高考化学专题复习分类练习化学反应原理综合考查综合解答题含答案一.docx

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1、高考化学专题复习分类练习化学反应原理综合考查综合解答题含答案(1)一、化学反应原理综合考查1．CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。回答下列问题：（1）CH4超干重整CO2的催化转化如图所示：①已知相关反应的能量变化如图所示：过程Ⅰ的热化学方程式为________。②关于上述过程Ⅱ的说法不正确的是________（填序号）。a．实现了含碳物质与含氢物质的分离b．可表示为CO2＋H2＝H2O（g）＋COc．CO未参与反应d．Fe3O4、CaO为催化剂，降低了反应的H③其他条件不变，在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下，反应CH4（g）＋CO2（g）＝2CO（g）＋2H2

2、（g）进行相同时间后，CH4的转化率随反应温度的变化如图所示。a点所代表的状态________（填“是”或“不是”）平衡状态；b点CH4的转化率高于c点，原因是________。（2）在一刚性密闭容器中，CH4和CO2的分压分别为20kPa、25kPa，加入Ni／α－Al2O3催化剂并加热至1123K使其发生反应CH4（g）＋CO2（g）＝2CO（g）＋2H2（g）。①研究表明CO的生成速率υ（CO）＝1.3×10－2－1－1·p（CH）·p（CO）mol·g·s，某422________kPa，υ（CO）＝________－1－时刻测得p（CO）＝20k

3、Pa，则p（CO）＝mol·g·s1。②达到平衡后测得体系压强是起始时的1.8倍，则该反应的平衡常数的计算式为Kp＝________（kPa）2。（用各物质的分压代替物质的量浓度计算）（3）CH4超干重整CO2得到的CO经偶联反应可制得草酸（H2C2O4）。常温下，向某浓度的草酸溶液中加入一定浓度的NaOH溶液，所得溶液中cH2C2O4=cC2O24-，则此时溶液的pH＝________。（已知常温下H2C2O4的Ka1＝6×10－2，Ka2＝6×10－5，lg6＝0.8）【答案】CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)H=247.4kJ-1·cdmol不是b和

4、c都未达平衡，b点温度高，反应速率快，相同时间内转化率高151.9536236222.77【解析】【分析】由能量－反应进程曲线得热化学方程式，应用盖斯定律可得过程I的热化学方程式。过程II中进入循环的物质是最初反应物，出循环的物质是最终生成物，可得总反应方程式。恒温恒容时组分气体的分压与其物质的量成正比，故用分压代替物质的量进行计算。草酸溶液与NaOH溶液混合后，其两步电离平衡仍然存在，据电离常数表达式可求特定条件下溶液的pH。【详解】(1)①据CH4超干重整CO2的催化转化图，过程I的化学反应为CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H(g)。由能量－反应进程曲线得热化

5、学方程式：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH＝+206.2kJmol·-1（i）CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)＝ΔH－165kJmol·-1（ii）-1(i)×2+(ii)得过程I的热化学方程式：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)H=247.4kJ·mol②过程Ⅱ物质变化为：左上（CO、H2、CO2）+右下（惰性气体）→左下（H2O）+右上（CO、惰性气体），总反应为H2+CO2=H2O+CO。Fe3O4、CaO为总反应的催化剂，能降低反应的活化能，但不能改变反应的ΔH。故ab正确，cd错误。③通常，催

6、化剂能加快反应速率，缩短反应到达平衡的时间。但催化剂不能使平衡发生移动，即不能改变平衡转化率。若图中a点为化学平衡，则保持温度不变（800℃），将催化剂II换成I或III，CH4转化率应不变，故a点不是化学平衡。同理，图中b、c两点都未达到化学平衡。据题意，b、c两点只有温度不同，b点温度较高，反应速率快，相同时间内CH4转化率高。(2)①据气态方程PV＝nRT，恒温恒容时某组分气体的分压与其物质的量成正比。则反应中分压为1123K恒容时，CH4（g）＋CO2（g）＝2CO（g）＋2H2（g）起始分压/kPa：202500改变分压/kPa：10102020某时分压/kPa：1

7、0152020即某时刻p(CO24－2－1－142＝)＝15kPa，p(CH)＝10kPa。代入υ(CO)＝1.3×10·p(CH)·p(CO)mol·g·s－－1。1.95molg·1·s②设达到平衡时CH4的改变分压为xkPa，1123K恒容时，CH4（g）＋CO2（g）＝2CO（g）＋2H2（g）起始分压/kPa：202500改变分压/kPa：xx2x2x平衡分压/kPa：20－x25－x2x2x据题意，有(20－x)(25－x)2x2x＝1.8，解得x＝18。CH4222025(g)、CO(g)