2021-2022学年化学模拟题分项汇编专题14化学反应原理综合（解析版）.pdf

1 / 44专题 14 化学反应原理综合1（ 2021江苏省如皋中学高三三模）含NO 烟气需要处理后才能排放1)湿法氧化法处理含NO 烟气酸性条件下，用NaClO2作氧化剂将NO 氧化为 NO-3，并放出热量该反应的离子方程式为_向NaClO2溶液中加入Fe3，会发生反应：Fe3ClO-2=Fe2ClO2控制其他条件相同，分别以NaClO2溶液和含少量Fe3+的 NaClO2溶液为吸收剂， 测得相同时间内， NO 的氧化率随起始NaClO2溶液浓度的变化如图 1 所示i.NO 的氧化率随起始NaClO2溶液浓度的增大而增大的原因是_ii. 起始 NaClO2溶液浓度相同时，含Fe3+的 NaClO2溶液作为吸收剂，NO 的氧化率更高，原因是_iii. 以 NaClO2溶液为吸收剂，NO 的氧化率随温度的变化情况，如图2 所示温度超过60后， NO 氧化率下降，试解释其原因_2)有氧条件下， NO 在催化剂作用下可被NH3还原为 N2在钒基催化剂(V2O5)作用下的脱硝反应机理如图3 所示，总反应的化学方程式为_按上述图中NH3、NO 和 O2的比例进行催化脱硝反应反应一定的时间，NH3和 NO 的转化率与温度的关系如图 4 所示。

超过200后， NO 转化率急剧下降，而NH3仍维持较高的原因是_答案】 (1)2H2O3ClO-24NO=4NO-33Cl-4H+NaClO2溶液浓度越大， NaClO2氧化 NO 速率越快，NO 氧化率增大Fe3+会与 ClO-2反应生成ClO2，ClO2与 NO 反应更快ClO-2或 ClO2与 NO 反应为放2 / 44热反应，温度过高不利于脱硝平衡正向进行；温度过高，NO 在吸收液中的溶解度降低(2) 4NH34NOO225V O4N26H2O 超过 200后， NH3与 O2生成 NO 【解析】 (1)湿法氧化法处理含NO 烟气酸性条件下，用NaClO2作氧化剂将NO 氧化为 NO-3，根据元素和电荷守恒，该反应的离子方程式为：2H2O3ClO-24NO=4NO-33Cl-4H+；i.NO 的氧化率随起始NaClO2溶液浓度的增大而增大的原因是：NaClO2溶液浓度越大，NaClO2氧化 NO速率越快， NO 氧化率增大；ii. 起始 NaClO2溶液浓度相同时，含Fe3+的 NaClO2溶液作为吸收剂，NO 的氧化率更高，原因是：Fe3+会与ClO-2反应生成ClO2，ClO2与 NO 反应更快；iii. 以 NaClO2溶液为吸收剂，NO 的氧化率随温度的变化情况，如图2 所示。

温度超过60后， NO 氧化率下降，其原因：ClO-2或 ClO2与 NO 反应为放热反应，温度过高不利于脱硝平衡正向进行；温度过高，NO在吸收液中的溶解度降低；(2)有氧条件下， NO 在催化剂作用下可被NH3还原为 N2；在钒基催化剂(V2O5)作用下的脱硝反应机理如图3 所示， 参与反应的为NH3、NO、O2，产物为： N2、H2O，总反应的化学方程式为：4NH34NOO225V O4N26H2O；按上述图中NH3、NO 和 O2的比例进行催化脱硝反应反应一定的时间，NH3和 NO 的转化率与温度的关系如图 4 所示超过200后， NO 转化率急剧下降，而NH3仍维持较高的原因是：超过200后， NH3与O2生成 NO2（ 2021重庆市实验中学高三三模）碳单质及其化合物在生产生活中用途广泛I单质碳经常应用于化学反应中回答以下问题：(1)炭黑可以活化氧分子得到活化氧(O*) ，活化氧可以快速氧化SO2，从而消除雾霾 其活化过程中的能量变化如图所示，则生成活化氧的H_0(填“”、“ ” 或“=”)，活化过程中有水时的活化能降低了_eV3 / 44(2)以焦炭为原料，在高温下与水蒸气反应可制得水煤气，涉及反应如下：aC(s)+H2O(g) ? CO(g)+H2(g) H1bC(s)+2H2O(g) ? CO2(g)+2H2(g) H2=+90.3kJ mol-1cCO(g)+H2O(g) ? CO2(g)+H2(g) H3=-41.0kJmol-1 H1=_kJ mol-1。

对于反应a，测得在不同温度下H2O(g)的转化率如图所示，图中T1、T2、T3的大小关系为 _用物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学反应的平衡常数(Kp)，在 T2、50MPa 时，反应a的平衡常数Kp=_MPa(已知气体分压=气体总压各气体的体积分数，结果保留两位小数)甲醇 (CH3OH)是一种重要的化工原料，合成甲醇的主要反应为：CO(g)+2H2(g) ? CH3OH(g) 原料气的加工过程中常常混有一定量CO2，为了研究不同温度下CO2对该反应的影响，以CO2、CO 和 H2的混合气体为原料在一定条件下进行实验，结果表明，原料气各组分含量不同时，反应生成甲醇和副产物甲烷的碳转化率是不相同的实验数据见表：CO2%CO%H2% (体积分数 ) 03070 42670 82270 201070 4 / 44反应温度 /225 235 250 225 235 250 225 235 250 225 235 250 碳转化率(%) CH3OH 4.9 8.8 11.0 19.0 33.1 56.5 17.7 33.4 55.4 8.0 12.0 22.6 CH40 0 0 0 0 0 0 0 0 2.8 2.8 2.8 (3)在一定条件下，反应温度越高，碳转化率_。

填“ 越高 ” 、“ 越低 ” 、“ 不变 ”)(4)CO2对甲醇合成的影响是_甲醇可以制备二甲醚：2CH3OH(g) ? CH3OCH3(g)+H2O(g)经查阅资料：该反应压强平衡常数的计算式为： lnKp=-2.205+2708.6137T(T 为热力学温度：热力学温度=摄氏度 +273)5)在一定温度范围内，随温度升高，甲醇生成二甲醚的倾向_(填“ 增大 ” 、“ 减小 ” 或 “ 不变 ”)答案】 (1)0.18 (2) +131.3 T3T2T148.04 (3)越高(4)少量 CO2有利于提高生成甲醇的碳转化率，CO2含量过高生成甲烷的碳转化率又降低(5)减小【分析】根据图象， 没有水加入氧分子活化反应的活化能为0.75eV，有水加入氧分子活化的反应的活化能为0.57eV，据此分析解答； 根据盖斯定律分析解答反应a 的H1，结合三段式分析计算；根据 lnKp=-2.205+2708.6137T随温度的变化分析判断解析】 (1)依据图示，生成物总能量低于反应物总能量，反应为放热反应，所以H0；依据图示，有水时活化能为0.57eV，没有水时为0.75eV，所以活化过程中有水时的活化能降低了0.18 eV，故答案为：；0.18；(2)a C(s)+H2O(g) ? CO(g)+H2(g) H1， b C(s)+2H2O(g) ? CO2(g)+2H2(g) H2=+90.3kJ mol-1， c CO(g)+H2O(g) ? CO2(g)+H2(g) H3=-41.0kJmol-1，根据盖斯定律，反应a=反应 b-反应 c，则 H1= H2- H3=+90.3kJ mol-1+41.0kJ mol-1=+131.3kJ mol-1，故答案为：+131.3；aC(s)+H2O(g) ? CO(g)+H2(g) H1=+131.3kJ mol-1，为吸热反应， 温度越高H2O(g)的平衡转化率越高，且温度越高反应速率越快，达到平衡所需要的时间越短，因此T3T2T1；由题图可知温度为T2时， H2O(g)的平衡转化率为70%，设起始时H2O(g)的物质的量为xmol ，22C s +H O gCO g +Hg(mol)x00(mol)0.7x0.7x0.7x(mol)0.3x0.7x0.7x起始反应平衡5 / 44平衡时气体的总物质的量为1.7xmol ，此时 H2O(g)、CO、H2的物质的量分数分别为317，717，717，Kp=77()()171750MPa50MP317a50MPa=48.04 MPa，故答案为： T3T2T1；48.04；(3)由表格中原料气各组分含量不同时反应生成甲醇的碳转化率的数据可知：反应温度越高，生成甲醇的碳转化率越高，故答案为：越高。

4)二氧化碳的体积分数为4%时生成甲醇的碳转化率最高，二氧化碳的体积分数为20%生成甲醇的碳转化率较低，不含二氧化碳时生成甲醇的碳转化率最低，因此原料气含少量CO2有利于提高生成甲醇的碳转化率，CO2含量过高生成甲烷的碳转化率又降低，故答案为： 少量 CO2有利于提高生成甲醇的碳转化率，CO2含量过高生成甲烷的碳转化率又降低；(5)根据 lnKp=-2.205+2708.6137T可知， 随温度升高， Kp减小， 平衡逆向移动， 甲醇生成二甲醚的倾向减小，故答案为：减小3（2021 江苏高三模拟）自然界中锰是含量较高的元素，分布在海洋深处与地壳中，它有多种化合价，如KMnO4()、K2MnO4()、MnO2()等具有氧化性，MnSO4()等具有还原性1)工业上常用锰酸钾溶液电解制备高锰酸钾，写出离子方程式_2)某兴趣小组用KMnO4滴定法测定补铁剂乳酸亚铁CH3CH(OH)COO2Fe中 Fe2+含量进而计算产品中乳酸亚铁的质量分数结果测得产品的质量分数总是大于100%，其原因可能是_在滴定的时候发现，一开始反应很慢，一段时间后，反应速率迅速加快，产生该现象的原因可能是_；验证的实验方法是_。

3)地下水中往往铁锰元素含量超标，常以Fe2+、Mn2+形式存在，可用ClO2水溶液去除铁、锰元素随ClO2浓度、 pH 的增加，铁锰去除率或浓度变化曲线如图：6 / 44已知： 1.碱性越大， Mn2+越易被氧化为MnO2，MnO2水合物可吸附Mn2+2.ClO2易溶于水，不与水反应，消毒中常用作杀菌剂并转化为Cl-，碱性会歧化为ClO2和 ClO3ClO2投加 1.2mg 前后，去除铁锰情况如图的原因是_pH6 8 锰去除率增大，其原因是_答案】 (1)2MnO24+2H2O通电2MnO4+2OH-+H2 (2)KMnO4具有强氧化性，可将Fe2+和乳酸根离子中的羟基一同氧化反应生成的Mn2+具有催化作用分别在 2 支试管中加入等浓度等体积的酸性高锰酸钾溶液，在一支试管中加入几滴硫酸锰溶液，然后同时向2 支试管中加入等量乳酸亚铁溶液，若加入硫酸锰溶液的试管中紫色先褪去，则Mn2+具有催化作用(3) ClO2投加 1.2mg 前， Mn2+的还原性弱于Fe2+，Fe2+的去除率大于Mn2+；ClO2投加 1.2mg 后， Mn2+与氧化剂反应限度低，Fe2+的去除率大于Mn2+pH68 时， pH 增大， Mn2+还原性增强，反应速率加快，pH 增大，c(H+)降低，5Mn2+2ClO2+6H2O5MnO2+2Cl-+12H+平衡正移，且MnO2能够吸附Mn2+，去除率增高【解析】 (1)根据题意，电解锰酸钾溶液制备高锰酸钾，则阳极锰酸根失电子转化为高锰酸根，阴极水电离的氢离子得电子转化为氢气，反应的离子方程式为2MnO24+2H2O通电2MnO4+2OH-+H2 ；(2)高锰酸钾具有强氧化性，除了能够将亚铁离子氧化之后，乳酸跟离子中含有羟基也会被氧化，因此消耗的高锰酸钾溶液体积偏大，测定结果偏高；开始时溶液中没有锰离子，随着反应的进行，高锰酸根被还原为锰离子，因此原因可能是一开始反应很慢，反应一段时间后溶液中生成Mn2+，Mn2+作为催化剂，加快了反应速率；验证的实验方法是分别在2 支试管中加入等浓度等体积的酸性高锰酸钾溶液，在一支试管中加入几滴硫酸锰溶液，然后同时向2 支试管中加入等量乳酸亚铁溶液，若加入硫酸锰溶液的试管中紫色先褪去，则Mn2+具有催化作用；7 / 44(3)ClO2投加 1.2mg 前，Mn2+的还原性弱于Fe2+，Fe2+的去除率大于Mn2+；ClO2投加 1.2mg 后，。