2020-2021备战高考化学易错题专题复习-化学反应原理综合考查练习题含详细答案
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2020-2021备战高考化学易错题专题复习-化学反应原理综合考查练习题含详细答案一、化学反应原理综合考查1．铜的多种化合物在生产生活中都有广泛用途。
请回答下列问题： （1）Cu 2O 和CuO 是铜的两种氧化物，可互相转化。
已知： i.2Cu 2O(s)＋O 2(g)=4CuO(s) △H =-292.0kJ·mol -1 ii.C(s)＋2CuO(s)=Cu 2O(s)＋CO(g) △H =＋35.5kJ·mol -1若CO 的燃烧热为283.0kJ·mol -1，则C(s)的燃烧热为___。
（2）Cu 2O 和CuO 常用作催化剂。
①质子交换膜燃料电池(PEMFC)的燃料气中除含有H 2外还含有少量的CO 和CO 2，其中CO 是PEMFC 催化剂的严重毒化剂，可用CuO/CeO 2作催化剂优先氧化脱除CO 。
160℃、用CuO/CeO 2作催化剂时，氧化CO 的化学方程式为___；分别用HIO 3和H 3PO 4对CuO/CeO 2进行处理，在一定条件下，利用不同催化剂进行CO 氧化的对比实验，得如图曲线，其中催化剂___ (填“b”或“c”)催化性能最好；120℃使用催化剂b 进行氧化，若燃料气中CO 的体积分数为0.71%，气体流速为2000mL·h -1，则1h 后，CO 体积为___mL 。
②在Cu 2O 催化作用下合成CH 3OH ，反应如下：CO(g)＋2H 2(g)ƒCH 3OH(g) △H =-90.0kJ·mol -1，有利于提高该反应CO 的平衡转化率的条件是___(填标号)。
A ．高温低压B ．低温高压C ．高温高压D ．低温低压T ℃时，将CO 和H 2按一定比例混合后投入容积为2L 的恒容密闭容器中，CO 的起始浓度为1.0mol·L -1，平衡时，测得体系中，n(H 2)=1.4mol ，n(CH 3OH)=1.7mol ，反应达到平衡时CO 的转化率为___，若反应达到平衡状态后，保持其他条件不变，再充入0.2molCO 和0.2molCH 3OH ，平衡向___(填“正”或“逆”)反应方向移动，理由是___。
（3）CuS 呈黑色，是最难溶的物质之一，由于它的难溶性使得一些看似不可能的反应可以发生。
向0.01mol·L -1CuSO 4溶液中，持续通入H 2S 维持饱和(H 2S 饱和浓度为0.1mol·L -1)，发生反应：H 2S(aq)＋Cu 2＋(aq)CuS(s)＋2H ＋(aq)，该反应的化学平衡常数K 为___(保留2位有效数字)。
已知：K a1(H 2S)=1.1×10-7，K a2(H 2S)=1.3×10-13，K sp (CuS)=6.3×10-36。
【答案】393.5kJ·mol －1 2CO ＋O 22CO 2 b 2.84 B 85% 正 平衡常数K=322()()()c CH OH c H c CO ⨯ ≈11.6，再充入0.2molCO 和0.2molCH 3OH ，Qc=322()()()c CH OH c H c CO ⨯=20.950.70.25⨯≈7.76<K,因此平衡向正向移动 2.3×1015 【解析】 【分析】 【详解】（1）i.2Cu 2O(s)＋O 2(g)=4CuO(s) △H =-292.0kJ·mol -1 ii.C(s)＋2CuO(s)=Cu 2O(s)＋CO(g) △H =＋35.5kJ·mol -1根据盖斯定律，i+2ii 得：2C(s)＋O 2(g)=2CO(g) △H =-221.0kJ·mol -1，设为Ⅲ，因为2CO(g) +O 2(g)=2CO 2(g) △H =-2×283.0kJ·mol -1，设为Ⅳ，（Ⅲ+Ⅳ）×12得：C(s)+O 2(g)=CO 2(g) △H =-393.5kJ·mol －1，C(s)的燃烧热为393.5kJ·mol －1。
故答案为：393.5kJ·mol －1； （2）①160℃、用CuO/CeO 2作催化剂时，氧化CO 的化学方程式为2CO ＋O 22CO 2；如图曲线，其中催化剂b 催化性能最好；120℃使用催化剂b 进行氧化，若燃料气中CO 的体积分数为0.71%，气体流速为2000mL·h -1，使用催化剂b 进行氧化时，则1h 后，CO 体积为2000mL·h -1×1h×0.71%×20%=2.84mL 。
故答案为：2CO ＋O 22CO 2；b ；2.84；②CO(g)＋2H 2(g)ƒCH 3OH(g) △H =-90.0kJ·mol -1，反应是体积减小的放热反应，低温高压有利于提高该反应CO 的平衡转化率，故选B 。
T ℃时，将CO 和H 2按一定比例混合后投入容积为2L 的恒容密闭容器中，CO 的起始浓度为1.0mol·L -1，平衡时，测得体系中，n(H 2)=1.4mol ，n(CH 3OH)=1.7mol ，由三段式可得：()()()231112m ? 1.0 2.40m ?0.85 1.70.85m ?0.150.70.85CO g H g CH OH g ol L ol L ol L ---+ƒ起始变化平衡反应达到平衡时CO 的转化率为85%，平衡常数K=322()()()c CH OH c H c CO ⨯ ≈11.6，再充入0.2molCO 和0.2molCH 3OH ，Qc=322()()()c CH OH c H c CO ⨯ =20.950.70.25⨯≈7.76<K,因此平衡向正向移动；故答案为：正；平衡常数K=322()()()c CH OH c H c CO ⨯ ≈11.6，再充入0.2molCO 和0.2molCH 3OH ，Qc=322()()()c CH OH c H c CO ⨯ =20.950.70.25⨯≈7.76<K,因此平衡向正向移动；（3）H 2S(aq)＋Cu 2＋(aq)CuS(s)＋2H ＋(aq)，该反应的化学平衡常数K=()()()222713122222236()()() 1.110 1.310()()() 6.310a a sp K H S K H S c H c H c S c Cu c Cu c S K CuS ++---++--⨯⨯⨯=⨯===⨯ 2.3×1015；故答案为：2.3×1015。
2．以天然气为原料合成氨是现代合成氨工业发展的方向与趋势（一）天然气与氮气为原料，以固态质子交换膜为电解质，在低温常压下通过电解原理制备氨气如图所示：写出在阴极表面发生的电极反应式：_____________。
（二）天然气为原料合成氨技术简易流程如下：一段转化主要发生的反应如下:①CH 4（g ） +H 2O （g ） 垐?噲? CO （g ）+3H 2（g ） ΔH 1 = 206 kJ ·mol ˉ1 ②CO （g ） + H 2O （g ） 垐?噲? CO 2（g ） + H 2（g ） ΔH 2 = -41 kJ ·mol ˉ1二段转化主要发生的反应如下:③2CH 4（g ）+ O 2（g ） 垐?噲? 2CO （g ）+4H 2（g ） ΔH 3 = -71.2 kJ ·mol ˉ1 ④2CO （g ） + O 2（g ） 垐?噲? 2CO 2（g ） ΔH 4 = -282 kJ ·mol ˉ1（1）已知CO 中不含C =O ，H －H 的键能为436 kJ ·mol ˉ1，H －O 的键能为463 kJ ·mol ˉ1，C －H 的键能为414 kJ ·mol ˉ1，试计算C =O 的键能_________。
（2）实验室模拟一段转化过程，在800o C 下，向体积为1L 的恒容密闭反应器中，充入1mol 的CH 4与1mol 的H 2O ，达到平衡时CH 4的转化率为40%，n （H 2）为1.4mol ，请计算反应②的平衡常数_________。
（3）下列说法正确的是_________。
A ．合成氨过程实际选择的温度约为700℃，温度过高或过低都会降低氨气平衡产率B ．上述工业流程中压缩既能提高反应速率又能提高合成氨的产率C ．二段转化释放的热量可为一段转化提供热源，实现能量充分利用D ．二段转化过程中，需严格控制空气的进气量，否则会破坏合成气中的氢氮比 （4）已知催化合成氨中催化剂的活性与催化剂的负载量、催化剂的比表面积和催化反应温度等因素有关，如图所示：①实验表明相同温度下，负载量5%催化剂活性最好，分析负载量9%与负载量1%时，催化剂活性均下降的可能原因是________。
②在上图中用虚线作出负载量为3%的催化剂活性变化曲线_______。
【答案】N 2+6H ++6e - = 2NH 3 799.5kJ ·mol ˉ1 3.5 BCD 负载量1%时，则负载量过低导致催化活性降低，负载量9%负载量虽高但催化剂的比表面积会降低而使催化活性降低【解析】 【分析】 【详解】(一)与外电源负极相连的为电解池阴极，发生还原反应，装置中N 2转化为NH 3，所以阴极表面发生的电极反应：N 2+6H ++6e -=2NH 3，故答案：N 2+6H ++6e - = 2NH 3； (二)(1)根据盖斯定律可知将反应①+②得到：CH 4(g )+2H 2O (g )=CO 2(g )+4H 2(g ) ΔH =165kJ /mol ，ΔH =4E (C -H )+4E (O -H )-2E (C =O )-4E (H -H )=4×414kJ /mol +4×463kJ /mol -2×E (C =O )-4×436kJ /mol =165kJ /mol ，可得E (C =O )=799.5kJ /mol ，故答案为：799.5kJ /mol ；(2)发生的反应为① CH 4(g )+H 2O (g )垐?噲? CO (g )+3H 2(g ) ΔH 1 = 206 kJ ·mol ˉ1()()()()422(mol/L)1100(mol/L)0.40.40.4 1.2(mol/L)0.60.60.41CH g +H O g CO g +3H g .2起始变化平衡ƒ()()()()222(mol/L)0.40.60 1.2(mol/L) 1.4 1.2(mol/L)0.40.6 1.4CO g + H O g CO g +H g x x x xxx---起始变化平衡ƒ解得x =0.2mol /L 。
