2024年高考化学二轮复习 专题09 化学反应原理综合(题型突破)(测试)（含解析）

中小学教育资源及组卷应用平台 专题09 化学反应原理综合 (考试时间：75分钟 试卷满分：100分) 1．(10分)(2024·山东枣庄高三期中)氮是空气中含量最多的元素，在自然界中的存在十分广泛，实验小组对不同含氮物质做了相关研究。 (1)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是二元弱碱，分步电离，在溶液中的电离类似于氨。 时，乙二胺溶液中各含氮微粒的分布分数δ(平衡时某含氮微粒的浓度占各含氮微粒浓度之和的分数)随溶液的变化曲线如图所示。 ①H2NCH2CH2NH2在水溶液中第一步电离的方程式为 。 ②乙二胺一级电离平衡常数。 为 。 (2)工业上利用氨气脱硝反应，实现二者的无害化处理，已知下列反应： ①2H2 (g)+ O2(g)2H2O(g) ΔH1＝－483.6kJ·mol－1 ②2NO (g)N2(g)+ O2(g) ΔH1＝－180kJ·mol－1 ③N2 (g)+ 3H2(g)2NH3(g) ΔH3＝－92.2kJ·mol－1 则 6NO(g)+4NH3(g)6H2O(g)+5N2(g) 。 (3)氨气常被用于对汽车尾气中的氮氧化物进行无害化处理，以消除其对空气的污染。去除NO的反应历程如图1所示，此反应中的氧化剂为 (填化学式)，含铁元素的中间产物有 种。 若选用不同的铁的氧化物为催化剂可实现较低温度下的转化，根据图 2选择的适宜条件为 。 (4)利用电化学原理脱硝可同时获得电能，其工作原理如图所示。则负极发生的电极反应式为 ，当外电路中有2mol电子通过时，理论上通过质子膜的微粒的物质的量为 。 【答案】(1) H2NCH2CH2NH2+H2OH2NCH2CH2NH3++OH-(1分) 10-4.9(1分) (2)-1806.4kJ·mol－1(2分) (3) NO、O2(1分) 2(1分) Fe2O3作催化剂、反应温度为250℃(1分) (4) NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+(1分) 2mol(2分) 【解析】(1)①乙二胺属于二元弱碱，在水溶液中分步电离，第一级电离方程式为H2NCH2CH2NH2+H2OH2NCH2CH2NH3++OH-；②根据图像，乙二胺一级电离平衡常数，Kb1==10-4.9；(2)根据盖斯定律，将热化学方程式进行叠加，①×3+②×3-③×2，整理可得6NO(g)+4NH3(g)6H2O(g)+5N2(g) ΔH＝－1806.4kJ·mol－1。(3)在氧化还原反应中，氧化剂得到电子，元素化合价降低。根据图示可知：在历程图1中，元素的化合价降低的物质为NO、O2，所以氧化剂为NO、O2；含铁元素的中间产物有Fe2+—NH2和Fe2+这2种；根据图2可知：在使用Fe2O3为催化剂时，NO的转化率相对来说较高，反应温度合适为250℃，故根据图2选择的适宜条件为Fe2O3作催化剂、反应温度为250℃；(4)该装置为原电池，在原电池反应中，负极失去电子，发生氧化反应，正极上得到电子，发生还原反应。根据图示可知：NO在负极失去电子转化为HNO3，电极反应式为：NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+；当外电路中有2 mol电子通过时，有2 mol H+通过质子膜进入正极区和O2结合生成H2O，根据电子守恒，通过的微粒的物质的量为2 mol。 2．(10分)(2024·浙江省义乌五校高三联考)反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在工业上有重要应用。 (1)该反应在不同温度下的平衡常数如表所示。 温度/℃ 700 800 830 1000 平衡常数 1.67 1.11 1.00 0.59 该反应的ΔH 0(填“>”“<”或“=”)。反应常在较高温度下进行，该措施的优缺点是 。 (2)该反应常在Pd膜反应器中进行，其工作原理如图所示。 ①利用平衡移动原理解释反应器存在Pd膜时具有更高转化率的原因是 。 ②某温度下，H2在Pd膜表面上的解离过程存在如下平衡：H22H (即图中过程2)，其正反应的活化能远小于逆反应的活化能。下列说法不正确的是 A．图中过程2的ΔH>0 B．Pd膜对气体分子的透过具有选择性 C．加快Pd膜内H原子迁移有利于H2的解离 D．N2吹扫有助于H2分子脱离Pd膜 ③同温同压下，将等物质的量的CO和H2O通入无Pd膜反应器反应，测得CO的平衡转化率为50%；若换成Pd膜反应器，CO的平衡转化率为80%，则相同时间内，出口a和出口b中H2的物质的量比为 。 【答案】(1) ΔH＜0(2分) 优点 ... ...