1、专题14 化学反应原理综合2019年高考真题12019新课标水煤气变换CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：（1）Shibata曾做过下列实验：使纯H2缓慢地通过处于721 下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_H2（填“大于”或“小于”）。（2）721 时，在密闭容器中将等物质的量的CO
2、(g)和H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H2的物质的量分数为_（填标号）。A0.25B0.25 C0.250.50D0.50E0.50（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用标注。可知水煤气变换的H_0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E正=_eV，写出该步骤的化学方程式_。（4）Shoichi研究了467 、489 时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系（如下图所示），催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的和相等、和相等。计算曲线a的反应在3090 min
3、内的平均速率(a)=_kPamin1。467 时和随时间变化关系的曲线分别是_、_。489 时和随时间变化关系的曲线分别是_、_。22019新课标 环戊二烯（）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：（1）已知：(g) (g)+H2(g)H1=100.3 kJmol 1 H2(g)+ I2(g) 2HI(g)H2=11.0 kJmol 1 对于反应：(g)+ I2(g) (g)+2HI(g) H3=_kJmol 1。（2）某温度下，等物质的量的碘和环戊烯（）在刚性容器内发生反应，起始总压为105Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为_，该反应的平衡常数Kp=
4、_Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有_（填标号）。A通入惰性气体B提高温度C增加环戊烯浓度D增加碘浓度（3）环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是_（填标号）。AT1T2Ba点的反应速率小于c点的反应速率Ca点的正反应速率大于b点的逆反应速率Db点时二聚体的浓度为0.45 molL1（4）环戊二烯可用于制备二茂铁（Fe(C5H5)2，结构简式为），后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠（电解质）和环戊二烯的DMF溶液（DMF为惰性有机
5、溶剂）。该电解池的阳极为_，总反应为_。电解制备需要在无水条件下进行，原因为_。32019新课标 近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：（1）Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl) c(O2)分别等于11、41、71时HCl平衡转化率随温度变化的关系：可知反应平衡常数K（300）_K（400）（填“大于”或“小于”）。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)c(O2)=11的数据计算K（40
6、0）=_（列出计算式）。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)c(O2)过低、过高的不利影响分别是_。（2）Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) H1=83 kJmol-1CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) H2=-20 kJmol-1CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) H3=-121 kJmol-1则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的H=_ kJmol-1。（3）在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是_。（
7、写出2种）（4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：负极区发生的反应有_（写反应方程式）。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气_L（标准状况）。42019江苏 CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。（1）CaO可在较高温度下捕集CO2，在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4H2O热分解可制备CaO，CaC2O4H2O加热升温过程中固体的质量变化见下图。写出400600 范围内分解反应的化学方程式： 。与CaCO3热分解制备的CaO相比，CaC2O4H2O热分解制备的CaO
8、具有更好的CO2捕集性能，其原因是 。（2）电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。写出阴极CO2还原为HCOO的电极反应式： 。电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低，其原因是 。（3）CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应：反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H =41.2 kJmol1反应：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) H =122.5 kJmol1在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。
9、其中：CH3OCH3的选择性=100温度高于300 ，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。220 时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%（图中A点）。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有 。52019北京氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。（1）甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为41，甲烷和水蒸气反应的方程式是_。已知反应器中还存在如下反应：i.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H1ii.CO(g)+H2O(g)CO
10、2(g)+H2(g) H2iii.CH4(g)C(s)+2H2(g) H3iii为积炭反应，利用H1和H2计算H3时，还需要利用_反应的H。反应物投料比采用n（H2O）n（CH4）=41，大于初始反应的化学计量数之比，目的是_（选填字母序号）。a.促进CH4转化 b.促进CO转化为CO2 c.减少积炭生成用CaO可以去除CO2。H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如下图所示。从t1时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率_（填“升高”“降低”或“不变”）。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，结合化学方程式解释原因：_。（2）可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如下。通
11、过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2。制H2时，连接_。产生H2的电极反应式是_。改变开关连接方式，可得O2。结合和中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：_。62019天津 多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。回答下列问题：硅粉与在300时反应生成气体和，放出热量，该反应的热化学方程式为_。的电子式为_。将氢化为有三种方法，对应的反应依次为：（1）氢化过程中所需的高纯度可用惰性电极电解溶液制备，写出产生的电极名称_（填“阳极”或“阴极”），该电极反应方程式为_。（2）已知体系自由能变，时反应自发进行。三个氢化反应的与温度的关系如图1所示，可知：反应能自
12、发进行的最低温度是_；相同温度下，反应比反应的小，主要原因是_。（3）不同温度下反应中转化率如图2所示。下列叙述正确的是_（填序号）。aB点：b：A点点c反应适宜温度：（4）反应的_（用，表示）。温度升高，反应的平衡常数_（填“增大”、“减小”或“不变”）。（5）由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除、和外，还有_（填分子式）。72019浙江4月选考 水是“生命之基质”，是“永远值得探究的物质”。（1）关于反应H2(g)1/2O2(g) H2O(l)，下列说法不正确的是_。A焓变H0，熵变S0B可以把反应设计成原电池，实现能量的转化C一定条件下，若观察不到水的生成，说明该条件下反应不能自发进行
13、D选用合适的催化剂，有可能使反应在常温常压下以较快的速率进行（2）根据H2O的成键特点，画出与图中H2O分子直接相连的所有氢键(OHO)_。将一定量水放入抽空的恒容密闭容器中，测定不同温度(T)下气态、液态水平衡共存H2O(l)H2O(g)时的压强(p)。在图中画出从20开始经过100的p随T变化关系示意图(20时的平衡压强用p1表示)_。（3）水在高温高压状态下呈现许多特殊的性质。当温度、压强分别超过临界温度(374.2)、临界压强(22.1 MPa)时的水称为超临界水。与常温常压的水相比，高温高压液态水的离子积会显著增大。解释其原因_。如果水的离子积Kw从1.01014增大到1.01010
14、，则相应的电离度是原来的_倍。超临界水能够与氧气等氧化剂以任意比例互溶，由此发展了超临界水氧化技术。一定实验条件下，测得乙醇的超临界水氧化结果如图所示，其中x为以碳元素计的物质的量分数，t为反应时间。下列说法合理的是_。A乙醇的超临界水氧化过程中，一氧化碳是中间产物，二氧化碳是最终产物B在550条件下，反应时间大于15 s时，乙醇氧化为二氧化碳已趋于完全C乙醇的超临界水氧化过程中，乙醇的消耗速率或二氧化碳的生成速率都可以用来表示反应的速率，而且两者数值相等D随温度升高，xCO峰值出现的时间提前，且峰值更高，说明乙醇的氧化速率比一氧化碳氧化速率的增长幅度更大（4）以铂阳极和石墨阴极设计电解池，通
15、过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8，再与水反应得到H2O2，其中生成的NH4HSO4可以循环使用。阳极的电极反应式是_。制备H2O2的总反应方程式是_。2019届高考模拟试题8山东省淄博市2019届高三三模回收利用硫和氮的氧化物是保护环境的重要举措。I（1）工业生产可利用CO从燃煤烟气中脱硫。已知S(s)的燃烧热(H)为-mkJ/mol。CO与O2反应的能量变化如图所示，则CO从燃煤烟气中脱硫的热化学方程式为_ (H用含m的代数式表示) 。（2）在模拟回收硫的实验中，向某恒容密闭容器中通入2.8molCO和1molSO2气体，反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所
16、示。与实验a相比，实验c改变的实验条件可能是_。请利用体积分数计算该条件下实验b的平衡常数K=_。（列出计算式即可）（注：某物质的体积分数=该物质的物质的量/气体的总物质的量）（3）双碱法除去SO2的原理为：NaOH溶液Na2SO3溶液。该方法能高效除去SO2并获得石膏。该过程中NaOH溶液的作用是_。25时，将一定量的SO2通入到100mL0.1mol/L的NaOH溶液中，两者完全反应得到含Na2SO3、NaHSO3的混合溶液，溶液恰好呈中性，则溶液中H2SO3的物质的量浓度是_（假设反应前后溶液体积不变；25时，H2SO3的电离常数 K1=1.010-2 K2=5.010-8)。II用NH
17、3消除NO污染的反应原理为：4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l) H= -1807.98kJ/mol 。不同温度条件下，NH3与NO的物质的量之比分别为4:1、3:1、1:3，得到NO脱除率曲线如图所示。（1）曲线a中NH3的起始浓度为410-5mol/L,从A点到B点经过1秒，该时间段内NO的脱除速率为_mg/(Ls)。（2）不论以何种比例混合，温度超过900，NO脱除率骤然下降，除了在高温条件下氮气与氧气发生反应生成NO，可能的原因还有（一条即可）_。9福州市2019届高三毕业班第三次质量检测甲醇是一种可再生能源，具有广阔的开发和应用前景，可用Pt/Al2O3、Pd/C
18、、 Rh/SiO2等作催化剂，采用如下反应来合成甲醇：2H2 (g)+CO(g)CH3OH(g)。（1）下表所列数据是各化学键的键能，该反应的H=_(用含字母的代数式表示)。（2）某科研小组用Pd/C作催化剂，在450时，研究了n(H):n(CO)分别为2:1、3:1时CO转化率的变化情况(如图)，则图中表示n(H2)：n(CO)=3:1的变化曲线为_(填“曲线a或“曲线b”)。（3）某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应，在2L的恒容密闭容器内充入1 mol CO和2molH2，加入合适催化剂后在某温度下开始反应，并用压力计监测容器内压强的变化如下：反应时间/min0510152025压
19、强/MPa12.610.89.58.78.48.4则从反应开始到20min时，CO的平均反应速率为_,该温度下的平衡常数K为_.（4）将CO和H2加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H”“=”或“”）过程II温度转化率图如下，下列说法合理的是_。A甲醇脱氢法制备甲醛过程无副反应发生B温度高于 650催化剂烧结，活性减弱C及时分离产品有利于提高甲醇生成甲醛的转化率（2）甲醛超标会危害人体健康，需对甲醛进行含量检测及污染处理。某甲醛气体传感器的工作原理如图所示，b极的电极反应式为_，当电路中转移410-4 mol电子时，传感器内参加反应的甲醛（HCHO
20、）为_mg。氧化剂可处理甲醛污染，结合以下图像分析春季（水温约15）应急处理甲醛污染的水源应选择的试剂为_。11山东省青岛市2019届高三5月第二次模考二氧化碳减排和再利用技术是促进工业可持续发展和社会环保的重要措施。将工业废气中的二氧化碳转化为甲醇，其原理是：CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g) H=-53.7kJ/mol（1）308K时，向2L密闭容器中通入0.04 mol CO2和0.08 mol H2，测得其压强(p)随时间(t)变化如图1中曲线I所示。反应开始至达平衡时，(H2)=_；该温度下反应的平衡常数为_mol-2L2。若只改变某一条件，其他条件相同时，曲线
21、变化为II，则改变的条件是_。（2）还可以通过以下途径实现CO2向CH3OH的转化：反应I：CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g) H0反应：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) H”、“”或“=”）；T2时CO2转化为CH3OH的平衡常数K=_；目前，许多国家采用CO2代替CO（以煤和天然气为原料）生产CH3OH，其优点是_。（3）用电解法可将CO2转化为多种燃料，原理如图3。铜电极上产生HCOOH的电极反应式为_。12福建省莆田市2019届高三第二次质量检测环戊烯是生产精细化工产品的重要中间体，其制备涉及的反应如下：氢化反应：，副反应：，解聚反应：，回答下列问题：（1）反应的
22、H= _ kJ/mol。（2）一定条件下，将环戊二烯溶于有机溶剂进行氢化反应（不考虑二聚反应），反应过程中保持氢气压力不变，测得环戊烯和环戊烷的产率（以环戊二烯为原料计）随时间变化如图所示：04h氢化反应速率比副反应快的可能原因是_。最佳的反应时间为_h。若需迅速减慢甚至停止反应，可采取的措施有_（写一条即可）。一段时间后，环戊烯产率快速下降的原因可能是_。（3）解聚反应在刚性容器中进行（不考虑氢化反应和副反应）。其他条件不变，有利于提高双环戊二烯平衡转化率的是_（填标号）。A增大双环戊二烯的用量 B使用催化剂 C及时分离产物 D适当提高温度实际生产中常通入水蒸气以降低双环戊二烯的温度（水蒸气
23、不参与反应）。某温度下，通入总压为300 kPa的双环戊二烯和水蒸气，达到平衡后总压为500 kPa，双环戊二烯的转化率为80%，则p(H2O)=_kPa，平衡常数Kp=_kPa (Kp为以分压表示的平衡常数)。13广东省揭阳市2019届高三第二次模拟考试亚硝酸氯（ClNO）是有机合成中的重要试剂。亚硝酸氯可由NO与Cl2在通常条件下反应得到，化学方程式为2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)。（1）氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酸氯，涉及如下反应：4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g）+Cl2(g) K12NO2(g)+NaCl(s)NaN
24、O3(s)+ClNO(g) K22NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K3则K1、K2、K3之间的关系为K3=_。（2）T时，2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)的正反应速率表达式为正=kcn(ClNO)，测得速率和浓度的关系如下表：序号c(ClNO)/molL1/molL1 s10.303.61080.601.441070.903.24107n=_；k=_（注明单位）。（3）在2 L的恒容密闭容器中充入4 mol NO(g)和2molCl2(g)，在不同温度下测得c(ClNO)与时间的关系如图I。温度为T1时，能作为该反应达到平衡的标志的有_。a气体体积保持不变 b容器压强保持不变 c平衡常数K保持不变d气体颜色保持不变 e(ClNO)=(NO) fNO与ClNO的物质的量比值保持不变反应开始到10min时，Cl2的平均反应速率(Cl2)=_。温度为T2时，10 min时反应已经达到平衡，该反应的平衡常数K=_。（4）一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g)，平衡时ClNO的体积分数随的变化如图II，则A、B、C三个状态中，NO的转化率最小的是_点，当时，达到平衡状态时ClNO的体积分数可能是D、E、F三点中的_点。第18页（共18页）