2023届高考化学二轮复习《化学反应原理》大题专练02(解析版)

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(1)已知反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) v正=k正·c2（NO）·c2（CO），v逆=k逆·c（N2）·c2（CO2）（k正、k逆为速率常数，只与温度有关）。一定条件下进行该反应，测得CO的平衡转化率与温度、起始投料比m=的关系如图1所示。
①达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数________（填“>”“c(OH-)，反应的离子方程式为：NH4++H2ONH3•H2O+H+；向其中加入氨水，使c(NH3•H2O)增大，抑制了铵根离子水解，水解平衡逆向进行，水的电离平衡逆向移动；将m ml NH4NO3溶于水，向该溶液滴加n L氨水后溶液呈中性，则根据电荷守恒计算可知，溶液中氢氧根离子浓度c(OH-)=10-7 ml/L，NH3•H2O的电离平衡常数取Kb=2×10-5 ml/L，设混合后溶液体积为1 L，c(NH4+)=c(NO3-)=m ml/L；根据一水合氨电离平衡得到：NH3•H2ONH4++OH-，平衡常数K==2×10-5 ml/L，解得c(NH3•H2O)= ml/L；
(6)该原电池中，负极上失电子被氧化，发生氧化反应，所以负极上投放的气体是SO2，SO2失电子和水反应生成SO42-和H+，正极上投放的气体是O2，正极上O2得电子和H+反应生成水，根据硫酸和水的出口方向知，B极是负极，A极是正极，所以B极上的电极反应式为：SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+，原电池放电时，溶液中的H+由负极B移向正极A，所以其电池反应式为：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4。
9．硒(Se)及其氢化物H2Se是在新型光伏太阳能电池、半导体材料和金属硒化物方面有重要应用。
(1)已知：①2H2Se(g)+O2(g) 2Se(s)+2H2O(l) ΔH1=m kJ·ml−1
②2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH2=n kJ·ml−1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=p kJ·ml−1
反应H2(g)+Se(s) H2Se(g)的反应热ΔH=______kJ·ml−1(用含m、n、p的代数式表示)。
(2)T℃时，向一恒容密闭容器中加入3ml H2和lml Se，发生反应H2(g)+Se(s) H2Se(g)。
①该反应的平衡常数的表达式K＝___________。
②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_________________________________。
③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=1.3×10−4，K2=5.0×10−11，则NaHSe溶液的离子浓度由大到小的顺序为____________________，H2Se在一定条件下可以制备CuSe，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，已知该条件下CuSe的Ksp=7.9×10−49，CuS的Ksp=1.3×10−36）。
(4)用电化学方法制备H2Se的实验装置如下图所示：
石墨电极是__________（填正极或负极），该电极附近溶液的PH__________（填变大、不变或变小），写出Pt电极上发生反应的电极反应式：_________________________________。
答案：(1)p−(n+m) (2)①c(H2Se)/c(H2)
②将分离出的H2重新通入容器中，平衡正向移动，Se的转化率提高 ③550℃，0.3MPa
(3)c(Na+)>c(HSe−)>c(OH−)>c(H+)>c(Se2−) 1.6×1012
(4)正极 变大 CO-2e−+H2O=CO2+2H+
解析：(1)③-（②+①）/2即可得：H2(g)+Se(s) H2Se(g)，所以反应H2(g)+Se(s) H2Se(g)的反应热ΔH=p−(n+m)kJ·ml−1；
(2)①化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度幂之积和反应物浓度幂之积的比值，因为Se是固体，故该反应的平衡常数表达式为c(H2Se)/c(H2)；②将分离出的H2重新通入容器中，反应物浓度升高，平衡会朝着正向移动，硒的转化率提高；③由图可知，温度550℃、压强0.3MPa时产率最高；
(3)NaHSe中存在电离平衡HSe−H++Se2−和水解平衡：HSe−+H2OH2Se+OH−，其电离平衡常数K2=5.0×10−11，水解平衡常数为=7.69×10−11，所以水解大于电离，溶液呈碱性；故NaHSe溶液的离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(HSe−)>c(OH−)>c(H+)>c(Se2−)；反应CuS(s)+Se2−(aq) CuSe(s)
+S2−(aq)的化学平衡常数K====≈1.6×1012，
(4)电化学制备的产物是H2Se，由此可知，石墨上Se发生了还原反应，电极反应式为Se+2H+-2e−=H2Se，通入CO的电极为原电池的负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为CO-2e−+H2O=CO2+2H+，故石墨为正极，消耗了氢离子，pH增大；Pt电极上发生反应的电极反应式CO-2e−+H2O=CO2+2H+。
10．H2、CO是制备甲醇与合成氨的重要原料气；NH3可用于生产硝酸和尿素。
(1)用氨气生产硝酸：
NH3催化氧化是工业制硝酸的第一步反应：4NH3(g)＋5O2(g)eq \(========,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) 4NO(g)＋6H2O(g)
除此之外，相同条件下还可能发生以下副反应：
4NH3(g)＋4O2(g)===2N2O(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1 105 kJ·ml－1
4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1 269 kJ·ml－1
两个副反应在理论上趋势均很大，但实际生产中影响并不大，原因是___________________
_______________________________________________________________。
(2)生产尿素：
①尿素的合成分两步进行；
a．2NH3(g)＋CO2(g)NH2COONH4(l) ΔH＝－117 kJ·ml－1
b．NH2COONH4(l) CO(NH2)2(l)＋H2O(l) ΔH＝＋15 kJ·ml－1
则总反应2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(l)＋H2O(l)的ΔH＝________。
②如图为n(NH3)∶n(CO2)＝4∶1时，温度对CO2的转化率的影响。解释温度升高CO2的平衡转化率增大的原因：___________________________________
(3)已知制备甲醇的有关化学反应如下：
CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)
①甲醇还可以与乙酸反应制香料，反应方程式为CH3OH(l)＋CH3COOH(l) CH3COOCH3(l)＋H2O(l)，制香料反应的平衡常数K的表达式为____________________________________。
②850 ℃时，反应CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)的平衡常数K＝160，在密闭容器中进行该反应，开始时只加入CO2、H2，反应10 min后测得各组分的浓度如下表。比较正、逆反应的速率的大小：v(正)________v(逆)(填“>”“ (4)①3×10－3 ml·L－1·min－1 80% ②a
解析：(1)可以从催化剂的选择性和温度影响考虑。
(2)①根据盖斯定律a＋b可知ΔH＝－102 kJ·ml－1。
②可以考虑温度对b反应的影响考虑原因。
(3)②Qc＝eq \f(0.4×0.4,0.2×0.23)＝100v逆。
(4)① 2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)
n(起始)/ml 0.1 0.3 0 0
Δn(转化)/ml x x eq \f(x,2) x
n(平衡)/ml 0.1－x 0.3－x eq \f(x,2) x
eq \f(0.1－x＋0.3－x＋\f(x,2)＋x,0.1＋0.3)＝0.925，x＝0.06，v(N2)＝eq \f(0.06×\f(1,2) ml,2 L×5 min)＝3×10－3 ml·L－1·min－1
平衡时，eq \f(0.1－x＋0.3－x＋\f(x,2)＋x,0.1＋0.3)＝0.9，x＝0.08，α(平)＝eq \f(0.08,0.1)×100%＝80%。
②原平衡：n(平)＝0.36 ml，再充入0.06 ml CO2，eq \f(p,p0)＝eq \f(0.36＋0.06,0.4)＝1.05。
实验编号
1
2
3
4
c(HI) /ml﹒L-1
0.100
0.200
0.300
0.100
0.100
c(H2O2)/ml﹒L-1
0.100
0.100
0.100
0.200
0.300
v//ml﹒L-1﹒s-1
0.007 60
0.015 3
0.022 7
0.015 1
0.022 8
温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
物质
H2
CO2
CH3OH
H2O
浓度/(ml·L－1)
0.2
0.2
0.4
0.4