高考化學二輪復習考點專項突破練習：專題九 化學反應原理綜合練習 8含解析

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1、 2020屆高考化學二輪復習考點專項突破練習 專題九 化學反應原理綜合練習（8） 1、高純硅晶體是信息技術的重要材料。 1.工業(yè)上用石英和焦炭可以制得粗硅。已知反應過程的能量變化如下圖 寫出用石英和焦炭制取粗硅的熱化學方程式______________________________________。 2.某同學設計下列流程制備高純硅： ①Y的化學式為____________________。 ②寫出反應Ⅰ的離子方程式________________________________________。 ③寫出反應Ⅳ的化學方程式____________________

2、____________________。 ④甲烷分解的溫度遠遠高于硅烷（），用原子結構解釋其原因： 。 3.將粗硅轉化成三氯硅烷（），進一步反應也可以制得純硅。其反應： ，不同溫度下，的平衡轉化率隨反應物的投料比的變化關系如圖所示。下列說法正確的是__________（填字母）。 A.該反應是放熱反應 B.橫坐標表示的投料比可以是 C.該反應的平衡常數(shù)隨溫度升高而增大 D.實際生產(chǎn)中為提高的利用率

3、，可以適當增大壓強 1. SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g) ΔH=+638.4kJ·mol-1 2.①H2SiO3或H4SiO4 ②SiO2+2OH-=+H2O ③SiO2+4Mg Mg2Si+2MgO ④周期表中，硅中碳屬于同主族，原子半徑Si大于C，硅元素的非金屬性弱于碳元素，硅烷的熱穩(wěn)定性弱于甲烷 3.BC 1.考查熱化學反應方程式的計算，根據(jù)第一幅圖，熱化學反應方程式為Si(s)＋O2(g)=SiO2(s) ΔH=－859.4kJ·mol－1①，第二幅圖熱化學反應方程式為 2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH=－221.0kJ·mol－1②,

4、石英和焦炭反應制備粗硅的反應方程式為SiO2＋2C=2CO＋Si，因此由②－①得出：SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g) ΔH=+638.4kJ·mol-1； 2.本題考查化學工藝流程，①砂礫中含有SiO2，與NaOH反應生成Na2SiO3，步驟II：X中加入稀硫酸，發(fā)生＋2H＋=H2SiO3↓，或＋2H＋＋H2O=H4SiO4↓，即Y的化學式為H2SiO3或H4SiO4； ②反應I的離子方程式為SiO2＋2OH－=＋H2O； ③根據(jù)流程，發(fā)生SiO2+4Mg Mg2Si+2MgO； ④甲烷和硅烷都屬于分子晶體，C的原子半徑小于Si，也就是C－H鍵長比Si－H鍵長短，且

5、碳元素的非金屬性強于硅元素，因此硅烷的穩(wěn)定性弱于甲烷； 3.當投料比相同時，溫度越高，三氯硅烷的轉化率越大，根據(jù)勒夏特列原理，正反應為吸熱反應，A錯誤；如果投料比為n(H2)/n(SiHCl3)，隨著投料比的增多，即H2量增加，平衡向正反應方向移動，即三氯硅烷的轉化率增大，符合圖象，B正確；因為正反應為吸熱反應，且化學平衡常數(shù)受溫度的影響，因此升高溫度，平衡向正反應方向移動，即化學平衡常數(shù)增大，C正確；根據(jù)勒夏特列原理，增大壓強，平衡向逆反應方向移動，三氯硅烷的轉化率降低，D錯誤。答案選BC。 2、二氧化碳的有效回收利用，既能緩解能源危機，又可減少溫室效應的影響，具有解決能源問題及環(huán)保問題

6、的雙重意義。Zn/ZnO熱化學循環(huán)還原CO2制CO的原理如下圖所示，回答下列問題： 1.①從循環(huán)結果看，能量轉化的主要方式是 ； ②反應2CO2(g)＝2CO(g)+O2(g) △H＝ kJ/mol。 ③Zn/ZnO在反應中循環(huán)使用，其作用是__________________________ 2.二甲醚是主要的有機物中間體，在一定條件下利用CO2與H2可直接合成二甲醚： 2CO2(g) +6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ，時，實驗測得CO2的平衡轉化率隨溫度及壓強變化如下圖1所示。 ①該反應的△H＝

7、 0（填“>”或“<”）。 ②圖中壓強（P）由大到小的順序是 。 ③若在1L密閉容器中充入0.2molCO2和0.6molH2，CO2的平衡轉化率對應下圖1中A點，則在此溫度，該反應的化學平衡常數(shù)是 （保留整數(shù)）。 ④合成二甲醚過程中往往會生成一氧化碳，合成時選用硅鋁化合物做催化劑，硅鋁比不同時，生成二甲醚或一氧化碳的物質(zhì)的量分數(shù)不同。硅鋁比與產(chǎn)物選擇性如下圖2所示。圖2中A點和B點的化學平衡常數(shù)比較：KA KB（填“>、<、=”）.根據(jù)以上兩條曲線，寫出其中一條變化規(guī)律：

8、 。 ⑤圖3是使用不同硅鋁比化合物做催化劑制備二甲醚的能量變化示意圖，其中正確且最佳的是______________ 3、甲醇制烯烴(MTO)是煤制烯烴工藝路線的核心技術。煤制烯烴主要包括煤的氣化、液化、烯烴化三個階段。 1.煤的液化發(fā)生的主要反應之一為2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)? △H=akJ·mol-1,在不同溫度下,K(500℃)=2.5(ml·L-1)-2,k(700℃)=0.2(mol·L-1)-2。①△H__________0(填“>”、“<”、“=”)。 ②若反應在容積為2L的密閉容器中進行,500℃測得某一時刻體系內(nèi)H2、CO、C

9、H3OH物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、3mol,則此時生成CH3OH的速率__________消耗CH3OH的速率(填“>”、“<”、“=”) 2. 通過研究外界條件對反應的影響,盡可能提高甲醇生成乙烯或丙烯的產(chǎn)率。甲醇制烯烴的主要反應有:i? 2CH3OH(g) C2H4(g)+2H2O(g)???? △H1=-20.9 kJ·mol-1ii? 3CH3OH(g)C3H6(g)+3H2O (g)??? △H2=-98.1 kJ·mol-1iii? 4CH3OH(g)C4H8(g)+4H2O(g)??? △H3=-118.1 kJ·mol-1 ①C3H6轉化為C2H4的熱化學方程式為i

10、v:2C3H6(g)3C2H4(g)? △H4___________。 ②加入N2作為稀釋劑,反應i中C2H4的產(chǎn)率將___________(填“增大”、“減小”或“不變”) 3.為研究不同條件對反應的影響,測得不同溫度下平衡時C2H4、C3H6和C4H8的物質(zhì)的量分數(shù)變化,如圖所示: ①隨著溫度的升高,C3H6的物質(zhì)的量分數(shù)呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。溫度高于400℃時,原因是_________________________________。②體系總壓為0.1MPa,400℃時反應iv的平衡常數(shù)Kp=___________(列式計算,用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))

11、。 ③為了獲得更高的C2H4在產(chǎn)物中的比例,控制的條件較適宜的是___________。 A.較低溫度 B.較高溫度 C.增加水醇比 D.降低水醇比 4、CO2是引起“溫室效應”的主要物質(zhì),CO2的甲烷化可以實現(xiàn)其循環(huán)利用。甲烷化過程中,可能發(fā)生如下反應: I. CO2 (g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)???? △H1??? II. CO2 (g)+4H2(g) CO(g)+2H2O(g)???? △H2 1.已知反應II中相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下: 化學鍵 H—H C=O C—O H—O ?E/(kJ·mol-1) 436 750 10

12、76 463 由此計算△H2=__________。 2.在常壓、催化劑條件下,將CO2 和H2 (體積比為1:4,總物質(zhì)的量為m mol)置于密閉容器中,發(fā)生反應I和II。測得CO2轉化率、CH4和CO選擇性隨溫度變化情況分別如圖1和圖2所示(選擇性:轉化的CO2中生成CH4或CO的百分比) ①由圖1和圖2可知,△H1___0(填“>”或“<”),__________可影響催化劑的選擇性。 ②由圖1可知CO2的轉化率呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢,其原因是__________。 ③下列措施能提高CO2平衡轉化率的是__________(填標號) A.提高原料氣中H2所占比例

13、B.適當增大壓強 C.升高溫度 D.增大催化劑的比表面積? E.前段加熱,后段冷卻 ④350℃時,反應在t1時刻達到平衡,平衡時容器體積為VL,該溫度下反應I的平衡常數(shù)為__________(用m、V表示)。 ⑤550℃時,反應在t2時刻達到平衡,此時容器中H2O(g)的物質(zhì)的量為__________mol(用m表示) 3.CO2與NaOH溶液反應得到Na2CO3溶液。電解Na2CO3溶液的原理如圖所示,陽極的電極反應式為__________。 5、運用化學反應原理研究氮、硫單質(zhì)機器化合物的反應,并用以解決實際問題具有重要意義。 硫酸生產(chǎn)過程中關鍵反應為2SO2(g)+O2

14、(g)? 2SO3(g) ΔH<0(反應條件未寫出)。 1.相同條件下的2L密閉容器中,選用不同的催化劑A、B、C參與反應,生成的SO3的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示,則: ①0~4min在A催化劑作用下,反應速率v(SO3)=_____(保留一位有效數(shù)字)。 ②已知反應的活化能通常用Ea表示,其單位為kJ/mol,該反應的活化能由大到小的順序是_______________。(用“Ea(A)、Ea(B)Ea(C)”填空)。 2.一定溫度下,將SO2與O2以體積比為1:1混合置于一體積可變的恒壓密閉容器中發(fā)生反應,能說明該反應達到平衡狀態(tài)的是(?? ) A.體系的密度不在發(fā)生變化

15、 B.SO2與O2以體積比保持不變 C.體系中硫元素的質(zhì)量分數(shù)不在發(fā)生變化 D.單位時間內(nèi)轉移4mol電子同時消耗2mol SO3 E.n(SO2)+n(SO3)保持不變 3.在體積為1L的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個密閉容器中,分別加入1mol SO2和1mol O2,在其他條件相同的情況下,實驗測得反應進行到t min時,SO2的體積分數(shù)與溫度的關系如圖所示,此時Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個容器中,一定達到化學平衡狀態(tài)的是______。 4.合成SO3達到平衡后,某時刻改變下列條件_____,在達到新平衡的過程中正反應速率始終增大(?? ) A.升溫 B.加壓 C.增大c(CO2) D.

16、降低c(SO3) 5.工業(yè)上用氨水來處理硫酸工業(yè)尾氣中的SO2,若將等物質(zhì)的量的SO2和NH3注入水中充分反應,所得的溶液呈??性(用“酸、堿或中”填空),該溶液中c(H+)-c(OH-)?? c(NH3·H2O - c(H2SO3)(填“>、<或=”)。 已知:H2SO3的電離常數(shù); NH3·H2O的電離常數(shù)Kb=1.8×10-5。 6.液氨作為一種潛在的清潔汽車燃料已越來越被研究人員重視。氨在燃燒實驗中相關反應有: 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)?ΔH=-1289kJ/mol 4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l) ΔH=-207

17、1kJ/mol 寫出N2與O2生成NO的熱化學方程式____________________。 6、用代替與燃料反應,既可提高燃燒效率,又能得到高純 ,是一種高效、清潔、經(jīng)濟的新型燃燒技術。反應①為主反應,反應②和③為副反應。 ①? ? ②? ? ③??? 1.反應?的__________(、和表示)。 2.反應①~③的平衡常數(shù)的對數(shù)隨反應溫度的變化曲線如圖所示。結合各反應的,歸納曲線變化規(guī)律: a)__________;b)__________。 3.向盛有的真空恒容密閉容器中充入,反應①于900℃達到平衡, ??。計算轉化率(忽略副反應,結果保留兩位有效數(shù)字)。 4

18、.為減少副產(chǎn)物,獲得更純凈的,可在初始燃料中適量加入__________。 5.以反應①中生成的為原料,在一定條件下經(jīng)原子利用率100%的高溫反應,可再生,該反應的化學方程式為???????????????????????????????????????????????????? ; 在一定條件下, 可與對二甲苯反應,在其苯環(huán)上引入一個羧基,產(chǎn)物的結構簡式為?????????????????????????????????????? ?。 7、潔凈煤技術()是煤的高效清潔利用的技術。煤中的硫主要以黃鐵礦()為主,其次為磁硫鐵礦()、閃鋅礦()、方鉛礦()等?；卮鹣铝袉栴}: 1. 在足量空

19、氣中煅燒可生成鐵紅,該反應的氧化產(chǎn)物為__________(填化學式)。 2.常溫下,反應達平衡時,該反應的平衡常數(shù)__________.[已知:常溫下,] 3.黃鐵礦在一氧化碳氣氛中脫硫可發(fā)生如下反應: (Ⅰ) (Ⅱ) (Ⅲ) 其對應的平衡常數(shù)的對數(shù)值如圖所示。? ①的電子式為_____________。 ②_________0(填“>”或“<”) _____(用和表示)。 ③800時,若只發(fā)生反應(Ⅲ),平衡時,容器中____________;此溫度下,平衡常數(shù)的對數(shù)值 (Ⅲ) ______[用 (Ⅰ)和 (Ⅱ)表示]。 4.電化學除去煤中的硫是一種成

20、本較低的脫硫方法,用作催化劑,在酸性條件下電解,陽極被氧化為。然后氧化黃鐵礦為硫酸根離子和三價鐵離子,該反應的離子方程式為______________________。 8、目前降低尾氣的可行方法是在汽車排氣管上安裝催化轉化器。和氣體均為汽車尾氣的成分,這兩種氣體在催化轉換器中發(fā)生反應: 。 1. 的結構式為__________。 2.已知 ; 的燃燒熱。 寫出在消除汽車尾氣中的污染時, 與的可逆反應的熱化學方程式(已知該反應為放熱反應)_______________________________。 3.在一定溫度下,將2.0 、2.4?通入到固定容積為2的容器中,反應過程中

21、部分物質(zhì)的濃度變化如圖所示: ①有害氣體的轉化率為__________。 ②20時,若改變反應條件,導致濃度減小,則改變的條件可能是__________(填序號)。 a.縮小容器體積 b.在恒壓條件下再充2.0 、2.4? c.降低溫度 d.擴大容器體積 ③若保持反應體系的溫度不變,20時再向容器中充入、各0.4,反應將朝__________(填“向左” 或“向右”)進行,再次達到平衡時的平衡常數(shù)為__________。 ④若保持反應體系的溫度不變,20時再向容器中充入與平衡組分相同的氣體,達到平衡后, 的體積分數(shù)將__________(填“增大”或“減小”或“不變”)。

22、 答案以及解析 1答案及解析： 答案：1.SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g) ?H=+638.4kJ/mol 2.①H2SiO3或H4SiO4 ② ③SiO2+4Mg Mg2Si+2MgO ④周期表中,硅中碳屬于同主族,原子半徑Si大于C,硅元素的非金屬性弱于碳元素,硅烷的熱穩(wěn)定性弱于甲烷 3.BC 解析：1、考查熱化學反應方程式的計算,根據(jù)第一幅圖,熱化學反應方程式為Si(s)+O2(g)=SiO2(s)? △H=-859.4kJ·mol-1①,第二幅圖熱化學反應方程式為2

23、C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221.0kJ·mol-1②,石英和焦炭反應制備粗硅的反應方程式為SiO2+2C=2CO+Si,因此由②-①得出:SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g) ?H=+638.4kJ/mol;2、本題考查化學工藝流程,①砂礫中含有SiO2,與NaOH反應生成Na2SiO3,步驟II:X中加入稀硫酸,發(fā)生SiO32-+2H+=H2SiO3↓,或SiO32-+2H++H2O=H4SiO4↓,即Y的化學式為H2SiO3或H4SiO4;②反應I的離子方程式為SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;③根據(jù)流程,發(fā)生SiO2+4Mg Mg2Si+2Mg

24、O;④甲烷和硅烷都屬于分子晶體,C的原子半徑小于Si,也就是C-H鍵長比Si-H鍵長短,且碳元素的非金屬性強于硅元素,因此硅烷的穩(wěn)定性弱于甲烷;3、考查勒夏特列原理和化學平衡常數(shù),A、當投料比相同時,溫度越高,三氯硅烷的轉化率越大,根據(jù)勒夏特列原理,正反應為吸熱反應,故A錯誤;B、如果投料比為n(H2)/n(SiHCl3),隨著投料比的增多,即H2量增加,平衡向正反應方向移動,即三氯硅烷的轉化率增大,符合圖像,故B正確;C、因為正反應為吸熱反應,且化學平衡常數(shù)溫度的影響,因此升高溫度,平衡向正反應方向移動,即化學平衡常數(shù)增大,故C正確;D、根據(jù)勒夏特列原理,增大壓強,平衡向逆反應方向移動,三氯

25、硅烷的轉化率降低,故D錯誤。 2答案及解析： 答案：1.①太陽能轉化為化學能 ②564 ③催化劑 2.①< ②P1>P2>P3 ③2:3 ④=;a.溫度越高，二甲醚的選擇性（或物質(zhì)的量分數(shù)）越大；b。低溫時硅鋁對二甲醚的選擇性（或物質(zhì)的量分數(shù)）影響不大，高溫時隨著硅鋁比增大，二甲醚的選擇性（或物質(zhì)的量分數(shù)）先增大后減小 ⑤A 解析： 3答案及解析： 答案：1.<;><; 2.+133.5="" kj·mol-1;增大;="">3H6的物質(zhì)的量分數(shù)減小; ;BC 解析： 4答案及解析： 答案：1.-66 kJ/mol; 2

26、.①

27、II可知,催化劑的選擇性受到溫度的影響。②CO2的轉化率先增大是因為未達到平衡狀態(tài)時反應正向進行,使CO2轉化率增大,結合圖1與圖2可知反應I和II部是放熱反應,升高溫度平衡向逆反應方向移動,導致CO2的轉化率降低。③提高原料氣中H2所占比例,有利于平衡正向移動,增大CO2的轉化率,A正確;適當增大壓強,反應1正向移動,反應D無影響,可使CO2的轉化率增大,B正確;反應I和II都是放熱反應,升高溫度平衡逆向移動,導致CO2的轉化率減小,C錯誤;催化劑不影響平衡的移動,則不影響CO2的轉化率,D錯誤;前段加熱,反應速率加快,有利于增大CO2的轉化率,后段冷卻,平衡正向移動,CO2的轉化率增大,E

28、正確,④根據(jù)圖1知350℃時CO2的平衝轉化率為0.8,利用三段式進行計算: ???????????????????????????????CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) n(初始)/mol?????????????0.2m????? 0.8m????????????? 0???????????? 0 n(轉化)/mol???????????? 0.16m????0.64m???????????0.16m??? 0.32m n(平衡)/mol???????????? 0.04m????0.16m?????????? 0.16m??? 0.32m 則平衡常數(shù)

29、3.陽極發(fā)生氧化反應,水中的氫氧根離子失去電子生成氫離子和氧氣,氫離子與碳酸根離子結合生成碳酸氫根離子,電極反應式為:4CO32-+2H2O-4e-4HCO3-+O2↑ 5答案及解析： 答案：1.①0.3125mol/(L·min);②Ea(C)>Ea(B)>Ea(A);2.AB; 3.Ⅲ; 4.A; 5.酸; >; 6.N2(g)+O2=2NO(g) ΔH=+156.4kJ/mol; 解析： 6答案及解析： 答案：1. 2.放熱反應的lgK隨溫度升高而下降(或吸熱反應的lgK隨溫度升高而升高); 放出或吸收熱量越大的反應，其lgK受溫度影響越大

30、3.由圖像查得反應①在900℃時, ,平衡常數(shù), 設容器的容積為,反應①達平衡時的濃度減少?, ?????????????????????????? 初始()??????????????????????????????????????????????? 0 平衡()?????????????????????????????????????????????????????????? ?? ? ?轉化率 4.CO2; 5. ; 解析：1.根據(jù)蓋斯定律,反應①×4+反應②+反應③×2,?可得?。 2.依據(jù)平衡常數(shù)和圖像發(fā)現(xiàn)以下規(guī)律:放熱反應的隨溫度升高而下降(或吸熱反應的隨溫度升高而升高);放出或吸收熱量越大的反應,其受溫度影響越大。 4.為減少副產(chǎn)物,獲得更純凈的,即抑制②、③兩個副反應,增加的濃度,可使兩平衡左移。 5.根據(jù)題意,反應方程式為。 7答案及解析： 答案：1.Fe2O3和SO2 2.2.5×105; 3.①;②;;③100; (Ⅰ) (Ⅱ) 4. 解析： 8答案及解析： 答案：1.O=C=O; 2. ? 3.40%; c、d; 向左; 5/36或0.14; 減小 解析：