2024-2024年人教版高三综合训练 化学反应原理(选修4)（每周更新)
2024-2024学年人教版高三综合训练 化学反应原理(选修4)
（每周更新)
1．氮有不同价态的氧化物，如NO、N2O3、NO2等，它们在一定条件下可以相互转化。
（1）某温度下，在一体积可变的密闭容器中充入1molN2O3，发生反应N2O3?NO2（g）+NO（g），达到平衡后，于t1时刻改变某一条件后，速率与时间的变化图象如图1所示，有关说法 正确的是____
可对该反应起催化作用．为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
（1）常温下，探究不同的初始pH和草酸溶液浓度对反应速率的影响，设计如下实验，则A=____，C=____，E=_____．
（2）该反应的离子方程式______________________________________．
（3）若t1＜t2，则根据实验①和②得到的结论是_____________________________．
（4）小组同学发现每组实验反应速率随时间的变化总是如图，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：①__________________；②__________________________．
A．t1时刻改变的条件是增大N2O3的浓度，同时减小NO2或NO的浓度 B．t1时刻改变条件后，平衡向正反应方向移动，N2O3的转化率增大 C．在t2时刻达到新的平衡后，NO2的百分含量不变
D．若t1时刻将容器的体积缩小至原容积的一半，则速率～时间图象与上图相同
（2）在1000K下，在某恒容容器中发生下列反应：2NO2（g）?2NO（g）+O2（g），将一定量的NO2放入恒容密闭容器中，测得其平衡转化率α（NO2）随温度变化如图所示。
图2中a点对应温度下。已知NO2的起始压强P0为120kPa，列式计算该温度下反应的平衡常数Kp=______（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。
（3）对于反应N2O4（g）?2NO2（g），在一定条件下N2O4与NO2的消耗速率与自身压强间存在关系：v（N2O4）=k1?p（N2O4），v（NO2）=k2?p2（NO2）．其中，k1、k2是与反应及温度有关的常数。相应的速率﹣压强关系如图所示：一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp间的关系是k1=_____；在图3标出点中，指出能表示反应达到平衡状态的两个点_____，理由是____________________________。 C 81kPa 【答案】
（5）化学小组用滴定法测定KMnO4溶液物质的量浓度：取ag草酸晶体（H2C2O4?2H2O，摩尔质量126g/mol）溶于水配成250mL溶液，取25.00mL溶液置于锥形瓶中，加入适量稀H2SO4酸化，再用KMnO4溶液滴定至终点，重复滴定三次，平均消耗KMnO4溶液VmL．滴定到达终点的现象是：______________________________；实验中所需的定量仪器有__________________（填仪器名称）．该KMnO4溶液的物质的量浓度为____mol/L．
﹣
【答案】2 50 10 5H2C2O4+2MnO4+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O 其他条件相同时，溶
液的初始pH越小，该反应的反应速率越快 该反应放热 产物Mn2+是反应的催化剂 加入最后一滴KMnO4溶液，溶液变为红色，且30s内红色不褪去 托盘天平、250mL容量瓶、（酸式）
1K2?Kp B、D N2O4与NO2的消耗速率满足条件v=2v （NO2）（N2O4）20a 滴定管 263V2．已知用硫酸酸化的草酸（H2C2O4）溶液能与KMnO4溶液反应．某化学小组研究发现，少量MnSO4
3 I.甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇直接脱氢是工业上合成甲醛的新方法，制备过程
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涉及的主要反应如下：
反应I：CH3OH(g) �HCHO(g)+H2(g) △H1
反应II：CH3OH(g)+1/2O2(g) �HCHO(g)+H2O(g) △H2= —156.6kJ/mol 反应III：2H2(g)+O2(g) �2H2O(g) △H3= —483.6kJ/mol （1）计算反应I的反应热△H1=_____________。
（2）750K下，在恒容密闭容器中，发生反应CH3OH(g) �HCHO(g)+H2(g），若起始压强为P0，达到平衡转化率为α，则平衡时的总压强P平=___________(用含P0和α的式子表示)；当P0=101kPa，测得α=50.0%，计算反应平衡常数Kp=___________kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，忽略其它反应)。
II. CO2既是温室气体，也是重要的化工原料，以CO2为原料可合成多种有机物。
（3）二氧化碳与氢气在催化剂作用下可制取低碳烯烃。在一恒容密闭容器中分别投入1mol CO2、3 mol H2，发生反应：2CO2(g)+6H2(g) �C2H4(g)+4H2O(g) △H；在不同温度下，用传感技术测出平衡时H2 的物质的量变化关系如图所示。
（5）以 TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见图2。乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是______________________。
【答案】+85.2kJ·mol－1 p0（1+a） 50.5kPa 减小 < < v(Ⅱ）＞v(Ⅲ）＞v(Ⅰ） 300℃～400℃
4．低碳经济成为人们一种新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。请你结合下列有关图示和所学知识回答：
（1）用CO2催化加氢可以制取乙烯：CO2(g)+3H2(g)
C2H4(g)+2H2O(g)。若该反应体系的能量随
Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为______________（填序号）。
反应过程变化关系如图所示，则该反应的ΔH=___(用含a、b的式子表示)。又知：相关化学键的键
mol-1，则表中的x=___。 能如下表所示，实验测得上述反应的ΔH=-152kJ·
①其他条件不变，起始时若按1molCO2、2 molH2进行投料，则CO2的转化率将________(填“增大”“ 减小”或“不变”)。
②△H______ (填“>” “<” 或“不能确定” )0。
③若测试中体系内无氧气产生，试结合图示推断热稳定性：C2H4_________(填“>” “<”或“不能 确定”)H2O。
（4）利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时，在不同催化剂（I、Ⅱ，Ⅲ）作用下，CH4产量随光照时间的变化见图1。在15小时内，CH4的平均生成速率I、
键能/kJ·mol-1 803 436 x 414 464 化学键 C=O H—H C=C C—H H—O （2）键能是将1mol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B所需的能量。已知下列化学键的键能如下表：
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2024-2024年人教版高三综合训练 化学反应原理(选修4)（每周更新) 化学键 N≡N 946 OO 497 N—N 193 N—H 391 O—H 463 写出1mol气态肼(H2N—NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式：___。 （3）二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。 ①科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图所示。
(2)T1温度时，向1 L的恒容反应器中充入2 molCH4 ,仅发生上述反应，反应过程中 0~15 min CH4
的物质的量随时间变化如图1所示，测得10-15 min时H2的浓度为1.6 mol/L。 ①0~ 10 min内CH4表示的反应速率为____mol/(L?min) o
n(FeO)=6，则FexOy的化学式为___。“热分解系统”中每分解若“重整系统”发生的反应中
n(CO2)1molFexOy，转移电子的物质的量为___。
②工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7kJ·mol-1，CH3OCH3(g)+H2O(g)=2CH3OH(g) ΔH2=+23.4kJ·mol-1，则2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH3=___kJ·mol-1。
②若图中曲线a、曲线b分别表示在温度T1时，使用质量相同但表面积不同的催化剂时，达到平衡过程中n (CH4)变化曲线，其中表示催化剂表面积较大的曲线是 ________ (填\或 “b”)。 ③15 min时,若改变外界反应条件,导致n( CH4)发生图中所示变化，则改变的条件可能是_____(任答一条即可)。
(3)实验测得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4).c2(H2) 其中K正、K逆为速率常数仅与温度有关，T1温度时k正与K逆的比值为______ (填数值)。若将温度由T1升高到T2,则反应速率增大的倍数V正 ____V
逆
mol-1 764 N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-544kJ·mol-1 Fe3O4 【答案】-(b-a)kJ·2mol -130.8
5．中科院一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷在催化作用下脱氢,在气相中经自由基偶联反应生成乙烯，其反应如下： 2CH4(g) 化学键 E(kJ / mol) H—H a C2H4(g) +2H2(g) ΔH>0 C—H b C = C c C—C d (填“>”“＝”或“<”)，判断的理由是__________
(4)科研人员设计了甲烷燃料电池并用于电解。如图2所示，电解质是掺杂了 Y2O3与 ZrO2的固体，可在高温下传导O2-
①C极的Pt为_______ 极(选填“阳”或“阴” )。
②该电池工作时负极反应方程式为_____________________ 。
③用该电池电解饱和食盐水，一段时间后收集到标况下气体总体积为112 mL,则阴极区所得溶液c(OH—)=_______ (假设电解前后溶液的体积均为500 mL)。
【答案】+ (4b-c-2a) kJ?moL-1 0.16 b 升高温度 或减小压强或减小某一生成物浓度 12.8 ＞ 该反应ΔH＞0，温度升高，平衡向正反应方向移动，即V正 > V逆，也就是k正增大L－1 的倍数大于k逆 阳 CH4－8e－+4O2－=CO2+2H2O 0.01mol·6．已知2A(g)＋B(g)
2C(g) ΔH＝－a kJ·mol－1(a>0)，在一个有催化剂的固定容积的容器中
(1)已知相关化学键的键能如上表，甲烷制备乙烯反应的ΔH=___________ (用含a.b.c.d的代数式表示)。
C的浓度为ω mol·L－1，加入2 mol A和1 mol B，在500 ℃时充分反应达平衡后，放出的热量为b kJ。
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(1)已知：A(g)＋X(g)
2B(g) ΔH＝－133.2 kJ·mol－1；5A(g)＋X(g)
4C(g) ΔH＝－
650.4 kJ·mol－1。则a＝________。
(2)不同温度下该反应的平衡常数如表所示。 由此可推知，表中T1________T2(填“>”“＝”或“<”)。 T/K K
若在原来的容器中，只加入2 mol C，500 ℃时充分反应达平衡后，吸收热量为c kJ，C的浓度_________ω mol·L－1(填“>”“＝”或“<”)，a、b、c之间的关系为________。
(3)在相同条件下要想得到2a kJ热量，加入各物质的物质的量可能是________(填序号)。 A．4 mol A和2 mol B
B．4 mol A、2 mol B和2 mol C C．4 mol A和4 mol B D．6 mol A和4 mol B
(4)若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同)，起始时加入2 mol A和1 mol B，500 ℃时充分反应达平衡后，放出的热量为d kJ，则d________b(填“>”“＝”或“<”)。
(5)在一定温度下，向一个容积可变的容器中，通入3 mol A和2 mol B及固体催化剂，充分反应，平衡时容器内气体物质的量为起始时的90%。保持同一反应温度，在相同容器中，将起始物质的量改为4 mol A、3 mol B和2 mol C，则平衡时A的百分含量________(填“增大”“减小”或“不变”) 【答案】258.6 < ＝ a＝b＋c D > 不变
T1 1.00×107 T2 2.45×105 T3 1.88×103 4 / 4
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