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2019年高考化學(xué)三輪專題復(fù)習(xí) 考前體系通關(guān)練 題型17 化學(xué)反應(yīng)原理綜合應(yīng)用題 1．(xx廣州二模)多晶硅是太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的重要原材料。 (1)由石英砂可制取粗硅，其相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下： SiO2(s)＋C(s)===SiO(g)＋CO(g)　ΔH＝a kJmol－1 2SiO(g)===Si(s)＋SiO2(s)　ΔH＝b kJmol－1 ①反應(yīng)SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g)的ΔH＝________ kJmol－1(用含a、b的代數(shù)式表示)。 ②SiO是反應(yīng)過程中的中間產(chǎn)物。隔絕空氣時，SiO與NaOH溶液反應(yīng)(產(chǎn)物之一是硅酸鈉)的化學(xué)方程式為_____________________________________。 (2)粗硅提純常見方法之一是先將粗硅與HCl制得SiHCl3，經(jīng)提純后再用H2還原： SiHCl3(g)＋H2(g)Si(s)＋3HCl(g)。 不同溫度及不同時，反應(yīng)物X的平衡轉(zhuǎn)化率關(guān)系如圖所示。 ①X是________(填“H2”或“SiHCl3”)。 ②上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K(1 150 ℃)________K(950 ℃)(填“>”、“<”或“＝”)。 (3)SiH4(硅烷)法生產(chǎn)高純多晶硅是非常優(yōu)異的方法。 ①用粗硅作原料，熔融鹽電解法制取硅烷原理如圖所示，電解時陽極的電極反應(yīng)式為_______________________________________________________。 ②硅基太陽電池需用N、Si兩種元素組成的化合物Y作鈍化材料，它可由SiH4與NH3混合氣體進行氣相沉積得到，已知Y中Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%，Y的化學(xué)式為________。 解析　(1)①反應(yīng)SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g)可由第一個反應(yīng)2＋第二個反應(yīng)得到，則ΔH＝(2a＋b)kJmol－1。②根據(jù)產(chǎn)物有硅酸鈉及質(zhì)量守恒得到反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO＋2NaOH===Na2SiO3＋H2↑。(2)①根據(jù)圖像，在溫度不變的情況下，增大，X的平衡轉(zhuǎn)化率增大，則X是SiHCl3。 ②當(dāng)一定時，升高溫度，SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率增大，則表明化學(xué)平衡常數(shù)K(1 150 ℃)>K(950 ℃)。(3)①電解時陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，粗硅失去電子，結(jié)合H－生成SiH4氣體，則電極反應(yīng)式為Si＋4H－－4e－===SiH4↑。②Si、N元素組成的化合物中Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%，則＝＝，即化學(xué)式為Si3N4。 答案　(1)①2a＋b?、赟iO＋2NaOH===Na2SiO3＋H2↑ (2)①SiHCl3　②> (3)①Si＋4H＋－4e－===SiH4↑?、赟i3N4 2．二甲醚(CH3OCH3)被稱為21世紀(jì)的新型燃料，在未來可能替代汽車燃油、石油液化氣、城市煤氣等，市場前景極為廣闊。它清潔、高效，具有優(yōu)良的環(huán)保性能。 工業(yè)上制二甲醚是在一定溫度(230～280 ℃)、壓強(2.0～10.0 MPa)和催化劑作用下進行的，反應(yīng)器中發(fā)生了下列反應(yīng)。 CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH1＝－90.7 kJmol－1?、? 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH2＝－23.5 kJmol－1　② CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH3＝－41.2 kJmol－1?、? (1)反應(yīng)器中的總反應(yīng)可表示為3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)，則該反應(yīng)的ΔH＝__________，平衡常數(shù)表達式為____________________，在恒溫、可變?nèi)莘e的密閉容器中進行上述反應(yīng)，增大壓強，二甲醚的產(chǎn)率會________(填升高、降低或不變)。 (2)二氧化碳是一種重要的溫室氣體，減少二氧化碳的排放是解決溫室效應(yīng)的有效途徑。目前，由二氧化碳合成二甲醚的研究工作已取得了重大進展，其化學(xué)反應(yīng)方程式為2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH＞0。 該反應(yīng)在恒溫、體積恒定的密閉容器中進行，下列不能作為該反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)的是________。 A．容器內(nèi)混合氣體的密度不變 B．容器內(nèi)混合氣體的壓強保持不變 C．容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變 D．單位時間內(nèi)消耗2 mol CO2的同時消耗1 mol二甲醚 (3)二甲醚氣體的燃燒熱為1 455 kJmol－1，工業(yè)上用合成氣(CO、H2)直接或間接合成二甲醚。下列有關(guān)敘述正確的是________。 A．二甲醚分子中含共價鍵 B．二甲醚作為汽車燃料不會產(chǎn)生污染物 C．二甲醚與乙醇互為同系物 D．表示二甲醚燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH3OCH3(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－1 455 kJmol－1 (4)綠色電源“直接二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖如圖所示：正極為________(填“A電極”或“B電極”)，寫出A電極的電極反應(yīng)式：_______________________________________________________________。 解析　(1)根據(jù)蓋斯定律，ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－246.1 kJmol－1，增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動， 二甲醚的產(chǎn)率升高。(2)該反應(yīng)特點是，所有反應(yīng)物和產(chǎn)物都是氣態(tài)，正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，正反應(yīng)吸熱。恒容條件下，密度始終不變，A選項錯誤；正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，壓強不改變時表明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，B選項正確；氣體摩爾質(zhì)量等于質(zhì)量與物質(zhì)的量之比，當(dāng)物質(zhì)的量不變時，氣體平均摩爾質(zhì)量也不變，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，C選項正確；由反應(yīng)式的化學(xué)計量數(shù)知，單位時間內(nèi)消耗2 mol CO2，必生成1 mol CH3OCH3，即二甲醚的消耗速率等于其生成速率，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，D選項正確。(3)CH3OCH3分子中只存在碳氫鍵、碳氧鍵，它們都是共價鍵，A選項正確；二甲醚含碳、氫、氧元素，燃燒時仍然會產(chǎn)生CO、CO2等大氣污染物，B選項錯誤；CH3OCH3與CH3CH2OH分子式相同，結(jié)構(gòu)不同，互為同分異構(gòu)體，C選項錯誤；燃燒熱強調(diào)生成的水為液態(tài)，正確的熱化學(xué)方程式為CH3OCH3(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　 ΔH＝－1 455 kJmol－1，D選項錯誤。(4)從電池裝置圖看，A電極通入二甲醚和水，B電極通入氧氣，該燃料電池中，二甲醚是還原劑，發(fā)生氧化反應(yīng)，A極為負(fù)極；氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，B電極為正極。負(fù)極反應(yīng)式為CH3OCH3－12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋。 答案　(1)－246.1 kJmol－1　K＝　升高　(2)A　(3)A　(4)B電極　CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋ 3．(xx韶關(guān)模擬)xx年春季，全國各地持續(xù)出現(xiàn)嚴(yán)重的霧霾天氣，給人們的生產(chǎn)、生活造成了嚴(yán)重的影響。汽車尾氣中含有CO、氮氧化物、煙塵等污染物，是導(dǎo)致霧霾天氣的原因之一。請回答下列有關(guān)問題。 (1)下列說法正確的是________。 A．NO、CO、CO2均為酸性氧化物 B．CO2的大量排放會導(dǎo)致溫室效應(yīng)，所以應(yīng)盡量選用公共交通，提倡低碳出行 C．汽車尾氣中的氮氧化物主要是空氣中的氮氣與氧氣在高溫條件下生成的 (2)為減輕污染，北京為汽車加裝了“三效催化凈化器”，可將尾氣中的CO、NO轉(zhuǎn)化為參與大氣循環(huán)的無毒混合氣體，反應(yīng)如下：2NO＋2CON2＋2CO2，則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式K＝________。 (3)已知下列熱化學(xué)方程式： N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180.5 kJmol－1① 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJmol－1② C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJmol－1③ 則汽車尾氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝________。 (4)當(dāng)固體催化劑質(zhì)量一定時，增大其表面積可加快化學(xué)反應(yīng)速率。如圖表示在其他條件不變時，反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)中NO的濃度[c(NO)]隨溫度(T)、催化劑表面積(S)和時間(t)的變化曲線。 ①圖中T1________T2(填“>”或“<”)。 ②若催化劑的表面積S1>S2，在圖中畫出c(NO)在T1、S2條件下達到平衡過程中的變化曲線。 (5)低溫脫硝技術(shù)可用于處理各種廢氣中的氮氧化物，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)2N2(g)＋3H2O(g)　ΔH<0。在恒容的密閉容器中，下列有關(guān)說法正確的是________。 A．反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移3 mol電子，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下N2的體積為22.4 L B．平衡時，若其他條件不變，增大NH3的濃度，廢氣中氮氧化物的轉(zhuǎn)化率減小 C．因為反應(yīng)物比生成物的物質(zhì)的量少，所以反應(yīng)物比生成物的能量低 D．其他條件不變時，使用高效催化劑，廢氣中氮氧化物的轉(zhuǎn)化率增大 解析　(1)NO和CO不是酸性氧化物。(2)該反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物都是氣體，根據(jù)平衡常數(shù)的概念可直接寫出其表達式。(3)根據(jù)蓋斯定律，由③2－①－②可得2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJmol－12－180.5 kJmol－1－(－221.0 kJmol－1)＝－746.5 kJmol－1。(4)催化劑表面積相同時，溫度高的反應(yīng)先達到平衡，則T2>T1；若催化劑的表面積S1>S2，則在T1、S2條件下，反應(yīng)比在T1、S1條件下后達到平衡，催化劑不能改變平衡狀態(tài)，故最終c(NO)與在T1、S1條件下相同。(5)反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移3 mol電子時，生成1 mol N2，A對；增大一種反應(yīng)物的濃度時，另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，B錯；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，生成物的能量低于反應(yīng)物的，C錯；催化劑不影響平衡移動，D錯。 答案　(1)BC　(2) (3)－746.5 kJmol－1　(4)①

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