2020-2021备战高考化学化学反应原理综合考查的综合复习附详细答案.docx

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1、2020-2021备战高考化学化学反应原理综合考查的综合复习附详细答案一、化学反应原理综合考查1．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1∶1、4∶1、7∶1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(

2、HCl)∶c(O2)=1∶1的数据计算K（400℃）=____________（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：2121-1CuCl(s)=CuCl(s)+Cl(g)H=83kJmol·212122-1CuCl(s)+O(g)=CuO(s)+2Cl(g)H=-20kJmol·223-1CuO(s)+2HCl(g)=CuCl(s)+HO(g)H=-121kJmol·则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g

3、)+2H2O(g)的H=_________kJmol·-1。（3）在一定温度的条件下，进一步提高HCI的转化率的方法是______________。（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1mol电子，需消耗氧气__________L（标准状况）(0.42)2(0.42)2【答案】大于(10.84)4(1O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低﹣1160.21)c0增加反应体系压强

4、、及时除去产物Fe3+-2+，4Fe2+2+3+2+e=Fe+O+4H=4Fe+2HO5.6【解析】【详解】（1）根据反应方程式知，HCl平衡转化率越大，平衡常数K越大，结合图像知升高温度平衡转化率降低，说明升高温度平衡向逆反应方向进行，则K(300℃)>K(400℃)；由图像知，400℃时，HCl平衡转化率为84%，用三段式法对数据进行处理得：4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)起始（浓度）c0c000变化（浓度）0.84c00000.0.21c0.42c42c平衡（浓度）(1-0.84)c0(1-0.21)c00.42c00.42c0K(0.42)2(0.42)2

5、则=(10.84)4(10.21)c；根据题干信息知，进料浓度比过低，氧气大量剩余，导致分0离产物氯气和氧气的能耗较高；进料浓度比过高，HCl不能充分反应，导致HCl转化率较低；（2）根据盖斯定律知，（反应I+反应II+反应III）×2得4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)?H=（?H1+?H2+?H3）×2=-116kJ·mol-1；（3）若想提高HCl的转化率，应该促使平衡正向移动，该反应为气体体积减小的反应，根据勒夏特列原理，可以增大压强，使平衡正向移动；也可以及时除去产物，减小产物浓度，使平衡正向移动；（4）电解过程中，负极区即阴极上发生的是得电子反应，元素化

6、合价降低，属于还原反应，则图中左侧为负极反应，根据图示信息知电极反应为：Fe3+－＝Fe2++++e和4Fe2+O2+4H＝3+2H4Fe+2O；电路中转移1mol电子，根据电子得失守恒可知需消耗氧气的物质的量是1mol÷4＝0.25mol，在标准状况下的体积为0.25mol×22.4L/mol＝5.6L。2．1799年，英国化学家汉弗莱·戴维发现了NO气体。在食品行业中，NO可用作发泡剂22和密封剂。(l)N是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，NH与O在加热和催化剂的作用下生成NO的2322化学方程式为________。(2)N2O在金粉表面发生热分解反应：2N2O(g)=2N2(g)

7、+O2(g)△H。已知：2NH3(g)+3N2O(g)=4N2(g)+3H2O(l)△H1=-1010KJ/mol4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)△H2=-1531KJ/mol△H=__________。(3)N2O和CO是环境污染性气体，研究表明，CO与N2O在Fe+作用下发生反应：垐?N2O(g)+CO(g)噲?CO2(g)十N2(g)的能量变化及反应历程如下图所示，两步反应分别为：反+垐?应①Fe+N2O噲?FeO+N2；