2024年高考化学二轮复习回归基础训练专题18化学反应原理综合（含解析）

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2024年高考化学二轮复习回归基础专题18化学反应原理综合训练
一、单选题，共11小题
1．（2023·江苏南通·二模）在催化剂作用下，以、为原料合成，其主要反应有：
反应1 kJ·mol
反应2 kJ·mol
将体积比为1∶1的、混合气体按一定流速通过催化反应管，测得、的转化率随温度变化的关系如图所示。
已知的选择性
下列说法正确的是
A．图中曲线①表示转化率随温度的变化
B．720~800℃范围内，随温度的升高，出口处及的量均增大
C．720~800℃范围内，随温度的升高，的选择性不断增大
D．其他条件不变，加入或选用高效催化剂，均能提高平衡时产率
2．（22-23高二下·山西临汾·开学考试）工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH3)：，在容积固定的密闭容器中，投入等物质的量CH3OH和CO，测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图实线所示(图中虚线表示相同条件下CO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法不合理的是
A．适当增大压强可增大甲醇的平衡转化率
B．c点反应速率
C．反应速率，平衡常数
D．生产时反应温度控制在80~85℃为宜
3．（22-23高二上·山西太原·期中）对于 ，且压强。下列图像中曲线变化错误的是
A． B．
C． D．
4．（22-23高三上·山东烟台·期中）某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应，达到平衡后，在不同的时间段内反应物的浓度随时间的变化如甲图所示，正逆反应速率随时间的变化如乙图所示。下列说法错误的是
A．前20minB的平均反应速率为
B．30~40min间该反应使用了催化剂
C．化学方程式中的，正反应为放热反应
D．30min、40min时分别改变的条件是减小压强、升高温度
5．（2023·江苏盐城·三模）焦炉煤气(主要成分：CH4、CO2、H2、CO)在炭催化下，使CH4与CO2重整生成H2和CO。其主要反应为
反应I：
反应II：
反应III：
反应IV：
在1×105Pa、将焦炉煤气以一定流速通过装有炭催化剂的反应管，CH4、CO、H2的相对体积和CO2的转化率随温度变化的曲线如图所示。

相对体积、
相对体积
下列说法不正确的是
A．温度低于900℃，反应I基本不发生
B．850℃～900℃时，主要发生反应Ⅳ
C．增大焦炉煤气流速一定能提高CO的相对体积
D．工业生产上需要研发低温下CH4转化率高的催化剂
6．（2024高三·全国·专题练习）1.25℃时，用氢氧化钠溶液调节醋酸溶液的，实验测得溶液中、的分布系数与的关系如图所示，其中，下列说法错误的是
A．25℃，的电离常数
B．曲线2代表
C．溶液中始终存在
D．
7．（2024高三·全国·专题练习）2. 常温下，向溶液中逐滴加入等浓度的氨水，反应过程中，或与加入氨水体积的关系如图所示，下列说法正确的是
A．a点溶液中：
B．已知，则b点溶液的pH约为8
C．从b到c的过程中，水的电离程度增大
D．m点溶液中：
8．（2024高三·全国·专题练习）已知，如图下表是几种不同有机酸的大小，由此产生的推断，正确的是
有机酸
pKa 2.66 2.86 2.86 4.74
A．对键合电子吸引力： B．酸性：
C． D．碱性：
9．（22-23高三上·山西吕梁·阶段练习）下列图示与对应的叙述相符的是
A．图一表示反应在一定温度下达到平衡时B的转化率与压强变化的关系，x点的反应速率比y点的快
B．图二表示反应的速率一时间图象，在时刻改变的条件可，能是加入催化剂或增大压强
C．图三表示反应中A的百分含量与温度(T)的变化情况，则该反应的
D．图四所示图中的阴影部分面积的含义是()
10．（2021·河北衡水·二模）两个容积均为2L的密闭容器I和II中充入NO和CO气体，发生反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH，各物质的起始物质的量见下表。实验测得两容器在不同温度下达到平衡时CO2的物质的量如图所示。下列说法正确的是
容器 起始物质的量
NO CO
I 1mol 3mol
II 6mol 2mol
A．ΔH>0
B．N点的平衡常数为0.08
C．若将容器I的容积改为1L，T1温度下达到平衡时NO的转化率为25%
D．图中M点所示条件下，再通入CO、N2各2mol，此时v(正)＞v(逆)
11．（2024·陕西西安·模拟预测）常温下，，向溶液中滴加盐酸，下列有关说法正确的是
A．滴定前，
B．V(盐酸)时，溶液
C．当滴定至溶液呈中性时，
D．滴定过程中变化曲线如图
二、填空题，共5小题
12．（2024高三·全国·专题练习）铁触媒催化合成氨经历下图所示①⑧步基元反应(从状态I至状态Ⅶ)：
上图中“ad”表示吸附在催化剂表面的物质。完成下列问题：
(1)催化反应往往经过物质在催化剂表面的“吸附”过程和脱离催化剂表面的“脱附”过程。其中，“吸附”过程是上图中的第 步基元反应，“脱附”过程是 (填“吸热”或“放热”)过程。
(2)根据上图计算合成氨反应的焓变： △H= 。
13．（2023高三·全国·专题练习）已知萃取剂A、B中pH对钴离子、锰离子萃取率的影响如图所示，为了除去Mn2＋，应选择萃取剂 (填“A”或“B”)。
14．（2024高三·全国·专题练习）完成下列问题
(1)与MnO2—Zn电池类似，K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为 ，该电池总反应的离子方程式为 。
(2)以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2，该电池反应的化学方程式是 。
15．（23-24高一上·甘肃酒泉·期末）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题：
能量转换关系
(1)根据如图数据判断H—H的键能为 。
(2)合成氨反应，根据上述反应机理，使用催化剂，该反应的 （填“增大”“减小”或“不变”），写出（ⅱ）步的热化学方程式： ；计算反应的 。
(3)用催化还原还可以消除氮氧化物的污染。


写出被还原生成的热化学方程式： 。
16．（2023高三·全国·专题练习）填空。
(1)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示：
①在硫氧化菌作用下转化为的电极反应式是 。
②若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电，原因是 。
(2)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力，其工作原理如图所示。
①a电极的电极反应式是 ；
②一段时间后，需向装置中补充，请依据反应原理解释原因： 。
三、解答题，共1小题
17．（2023·全国·高考真题）硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：
(1)在气氛中，的脱水热分解过程如图所示：
根据上述实验结果，可知 ， 。
(2)已知下列热化学方程式：
则的 。
(3)将置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：(Ⅰ)。平衡时的关系如下图所示。时，该反应的平衡总压 、平衡常数 。随反应温度升高而 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)提高温度，上述容器中进一步发生反应(Ⅱ)，平衡时 (用表示)。在时，，则 ， (列出计算式)。
四、计算题，共2小题
18．（2023高三·全国·专题练习）活性炭还原NO2的反应为2NO2(g)＋2C(s) N2(g)＋2CO2(g)，在恒温条件下，1 mol NO2和足量活性炭发生该反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示：

计算C点时该反应的压强平衡常数Kp= (Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)
19．（2023高三·全国·专题练习）Binoist等进行了H2S热分解实验：2H2S(g) 2H2(g)＋S2(g)，开始时，当1 mol H2S与23.75 mol Ar混合，在101 kPa及不同温度下反应达平衡时H2、H2S及S2(g)的体积分数如图所示，该反应在Q点对应温度下的平衡常数Kp= kPa(Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数，结果保留小数点后两位)

参考答案：
1．B
【分析】将体积比为1∶1的、混合气体按一定流速通过催化反应管，其主要反应有：、，则的转化率应该大于的转化率，图中曲线①表示转化率随温度的变化，曲线②表示的转化率，以此解答。
【详解】A．由分析可知，图中曲线①表示转化率随温度的变化，故A错误；
B．720~800℃范围内，随温度的升高，、的转化率都增大，则生成、的物质的量增大，出口处及的量均增大，故B正确；
C．720~800℃范围内，随温度的升高，、的转化率都增大，但的转化率程度大于，说明反应2正向进行的程度增大大于反应1，的选择性不断减小，故C错误；
D．催化剂虽然不能改变平衡转化率，但是催化剂有选择性，可以提升目标产物的产率；CaO会吸收水和二氧化碳，但是无法判断平衡如何移动，因此不能判断平衡时C2H4的产率如何变化，故D错误；
故选B。
2．C
【分析】从图像中可以看出，当CO的转化率达到最高点后，再升高温度，CO的转化率降低，则表明平衡逆向移动，从而得出正反应为放热反应。
【详解】A．因为反应物气体分子数大于生成物气体分子数，所以适当增大压强可使平衡正向移动，从而增大甲醇的平衡转化率，A合理；
B．c点时，CO的转化率小于该温度下的平衡转化率，则平衡正向移动，反应速率，B合理；
C．因为e点时温度高于b点时温度，所以e点反应速率比b点快，即反应速率，但正反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小，所以平衡常数，Ｃ不合理；
D．80~85℃时，CO的转化率已经达到95.5%以上，且反应速率较快，所以生产时反应温度宜控制在80~85℃，D合理；
故选C。
3．C
【详解】A．是放热反应，温度越高，反应速率越快，越快到达平衡，平衡后，温度高时平衡向逆反应移动，A的转化率减小，A项正确；
B．是放热反应，同一压强下，温度越高，平衡逆反应移动，C的百分含量越低；该反应也是气体体积系数减小的反应，同一温度下，压强越大，平衡向着正反应方向移动，C的百分含量越大，若压强，则图像符合，B项正确；
C．平衡常数的大小只与温度有关， 是放热反应，温度升高，平衡常数减小，所以500℃的平衡常数比400℃的小，C项错误；
D．其他条件不变时，温度越高，正逆反应速率变大，由于反应是放热反应，逆反应速率升高的程度比正反应大，D项正确；
故答案选C。
4．B
【详解】A．，前20minB的平均反应速率为=，故A正确；
B．30min时C和A、B的浓度都下降了，而催化剂只会改变反应速率，不会瞬间改变反应物的浓度，故B错误；
C．由图可知，A、B的浓度变化相同，故A、B的化学计量数相同，则x=1；40min时正逆反应速率都增大，则改变的条件为升高温度，而条件改变后C浓度减小、A、B浓度增大，说明平衡发生了逆向移动，则正反应为放热反应，故C正确；
D．40min时改变的条件为升高温度；30min时，C和A、B的浓度都下降了，反应速率也减小，但是平衡不移动，该反应前后气体分子不变，则改变的条件为减小压强，故D正确；
故选B。
5．C
【详解】A．从图中可以看出，温度低于900℃时，CH4的相对体积基本上是100%，所以反应I基本不发生，A正确；
B．850℃～900℃时，H2、CO的体积分数都增大，且增大的幅度相近，而CH4的相对体积略有减小，可能是CO2转化率增大的原因，所以反应I进行的幅度很小，反应Ⅱ、Ⅲ基本不发生，主要发生反应Ⅳ，B正确；
C．从图中可以看出，4个反应均为生成CO的反应，且都为吸热反应，所以若想提高CO的相对体积，应选择升高温度，与增大焦炉煤气的流速无关，C不正确；
D．图中信息显示，温度低于900℃，CH4的相对体积基本上是100%，则反应I基本不发生，所以工业生产上需要研发低温下CH4转化率高的催化剂，D正确；
故选C。
6．C
【分析】醋酸溶液中加入氢氧化钠溶液时，溶液中醋酸浓度减小，醋酸根离子浓度增大，则曲线1代表、曲线2代表，由图可知，溶液中醋酸浓度与醋酸根离子浓度相等时，溶液pH为4.74，则25℃时，醋酸的电离常数Ka= = c(H+)=10—4.74。
【详解】A．由分析可知，25℃时，醋酸的电离常数Ka=10—4.74，则pKa=4.74，故A正确；
B．由分析可知，曲线1代表、曲线2代表，故B正确；
C．醋酸溶液中加入氢氧化钠溶液的过程中，溶液中始终存在电荷守恒关系c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO—)+ c(OH—)，故C错误；
D．由电离常数公式可知，溶液中==，故D正确；
故选C。
7．D
【分析】由图可知，a点为硝酸银溶液，b点为硝酸银溶液与氨水恰好完全反应生成氢氧化银沉淀，反应的离子方程式为Ag++NH3·H2O=AgOH↓，c点为氢氧化银恰好与氨水反应生成氢氧化二氨合银，反应的离子方程式为AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++ OH—+2H2O。
【详解】A． 由分析可知，a点为硝酸银溶液，硝酸银为强酸弱碱盐，银离子在溶液中水解酸溶液呈酸性，所以溶液中硝酸根离子浓度大于银离子浓度，故A错误；
B．由图可知，b点银离子浓度为10—4mol/L，由溶度积可知，溶液中氢氧根离子浓度为=10—4mol/L，则溶液的pH为10，故B错误；
C．由分析可知，从b到c的过程中，溶液中氢氧根离子浓度增大，抑制水的电离程度增大，水的电离程度减小，故C错误；
D．由分析可知，m点溶液呈碱性，溶液中二氨合银离子浓度为0.01mol/L，由电荷守恒关系c[Ag(NH3)]+c(NH)+c(Ag+)+c(H+)=c(NO)+ c(OH—)可知，溶液中离子浓度的大小关系为，故D正确；
故选D。
8．C
【详解】A．电负性：F>Cl>Br，电负性越大，对键合电子吸引力越强，则对键合电子吸引力：F>Cl>Br，故A错误；
B．由于电负性：F>I，F的电负性较大，C-F的共用电子对偏向F，通过传导作用，导致羧基中O-H键的极性最大，酸性增强，则酸性：，故B错误；
C．F的电负性最大，C-F的共用电子对偏向F，通过传导作用，导致羧基中O-H键的极性最大，酸性增强，氟原子个数越多，酸性越大，所以酸性：，则，故C正确；
D．由表格数据可知，，则酸性：，酸性越弱，对应酸根水解程度越大，碱性越强，则碱性：，故D错误；
故选C。
9．B
【详解】A．由图一可知，x点的压强比y点的小，所以x点的反应速率比y点的慢，A错误；
B．由图二可知，在时刻正、逆反应速率都增大且增大的程度相同，所以改变的条件可能是加入催化剂或增大压强，B正确；
C．由图三可知，在M点之前，反应未达平衡，在M点之后，随着温度的不断升高，A的百分含量不断增大，则平衡逆向移动，所以该反应的，C错误；
D．图四表示速率-时间关系曲线，图中的阴影部分面积的含义是，D错误。
答案选B。
10．D
【分析】T1温度下M点和N点的温度相同，化学平衡常数相等，由图可知，M点二氧化碳的物质的量为1mol，由方程式可知，平衡时一氧化氮、一氧化碳、氮气和二氧化碳的浓度分别为=2.5mol/L、=0.5mol/L、×=0.25mol/L、=0.5mol/L，则平衡常数K==0.04。
【详解】A．由图可知，温度升高，平衡时二氧化碳的物质的量减小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，反应ΔH<0，故A错误；
B．由分析可知，N点的平衡常数为0.04，故B错误；
C．化学平衡常数是温度函数，温度不变，化学平衡常数不变，设T1温度下达到平衡时NO的转化率为25%，由方程式可知，平衡时一氧化氮、一氧化碳、氮气和二氧化碳的浓度分别为=0.75mol/L、=2.75mol/L、×=0.125mol/L、=0.25mol/L，平衡常数K=≈0.0018≠0.04，故C错误；
D．若图中M点所示条件下，再通入一氧化碳和氮气各2mol，此时一氧化氮、一氧化碳、氮气和二氧化碳的浓度分别为2.5mol/L、1.5mol/L、1.25mol/L、0.5mol/L，浓度熵Qc=≈0.022<0.04，则平衡向逆反应方向移动，反应速率v(正)>v(逆)，故D正确；
故选D。
11．A
【分析】由电离方程式可知，H2A在溶液中完全电离出HA—离子和氢离子，HA—在溶液中部分电离出A2—离子和氢离子，则Na2A溶液中，A2—离子在溶液中水解使溶液呈碱性。
【详解】A． 由分析可知，Na2A溶液呈碱性，溶液中存在质子守恒关系c(OH—)= c(H+)+c(HA—)，则溶液中，故A正确；
B．当加入盐酸体积为10mL时，Na2A溶液与盐酸恰好反应得到NaHA溶液，HA—在溶液中部分电离出氢离子使溶液呈酸性，溶液pH小于7，故B错误；
C．当滴定至溶液呈中性时，溶液中氢离子浓度与氢氧根离子浓度相等，由溶液中的电荷守恒关系c(Na+)+ c(H+)= c(OH—)+2c(A2—)+c(HA—)+c(Cl—)可知，溶液中c(Na+)=2c(A2—)+c(HA—)+c(Cl—)，故C错误；
D．由HA—的电离常数可知，A2—离子在溶液中的水解常数Kh====2.5×10—9，则1mol/LNa2A溶液中氢氧根离子浓度约为mol/L=5×10—5 mol/L，溶液pH小于10，由图可知，1mol/L Na2A溶液的pH大于10，所以题给图示不能表示滴定过程中pH变化曲线，故D错误；
故选A。
12．(1) ① 吸热
(2)-92kJ/mol
【详解】（1）图中分析可知ad表示吸附在催化剂表面的物质，从Ⅰ到Ⅱ的过程中N2和H2变成N2ad和H2ad，代表N2和H2吸附在催化剂表面，则吸附过程是上图中的第①步基元反应，图中能量变化可知NH3da转化为NH3即脱附过程吸收了能量，则脱附过程为吸热过程，故答案为：①；吸热；
（2）图中能量变化可知molN2，molH2反应生成NH3时放出热量46kJ，合成氨反应的焓变：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=-92kJ/mol，故答案为：-92kJ/mol。
13．B
【详解】由图可知萃取剂A对于钴离子和锰离子在相同pH时萃取率相差不是很大（大致相差20%左右），而萃取剂B对于钴离子和锰离子在pH=5时相差最大（此时Mn2+的萃取率达到60%，而Co2+此时仅为20%），故选择的条件为：pH=5，选取萃取剂B，
故答案为：B。
14．(1) Fe+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH- 2Fe+3Zn+8H2O=2Fe(OH)3↓+3Zn(OH)2↓+4OH-
(2)
【详解】（1）由题意可知，高铁酸钾是原电池的正极，水分子作用下高铁酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成氢氧化铁和氢氧根离子，电极反应式为Fe+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-，锌是负极，碱性条件下锌失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌，电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，则总反应为2Fe+3Zn+8H2O=2Fe(OH)3↓+3Zn(OH)2↓+4OH-；
（2）题中信息可知放电时NiO(OH)作正极，发生还原反应放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2，，则Al作负极，因电解质溶液为NaOH，则放电时Al极发生氧化反应生成NaAlO2，电池总反应式：。
15．(1)
(2) 不变
(3)
【详解】（1）根据如图所示，，吸收的能量为654kJ数据判断H—H的键能为；
（2）使用催化剂，只改变反应历程，降低活化能，不改变反应的焓变，所以不变；第（ⅱ）步的热化学方程式为：；根据如图所示数据，反应的；
（3）根据已知反应，被还原生成的化学方程式为：，，热化学方程式为：。
16．(1) 的浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环地把有机物氧化成放出电子
(2) 发生反应：，有水生成，使溶液逐渐变稀，为了保持碱溶液的浓度不变，所以要补充
【详解】（1）①酸性环境反应物为，产物为，利用质量守恒和电荷守恒进行配平，电极反应式为；
②和的浓度不会发生变化，两种细菌的存在会把有机物氧化成二氧化碳，放出电子，因此电池可以持续供电；
（2）①a电极是通入氨气的电极，失去电子，发生氧化反应，所以该电极作负极，电极反应式是；②氨气和氧气会发生反应，反应有水生成，溶液变稀，补充KOH可以保持碱溶液的浓度不变；
17．(1) 4 1
(2)(a+c-2b)
(3) 3 增大
(4) 46.26
【详解】（1）由图中信息可知，当失重比为19.4%时，转化为，则，解之得=4；当失重比为38.8%时，转化为，则，解之得y=1。
（2）①
②
③
根据盖斯定律可知，①+③-②2可得，则(a+c-2b)。
（3）将置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：(Ⅰ)。由平衡时的关系图可知,时，，则，因此，该反应的平衡总压3、平衡常数。由图中信息可知，随着温度升高而增大，因此，随反应温度升高而增大。
（4）提高温度，上述容器中进一步发生反应(Ⅱ)，在同温同压下，不同气体的物质的量之比等于其分压之比，由于仅发生反应(Ⅰ)时，则，因此，平衡时。在时，，则、，联立方程组消去，可得，代入相关数据可求出46.26，则，。
18．4MPa
【详解】设C点时NO2的浓度为cmol·L－1，则CO2的浓度也为cmol·L－1，则
p(NO2)＝20MPa×＝8MPa；
p(N2)＝20MPa×＝4MPa；
p(CO2)＝20MPa×＝8MPa；
Kp＝＝＝4MPa。
19．1.01
【详解】设S2(g)的生成量为a mol，则有
Q点：1-2a=2a，a=0.25
p(H2S)=×101 kPa=2.02 kPa=p(H2)，p(S2)= ×101 kPa=1.01 kPa，K==1.01 kPa。
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