2020 届高三《新题速递·化学》 考点 11−13 考点 11 考点 11 化学反应原理综合 考点 12 工艺流程题 考点 13 化学实验综合题 化学反应原理综合 1．（湖南省永州市 2020 届高三一模）中科院大连化学物理研究所设计了一种新型 Na-Fe3O4/HZSM-5 多功 能复合催化剂，成功实现了 CO2 直接加氢制取高辛烷值汽油，该研究成果被评价为“CO2 催化转化领域 的突破性进展”。 （1）已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=－571.6kJ·mol-1 C8H18(l)+ O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=－5518kJ·mol-1 则 8CO2(g)+25H2(g)=C8H18(l)+16H2O(l) ΔH=___kJ·mol-1。 （2）氨硼烷(NH3BH3)是储氢量最高的材料之一，氨硼烷还可作燃料电池，其工作原理如图 1 所示。氨 硼烷电池工作时正极的电极反应式为__________。 （3）常见含硼的化合物有 NaBH4、NaBO2，已知 NaBH4 溶于水生成 NaBO2、H2，写出其化学方程式__ _____。 为 NaBH4 反应的半衰期（反应一半所需要的时间，单位为 min）。lgt1/2 随 pH 和温度的变化 如图 2 所示，则 T1______T2（填“>”或“<”）。 （4）燃油汽车尾气含有大量的 NO，在活化后的 V2O5 催化作用下，氨气将 NO 还原成 N2 的一种反应历 程如图 3 所示。 根据图写出总反应的化学方程式_______________。 【答案】（1）-1627 （2）2H++H2O2+2e-=2H2O （3）NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑ （4）4NO+4NH3+O2 < 4N2+6H2O 【解析】【分析】（1）根据盖斯定律，将已知的热化学方程式叠加，可得待求反应的热化学方程式， 即得反应热； （2）氨硼烷(NH3•BH3)电池工作时的总反应为：NH3•BH3+3H2O2═NH4BO2+4H2O，左侧 NH3•BH3 为负极、 失电子、发生氧化反应，电极反应式为 NH3•BH3+2H2O-6e-=NH4++BO2-+6H+，右侧 H2O2 得到电子、发生 还原反应，所在电极为正极，电极反应式为 3H2O2+6H++6e-=6H2O，据此解答； （3）NaBH4 溶于水生成 NaBO2、H2，结合溶液的 pH 与半衰期的关系判断温度的高低； （4）用 V2O5 作催化剂，NH3 可将 NO 还原成 N2，结合反应历程图可知反应物还有氧气，生成物为 N2 和 H2O，配平即得反应方程式。 【详解】（1）① 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=－571.6kJ·mol-1 ②C8H18(l)+ O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=－5518kJ·mol-1 根据盖斯定律①× -②，整理可得：8CO2(g)+25H2(g)=C8H18(l)+16H2O(l) △H=(-571.6 kJ/mol）× 5518kJ/mol)=-1627kJ/mol； -(- （2）氨硼烷(NH3•BH3)电池工作时的总反应为：NH3•BH3+3H2O2═NH4BO2+4H2O，右侧 H2O2 得到电子、 发生还原反应，所在电极为正极，电极反应式为 3H2O2+6H++6e-=6H2O； （3）NaBH4 可水解放出氢气，反应方程式为：NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑，在酸性条件下，NaBH4 不能 稳定性存在，NaBH4 和酸反应生成硼酸和氢气，反应的离子方程式为：BH4-+H++3H2O=H3BO3+4H2↑。水 解反应为吸热反应，升温促进水解，使半衰期缩短，故 T1<T2； （4）用 V2O5 作催化剂，NH3 可将 NO 还原成 N2，结合反应历程图可知反应物还有氧气，生成物为 N2 和 H2O，配平即得反应方程式为 4NO+4NH3+O2 4N2+6H2O。 2．（荆门市 2020 届高三元月调研）研究氮氧化物的反应机理，对于消除环境污染有重要意义。 （1）升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是 2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)的速率却随温度的升高而 减小，某化学小组为研究特殊现象的实质原因，查阅资料知：2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)的反应历程分 两步： i：2NO(g) N2O2(g)(快),v1 正＝k1 正 c2(NO)　v1 逆＝k1 逆 c(N2O2)　ΔH1＜0 ii：N2O2(g)＋O2(g) 2NO2(g)(慢),v2 正＝k2 正 c(N2O2)c(O2)　v2 逆＝k2 逆 c2(NO2)　ΔH2＜0 请回答下列问题： ① 一定温度下，反应 2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)达到衡状态，请写出用 k1 正、k1 逆、k2 正、k2 逆表示的平衡 常数表达式 K＝________ ② 由实验数据得到 v2 正～c(O2)的关系可用如图表示。当 x 点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则 变为相应的点为___________(填字母)。 （2）100℃时，若将 0.100 mol N2O4 气体放入 1 L 密闭容器中，发生反应 N2O4(g) 24.4 kJ·mol－1。c(N2O4)随时间的变化如表所示。回答下列问题： 2NO2(g) ΔH＝＋ ① 在 0～40 s 时段，化学反应速率 v(NO2)为______ mol·L－1·s－1 ② 下列能说明该反应达到平衡状态的是________(填选项字母)。 A．2v(N2O4)＝v(NO2) B．体系的颜色不再改变 C．混合气体的密度不再改变 D．混合气体的压强不再改变 ③ 该反应达到平衡后，若只改变一个条件，达到新平衡时，下列能使 NO2 的体积分数增大的是_______ __(填选项字母)。 A．充入一定量的 NO2 B．增大容器的容积 C．分离出一定量的 NO2 D．充入一定量的 N2 ④100℃时，若将 9.2 g NO2 和 N2O4 气体放入 1 L 密闭容器中，发生反应 N2O4(g) 2NO2(g)。某时刻测 得容器内气体的平均相对分子质量为 50，则此时 v 正(N2O4)_______v 逆(N2O4)(填“＞”“＝”或“＜”)。 ⑤ 上述反应中，正反应速率 v 正＝k 正·p(N2O4)，逆反应速率 v 逆＝k 逆·p2(NO2)，其中 k 正、k 逆为速率常数， 若将一定量 N2O4 投入真空容器中恒温恒压分解（温度 298 K、压强 100 kPa），已知该条件下 k 正＝ 4.8×104 s－1，当 N2O4 分解 10%时，v 正＝________kPa·s－1。 【答案】（1） a 【解析】（1）① （2）0.0025 BD BC ＜ 3.9×106 ；② ；目标反应 ，由反应达平衡状态，所以 ， ,则 ，故答案为： ② ，所以 ； 的速率随温度的升高而减小，因为决定该反应速率的是反应②，故升 高到温度时 v2 正减小，且平衡逆向移动，氧气的浓度增大，所以反应重新达到平衡，则变为相应的点为 a，故答案为：a； （2）①由表可知，0∼40s 时间内 的浓度由 0.10mol/L 减小为 0.050mol/L，则其反应速率为 ，由反应速率之比等于化学计量数之比，则 的反应速率为 ，故答案为：0.0025； ②A.未体现正逆反应速率的关系，A 错误； B.体系的颜色不再改变，说明二氧化氮的浓度不变，B 正确； C.无论是否反应，体系的混合气体的总质量不变，体积不变，故密度不变，C 错误； D.该反应正反应为体积增大的反应，混合气体的压强不再改变，说明气体的物质的量不变，达到平衡状 态，D 正确；故答案为：BD； ③A. 充入一定量的 ，相当于加压，达新平衡时，则 的体积分数减小，故 A 错误； B. 增大容器的容积，减压，平衡向体积增大的方向移动，即正向移动， 的体积分数增大，故 B 正 确； C. 分离出一定量的 D. 充入一定量的 ，相当于减压，使 的体积分数增大，故 C 正确； ，总压增大，气体分压不变，不会引起化学平衡的移动，二氧化氮浓度不变，故 D 错误；故答案为：BC； ④100℃时，将 0.100mol 气体放入 1L 密闭容器中，平衡时， ，平均分子量=气体总质量气体总的物质的量= 和 ， =57.5g/mol，将 9.2g 气体放入 1L 密闭容器中，某时刻测得容器内气体的平均相对分子质量为 50，说明反应需 向体积缩小的方向进行，即 ，故答案为：<； ⑤ 当 N2O4 分解 10%时,设投入的 N2O4 为 1mol,转化的 N2O4 为 0.1mol，则： ，故此时 ,则 ，故答案为：3.9×106。 3．（绵阳市 2020 届高三第二次诊断性考试）甲硅烷广泛用于电子工业、汽车领域，三氯氢硅（SiHCl3） 是制备甲硅烷的重要原料。回答下列问题： （1）工业上以硅粉和氯化氢气体为原料生产 SiHCl3 时伴随发生的反应有： Si(s)＋4HCl(g)= SiCl4(g)＋2H2(g) ∆H＝-241 kJ/mol SiHCl3(g)＋HCl(g)=SiCl4(g)＋H2(g) ∆H＝-31 kJ/mol 以硅粉和氯化氢气体生产 SiHCl3 的热化学方程式是____________________________。 （2）工业上可用四氯化硅和氢化铝锂（LiAlH4）制甲硅烷，反应后得甲硅烷及两种盐。该反应的化学 方程式为_________________。 （3）三氯氢硅歧化也可制得甲硅烷。反应 2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)为歧化制甲硅烷过程的 关键步骤，此反应采用一定量的 PA100 催化剂，在不同反应温度下测得 SiHCl3 的转化率随时间的变化 关系如图所示。 ① 353.15 K 时，平衡转化率为_________，反应的平衡常数 K＝________（保留 3 位小数）。该反应是_ _______反应（填“放热”“吸热”）。 ②323.15 K 时，要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有_________、__________。 ③ 比较 a、b 处反应速率的大小：va_____vb （填“＞”“＜”或“＝”）。已知反应速率 v 正＝ ，v 逆＝ ，k1、k2 分别是正、逆反应的速率常数，与反应温度有关，x 为物质的量分数，则在 353.15 K 时 ＝________（保留 3 位小数）。 【答