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2020-2021备战高考化学化学反应原理综合考查综合题附详细答案

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2020-2021备战高考化学化学反应原理综合考查综合题附详细答案一、化学反应原理综合考查1．丙烯腈（CH2=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛（CH2=CHCHO）和乙腈（CH3CN）等，回答下列问题：(1)以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4O）的热化学方程式如下：①C3H6(g)+NH3(g)+32O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g) ΔH=-515kJ/mol①C3H6(g)+O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) ΔH=-353kJ/mol两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是________；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是________；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________。

(2)图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应温度为460℃。

低于460℃时，丙烯腈的产率________（填“是”或者“不是”）对应温度下的平衡产率，判断理由是________；高于460℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是________（双选，填标号）A．催化剂活性降低B．平衡常数变大C．副反应增多D．反应活化能增大(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示。

由图可知，最佳n （氨）/n（丙烯）约为1理由是_______________。

进料氨、空气、丙烯的理论体积约为________。

【答案】两个反应均为放热量大的反应降低温度,降低压强,催化剂不是该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低 AC 1 该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低 1：7.5：1【解析】【分析】(1)依据热化学方程式方向可知，两个反应均放热量大，即反应物和生成物的能量差大，因此热力学趋势大；有利于提高丙烯腈平衡产率需要改变条件使平衡正向进行，提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂；(2)因为该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低，即低于460℃时，对应温度下的平衡转化率曲线应该是下降的，但实际曲线是上升的，因此判断低于460℃时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡转化率；产率降低主要从产率的影响因素进行考虑；(3)根据图像可知，当n（氨）/n（丙烯）约为1时，该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低，根据化学反应氨气、氧气、丙烯按1：1.5：1的体积比加入反应达到最佳状态，依据氧气在空气中约占20%计算条件比。

【详解】(1)两个反应在热力学上趋势均很大，两个反应均放热量大，即反应物和生成物的能量差大，因此热力学趋势大；该反应为气体体积增大的放热反应，所以降低温度、降低压强有利于提高丙烯腈的平衡产率，提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂；(2)因为该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低，即低于460℃时，对应温度下的平衡转化率曲线应该是下降的，但实际曲线是上升的，因此判断低于460℃时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡转化率．高于460°C时，丙烯腈产率降低；A．催化剂在一定温度范围内活性较高，若温度过高，活性降低，A正确；B．该反应放热，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数变小，B错误；C．根据题意，副产物有丙烯醛，催化剂活性降低，副反应增多，导致产率下降，C正确；D．反应活化能的大小不影响平衡，D错误；综上AC符合题意；(3)根据图象可知，当n（氨）/n（丙烯）约为1时，该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低；根据反应C3H6(g)+NH3(g)+32O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g)，氨气、氧气、丙烯按1：1.5：1的体积比加入反应达到最佳状态，而空气中氧气约占20%，所以进料氨、空气、丙烯的理论体积约为：1：1.520%：1=1：7.5：1。

2．利用工业废气 CO2或 CO 和 H2在一定条件下可制备燃料甲醇。

Ⅰ．利用工业废气 CO 合成甲醇，其能量变化示意图如下：(1)图中曲线 a 到曲线 b 的措施是_______。

该反应ΔS________0(填“>”或“<”)(2)一定条件下，在 2 L 密闭容器中充入 1 mol CO 和 2 mol H2，10 min 后达到平衡，放出热量 45.5kJ，则 10 min 内 H2的转化率为_____；该温度下反应的平衡常数K=_____；达到平衡后，再向容器中充入 CO、H2、CH3OH 各 1 mol，则此时υ正_____υ逆 (填“>”“<”或“=”) (3)下列措施可以提高甲醇产率的是_____。

a．压缩容器体积b．将 CH3OH (g)从体系中分离c．恒容条件下充入He，使体系总压强增大d．恒压条件下再充入 10mol CO 和 20mol H2(4)现有容积均为 1L 的 a、b、c 三个密闭容器，向其中分别充入 1molCO 和 2molH2的混合气体，控制温度，进行反应，测得相关数据的关系如图所示。

b 中甲醇体积分数大于 a 中的原因是_______达到平衡时，a 、b 、c 中 CO 的转化率大小关系为_______。

Ⅱ．用工业废气中的 CO 2制取甲醇和水蒸气(5)一定条件下，往2L 恒容密闭容器中充入1mol CO 2和3mol H 2，在不同催化剂作用下发生反应 I 、反应II 与反应III ，相同时间内CO 2的转化率随温度变化如图所示：①催化剂效果最佳的反应是_____(填“反应 I”，“反应 II”，“反应 III”)。

②b 点υ正_____υ逆(填 “>”， “<”， “=”)。

③若此反应在 a 点时已达平衡状态，a 点的转化率比 c 点高的原因是_____。

④c 点时该反应的平衡常数K ＝_____。

【答案】加入催化剂 < 50% 4 > ab b 处反应温度高，则反应速率快，反应相同时间生成的甲醇多，体积分数大 a>b>c 反应 I > 该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动163 【解析】 【分析】 【详解】(1)反应路径发生了变化，活化能下降，应为加入催化剂；反应发生后，气体物质的量减小，熵值减小，所以ΔS<0；(2)2molH 2完全反应释放的热量是91kJ ，现在反应达平衡后只释放了45.5kJ 的热量，所以H 2消耗1mol ，转化率为50%，化学方程式为CO(g)+2H 2(g)CH 3OH(g)，平衡时三种物质CO 、H 2、CH 3OH 的浓度分别为0.25mol/L 、0.5mol/L 、0.25mol/L ，平衡常数K =322(CH OH)(CO)(H )c c c ⋅=20.250.250.5⨯=4；三种物质都加入1mol 后，Q c=322(CH OH)(CO)(H )c c c ⋅=20.750.751⨯=1<K ，反应正向移动，v 正>v 逆；(3)a ．压缩容器体积，平衡正向移动，甲醇产率增大，a 符合题意； b ．将CH 3OH(g)从体系中分离，平衡正向移动，甲醇产率增大，b 符合题意； c ．恒容条件下充入He ，各物质浓度不变，对平衡无影响，c 不合题意；d ．恒压条件下再充入10molCO 和20molH 2，达到平衡时，各物质浓度不变，甲醇的产率不变，d 不合题意； 答案为：ab ；(4)反应开始5min 后，a 中温度比b 中低，反应速率比b 中慢，生成甲醇的量少，体积分数小，所以，b 中甲醇体积分数大于a 中的原因是b 处反应温度高，则反应速率快，反应相同时间生成的甲醇多，体积分数大；比较b 、c 两点甲醇的体积分数，可得出△H <0，温度升高平衡逆向移动，平衡时CO 转化率依次减小，所以a>b>c 。

答案为：b 处反应温度高，则反应速率快，反应相同时间生成的甲醇多，体积分数大；a>b>c ；(5)①在低温时，相同温度、相同时间内反应I 转化率最高，所以催化剂效果最好的是反应I ；②b 点尚未达到平衡状态，从催化剂效果更好的反应II 和III 可知，b 点反应仍正向进行，所以υ正>υ逆；③c 点温度更高，比a 提前达到平衡状态，所以a 、c 两点均是平衡点。

从a 、c 点的比较可以看出，温度升高CO 2的转化率减小，平衡逆向移动，所以正反应为放热反应，从而得出原因是：该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动； ④利用三段式，可以建立以下关系：2232CO (g)3H (g)CH OH(g)H O(g)(mol/L)0.5 1.500111(mol/L)13331111(mol/L)6233++ƒ起始量变化量平衡量K =3113311()62⨯⨯=163。

3．研究发现，NO x 和SO 2是雾霾的主要成分。

Ⅰ. NO x 主要来源于汽车尾气，可以利用化学方法将二者转化为无毒无害的物质。

已知：N 2(g )＋O 2(g ) 2NO (g ) ΔH ＝＋180 kJ ·mol －12CO (g )＋O 2(g )2CO 2(g ) ΔH ＝－564 kJ ·mol －1（1）2NO (g )＋2CO (g )2CO 2(g )＋N 2(g ) ΔH ＝________。

（2）T ℃时，将等物质的量的NO 和CO 充入容积为2 L 的密闭容器中，保持温度和体积不变，反应过程(0～15 min )中NO 的物质的量随时间变化如图所示。

①已知：平衡时气体的分压＝气体的体积分数×体系的总压强，T ℃时达到平衡，此时体系的总压强为p =20MPa ，则T ℃时该反应的压力平衡常数K p ＝_______；平衡后，若保持温度不变，再向容器中充入NO 和CO 2各0.3mol ，平衡将_____ (填“向左”、“向右”或“不”)移动。

②15 min 时，若改变外界反应条件，导致n (NO )发生如上图所示的变化，则改变的条件可能是_____(填序号)A .增大CO 浓度B .升温C .减小容器体积D .加入催化剂Ⅱ. SO 2主要来源于煤的燃烧。

燃烧烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。

已知：亚硫酸：Ka 1=2.0×10-2 Ka 2=6.0×10-7（3）请通过计算证明，NaHSO 3溶液显酸性的原因：_________________________。

（4）如图示的电解装置，可将雾霾中的NO 、SO 2转化为硫酸铵，从而实现废气的回收再利用。

通入NO 的电极反应式为____________________；若通入的NO 体积为4.48L (标况下)，则另外一个电极通入的SO 2质量至少为________g 。

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2020-2021高考化学化学反应原理综合题汇编附答案解析一、化学反应原理1．三草酸合铁酸钾K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 是一种绿色晶体，易溶于水，难溶于乙醇等有机溶剂，光照或受热易分解。

实验室要制备K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 并测定2-24C O 的含量。

请回答下列相关问题。

I ．FeC 2O 4·2H 2O 的制备向烧杯中加入5.0g(NH 4)2Fe(SO 4)2·6H 2O 、15mL 蒸馏水、1mL3moL/L 的硫酸，加热溶解后加入25mL 饱和H 2C 2O 4溶液，继续加热并搅拌一段时间后冷却，将所得FeC 2O 4·2H 2O 晶体过滤、洗涤。

（1）制备FeC 2O 4·2H 2O 时，加入3mol ／L 硫酸的作用是________________________。

II ．K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 的制备向I 中制得的FeC 2O 4·2H 2O 晶体中加入10mL 饱和K 2C 2O 4溶液，水浴加热至40℃，缓慢加入过量3％的H 2O 2溶液并不断搅拌，溶液中产生红褐色沉淀，H 2O 2溶液完全加入后将混合物加热煮沸一段时间，然后滴加饱和H 2C 2O 4溶液使红褐色沉淀溶解。

向溶液中再加入10mL 无水乙醇，过滤、洗涤、干燥。

（2）制备过程中有两个反应会生成K 3[Fe(C 2O 4)3]，两个化学方程式依次是：______________________、2Fe(OH)3+3K 2C 2O 4+3H 2C 2O 4=2K 3[Fe(C 2O 4)3]+6H 2O 。

（3）H 2O 2溶液完全加入后将混合物加热煮沸一段时间的目的是______________________。

III ．2-24C O 含量的测定称取0.22g Ⅱ中制得的K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 晶体于锥形瓶中，加入50mL 蒸馏水和15mL3mol ／L 的硫酸，用0.02000mol ／L 的标准KMnO 4溶液滴定，重复3次实验平均消耗的KMnO 4溶液体积为25.00mL 。

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2020-2021高考化学化学反应原理综合考查综合练习题含答案解析一、化学反应原理综合考查1．氨催化氧化是硝酸工业的基础，氦气在Pt催化剂作用下发生主反应Ⅰ和副反应Ⅱ：Ⅰ.4NH 3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)△H1=-905 kJ/molⅡ.4NH 3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)△H2（1）已知：NO O2N2物质中断裂1mol化学键需要的能量/kJ629496942则△H2=___________。

（2）以Pt为催化剂，在1L密闭容器中充入1mol NH3和2mol O2，测得有关物质的量与温度的关系如下图：①该催化剂在高温时对反应__________更有利（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。

②520℃时，NH3的转化率为____________。

③520℃时，反应Ⅱ的平衡常数K=________（数字计算式）。

④下列说法正确的是____________（填标号）。

A 工业上氨催化氧化生成NO时，最佳温度应控制在840℃左右B 增大NH3和O2的初始投料比可以提高NH3生成NO的平衡转化率C 投料比不变，增加反应物的浓度可以提高NH3生成NO的平衡转化率D 使用催化剂时，可降低反应的活化能，加快其反应速率⑤温度高于840℃时，NO的物质的量减少的原因可能是____________。

（3）在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NO x反应生成N2。

①NH3与NO2生成N2的反应中，当生成1mol N2时，转移的电子数为___________mol。

②将一定比例的O2、NH3和NO x的混合气体，匀速通入装有催化剂的反应器中反应。

反应相同时间NO x的去除率随反应温度的变化曲线如下图所示，在50-250℃范围内随着温度的升高，NO x的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是_______________。

【答案】-1265kJ/mol160%26430.20.90.4 1.45⨯⨯AD催化剂失去活性、有其他副反应发生、生成NO的反应为放热反应温度升高生成NO的转化率降低247迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NO x去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NO x去除反应速率增大【解析】【分析】（1）利用盖斯定律和△H=反应物总键能-生成物总键能计算；（2）①由图可知，该催化剂在高温时，生成的NO物质的量远大于氮气的；②根据图示A点计算出两个反应消耗氨气的量，再计算转化率；③利用A点，计算出两个反应后剩余的氨气，氧气，生成的水和N2，再根据平衡常数公式计算；④A.工业上氨催化氧化生成NO时，根据图示可知840℃生成NO最多，故A正确；B.增大NH3和O2的初始投料比可以降低NH3转化率，提高氧气转化率，故B错误；C.投料比不变，增加反应物的浓度可以看成增大压强，不利于向体积增大的方向进行，因此降低NH3生成NO的平衡转化率，故C错误；D.使用催化剂时，可降低反应的活化能，加快其反应速率，故D正确；⑤温度高于840℃时，NO的物质的量减少的原因可能是催化剂失去活性、有其他副反应发生、生成NO的反应为放热反应温度升高生成NO的转化率降低；（3）①8NH3+6NO2=7N2+12H2O根据方程式判断；②在50-250℃范围内随着温度的升高，NO x的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NO x去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NO x去除反应速率增大；【详解】（1）盖斯定律：Ⅰ-Ⅱ得2N 2(g)+2O24NO(g) △H= △H1- △H2=-905-△H2kJ/mol；△H=反应物总键能-生成物总键能=2×942 kJ/mol +2×496 kJ/mol -4×629 kJ/mol =360kJ/mol；所以：△H2=△H1- △H==-905 kJ/mol -360 kJ/mol =-1265kJ/mol ；答案：-1265kJ/mol（2）①由图可知，该催化剂在高温时，生成的NO物质的量远大于氮气的，故该催化剂在高温下选择反应I；答案：Ⅰ②520℃时， 4NH 3（g）+5O2 4NO（g）+6H2O（g）变化（mol ）： 0.2 0.25 0.2 0.34NH 3（g）+3O2（g） 2N2（g）+6H2O（g）变化（mol ）：0.4 0.3 0.2 0.6NH3的转化率为0.20.41+×100%=60%答案:60%③在 1L 密闭容器中充入 1mol NH3和 2mol O2，520℃平衡时n（NO）=n（N2）=0.2mol，则：4NH 3（g）+5O2 4NO（g）+6H2O（g）变化（mol ）：0.2 0.25 0.2 0.34NH 3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（g）变化（mol ）：0.4 0.3 0.2 0.6故平衡时，n（NH3）=1mol-0.2mol-0.4mol=0.4mol，n（O2）=2mol-0.25mol-0.3mol=1.45mol，n（H2O）=0.3mol+0.6mol=0.9mol，由于容器体积为1L，利用物质的量代替浓度计算平衡常数K=2643 0.20.9 0.4 1.45⨯⨯答案：2643 0.20.9 0.4 1.45⨯⨯④A.工业上氨催化氧化生成NO时，根据图示可知840℃生成NO最多，故A正确；B.增大NH3和O2的初始投料比可以降低NH3转化率，提高氧气转化率，故B错误；C.投料比不变，增加反应物的浓度可以看成增大压强，不利于向体积增大的方向进行，因此降低NH3生成NO的平衡转化率，故C错误；D.使用催化剂时，可降低反应的活化能，加快其反应速率，故D正确；答案：AD⑤温度高于840℃时，NO的物质的量减少的原因可能是催化剂失去活性、有其他副反应发生、生成NO的反应为放热反应温度升高生成NO的转化率降低；答案：催化剂失去活性、有其他副反应发生、生成NO的反应为放热反应温度升高生成NO 的转化率降低（3）①8NH3+6NO2=7N2+12H2O生成N2的反应中，当生成1mol N2时，转移的电子数为247mol；答案：24 7②反应相同时间NO x的去除率随反应温度的变化曲线如下图所示，在50-250℃范围内随着温度的升高，NO x的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NO x去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NO x去除反应速率增大；答案：迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NO x去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NO x去除反应速率增大【点睛】本题难点是图象分析应用，易错点平衡常数的计算，注意三段式法在平衡计算中的应用。

2020-2021高考化学化学反应原理综合考查综合经典题含答案解析

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2020-2021高考化学化学反应原理综合考查综合经典题含答案解析一、化学反应原理综合考查1．过氧乙酸(CH3CO3H)是一种广谱高效消毒剂，不稳定、易分解，高浓度易爆炸。

常用于空气、器材的消毒，可由乙酸与H2O2在硫酸催化下反应制得，热化学方程式为：CH3COOH(aq)+H2O2(aq)⇌CH3CO3H(aq)+H2O(l) △H=-13.7K J/mol(1)市售过氧乙酸的浓度一般不超过21%，原因是____ 。

(2)利用上述反应制备760 9 CH3CO3H，放出的热量为____kJ。

(3)取质量相等的冰醋酸和50% H2O2溶液混合均匀，在一定量硫酸催化下进行如下实验。

实验1：在25 ℃下，测定不同时间所得溶液中过氧乙酸的质量分数。

数据如图1所示。

实验2：在不同温度下反应，测定24小时所得溶液中过氧乙酸的质量分数，数据如图2所示。

①实验1中，若反应混合液的总质量为mg，依据图1数据计算，在0—6h间，v(CH3CO3H)=____ g／h（用含m的代数式表示）。

②综合图1、图2分析，与20 ℃相比，25 ℃时过氧乙酸产率降低的可能原因是_________。

（写出2条）。

(4) SV-1、SV-2是两种常用于实验研究的病毒，粒径分别为40 nm和70 nm。

病毒在水中可能会聚集成团簇。

不同pH下，病毒团簇粒径及过氧乙酸对两种病毒的相对杀灭速率分别如图3、图4所示。

依据图3、图4分析，过氧乙酸对SV-1的杀灭速率随pH增大而增大的原因可能是______【答案】高浓度易爆炸（或不稳定，或易分解） 137 0.1m/6 温度升高，过氧乙酸分解；温度升高，过氧化氢分解，过氧化氢浓度下降，反应速率下降随着pH升高，SV-1的团簇粒径减小，与过氧化氢接触面积增大，反应速率加快【解析】【分析】（1）过氧乙酸(CH3CO3H)不稳定、易分解，高浓度易爆炸，为了安全市售过氧乙酸的浓度一般不超过21%(2) 利用热化学方程式中各物质的系数代表各物质的物质的量来计算(3) 结合图象分析计算【详解】(1)市售过氧乙酸的浓度一般不超过21%，原因是不稳定、易分解，高浓度易爆炸。

2020-2021高考化学化学反应原理综合考查综合题汇编附答案

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2020-2021高考化学化学反应原理综合考查综合题汇编附答案一、化学反应原理综合考查1．甲醇与水蒸气重整制氢可直接用于燃料电池。

回答下列问题：(1)已知甲醇分解反应：CH3OH(g)ƒCO(g)＋2H2(g) △H1＝＋90.64 kJ·mol－1；水蒸气变换反应：CO(g)＋H2O(g)ƒCO2(g)＋H2(g) △H2＝－41.20 kJ·mol－1。

则CH3OH(g)＋H2O(g)ƒCO2(g)＋3H2(g) △H3＝___________kJ·mol－1。

(2)科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时，得到甲醇在Pd(III)表面发生解离时四个路径与相对能量的关系如图所示，其中附在Pd(III)表面的物种用*标注。

此历程中活化能最小的反应方程式为_____________________________________________。

(3)在0.1MPa下，将总进料量为1 mol且n(CH3OH)：n(H2O)＝1：1.3的混合气体充入一刚性密闭容器中反应。

①实验测得水蒸气变换反应的速率随温度的升高明显下降，原因是____________________。

②平衡时，测得CH3OH的含量在给定温度范围内极小，H2、H2O(g)、CO、CO2四种组分的含量与反应温度的关系如图所示，曲线b、c对应物质的化学式分别为________、________。

(4)573.2K时，向一刚性密闭容器中充入5.00 MPa CH3OH使其分解，t h后达平衡时H2的物质的量分数为60%，则t h 内v(CH 3OH)＝_____MPa ·h －1，其分压平衡常数K p ＝_____MPa 2。

【答案】+49.44 CH 2O*+2H*=CHO*+3H*（或CH 2O*=CHO*+H*） 随温度升高，催化活性降低 CO 2 H 2O （g ） 3.75t168.75 【解析】 【分析】 【详解】（1）甲醇分解反应：CH 3OH(g)ƒCO(g)＋2H 2(g) △H 1＝＋90.64 kJ·mol －1；① 水蒸气变换反应：CO(g)＋H 2O(g)ƒCO 2(g)＋H 2(g) △H 2＝－41.20 kJ·mol －1。

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