H2O的电离平衡常数为2.010-5)(4)催化氧化法去除NO是在一定条件下，用NH3消除NO污染，其反应原理为4NH3+6NO5N2+6H2O不同温度条件下，n(NH3)：n(NO)的物质的量之比分别为4：1、3：1、1：3时，得到NO脱除率曲线如图所示：由图可知，无论以何种比例反应，在温度超过900时NO脱除率都会骤然下降的原因可能是 _。曲线a中NO的起始浓度为610-4mg/m3，从A点到B点经过0.8s，该时间段内NO的脱除速率为_mg/(

14、m3s)。曲线c对应NH3与NO的物质的量之比是_。8游离态氮称为惰性氮，游离态氮转化为化合态氮称之为氮的活化，在氮的循环系统中，氮的过量“活化”，则活化氮开始向大气和水体过量迁移，氮的循环平衡被打破，导致全球环境问题。.氮的活化工业合成氨是氮的活化重要途径之一，在一定条件下，将N2 和 H2 通入到体积为0.5L的恒容容器中，反应过程中各物质的物质的量变化如右图所示：（1）10min内用NH3表示该反应的平均速率，v（NH3）=_。（2）在第10min和第25min改变的条件可能分别是_、_（填字母）。A.加了催化剂B升高温度C增加NH3的物质的量D.压缩体积E.分离出氨气（3）下列说法能说

15、明该可逆反应达到平衡状态的是_（填字母）。A.容器中气体密度不变B容器中压强不变C.3v(H2)正=2v(NH3)逆 DN2、H2、NH3分子数之比为132催化转化为惰性氮 已知：SO2、CO、NH3等都可以催化还原氮氧化物生成惰性氮。（4）在25，101KPa时，N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H1= 92.4kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H2= 571.6kJ/molN2(g)+O2(g)=2NO(g) H3= +180kJ/mol则NO与NH3反应生成惰性氮的热化学方程式_。（5）在有氧条件下，新型催化剂M能催化CO与NOx反应生成N2。现向某密闭容器中

16、充入等物质的量浓度的NO2和CO气体，维持恒温恒容，在催化剂作用下发生反应：4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) H0，相关数据如下：0min5min10min15min20minc(NO2) /molL-12.01.71.561.51.5来源:c(N2) /molL-100.150.220.250.25计算此温度下的化学平衡常数K=_，实验室模拟电解法吸收NOx装置如图，（图中电极均为石墨电极）。若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验（a”或“”“p2200时，该反应的平衡常数K=_。(3)甲烷、氧气和KOH溶液可组成燃料电池。则此燃料电池工作时，通入甲烷的电极为_极，其电极

17、反应式为_，通入氧气的电极反应式为：_。15CO、CO2是含碳元素的常见气体，也是参与碳循环的重要物质。(1)利用煤化工中产生的CO和H2可制取甲醇，反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。实验室中，在1L恒容的密闭容器中进行模拟合成实验。将1molCO和2molH2通入容器中，分别恒温在300和500反应，每隔一段时间测得容器内CH3OH的物质的量(单位：mol)如下表所示：10min20min30min40min50min60min3000.400.600.750.840.90来源:Z|xx|k.Com0.905000.600.750.780.800.800.80300和500对应

18、的平衡常数大小关系为K300_K500(填“”、“=”或“”、“V逆，x的取值范围_。(3)若要使右室反应开始时V正V逆，x的取值范围_。17氮氧化物(NOx)是电厂主要排放污染物之一。工业上采用氨脱硝处理后排放，原理如下：4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) H1=1632.4kJmol14NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) H2=akJmol1当反应温度过高时，NH3会发生氧化反应：NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)、H3=902.0kJmol1回答下列问题：(1)有利于提高反应中NO转化率(脱硝率)的条件是_(填标号)。A.高温低压 B.低温低压 C.低温高压 D.增大氨气浓度(2)反应中的a