主观大题5-2题 化学反应原理综合题
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①已知：2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g) ΔH1＝－4.4 kJ·mol－1 2NO2(g)===N2O4(g) ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1 则反应 N2O5(g)===2NO2(g)＋12O2(g)的 ΔH＝______kJ·mol－1。
②研究表明，N2O5(g)分解的反应速率 v＝2×10－3×pN2O5 (kPa·min－1)。t＝62 min 时，测得体系中 pO2＝2.9 kPa，则此 时的 pN2O5＝________kPa，v＝________kPa·min－1。 ③若提高反应温度至 35 ℃，则 N2O5(g)完全分解后体系压强 p∞(35 ℃)________63.1 kPa( 填 “ 大 于 ”“ 等 于 ” 或 “ 小 于”)，原因是___________________________________。 ④25 ℃ 时 N2O4(g) 2NO2(g) 反 应 的 平 衡 常 数 Kp ＝ ________kPa(Kp 为以分压表示的平衡常数，计算结果保留 1 位小数)。
解析：(1)Cl2 与 AgNO3 反应生成 N2O5，还应该有 AgCl，氧化 产物是一种气体，则该气体为 O2。 (2)①把已知两反应按顺序编号为 a、b，根据盖斯定律，a 式×12 －b 式可得：N2O5(g)===2NO2(g)＋12O2(g) ΔH＝53.1 kJ·mol－1 ②由方程式 2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)可知，62 min 时，pO2＝ 2.9 kPa，则减小的 N2O5 为 5.8 kPa，此时 pN2O5＝35.8 kPa－5.8 kPa＝30.0 kPa，则 v(N2O5)＝2×10－3×30.0 kPa·min－1＝6.0× 10－2 kPa·min－1。 ③温度提高，体积不变，总压强提高；NO2 二聚为放热反应， 温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高。
A．v(第一步的逆反应)＞v(第二步反应)
B．反应的中间产物只有 NO3 C．第二步中 NO2 与 NO3 的碰撞仅部分有效 D．第三步反应活化能较高
[把脉考点]
第(1)问 第(2)问 第(3)问
考查氧化还原反应知识—氧化产物的判断 ①考查利用盖斯定律求算反应热 ②考查反应速率的计算 ③考查外界条件对化学平衡的影响 ④考查平衡常数的计算 对反应历程的综合考查
0
转化物质的量浓度/(mol·L－1) 2x
x
平衡物质的量浓度/(mol·L－1) 0.6
百度文库
x
则有 1.5－2x＝0.6，解得 x＝0.45，因此选项 D 正确。
(4)由电解原理示意图可知，电解后铁变为＋2 价，由此可判断铁 做电解池的阳极，阳极的电极反应式为 Fe－2e－===Fe2＋，阴极的
电极反应式为 Na＋＋e－===Na，结合反应 2Na＋2 ===2 ＋
(3)已知： As(s)＋32H2(g)＋2O2(g)===H3AsO4(s) ΔH1 H2(g)＋12O2(g)===H2O(l) ΔH2 2As(s)＋52O2(g)===As2O5(s) ΔH3 则反应 As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)的 ΔH＝________。
(4)298 K 时，将 20 mL 3x mol·L－1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L－1 I2 和 20 mL NaOH 溶液混合，发生反应：AsO33－(aq)＋I2(aq)＋2OH－ (aq) AsO34－(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中 c(AsO34－)与反应时间 (t)的关系如图所示。
63.1 kPa－17.9 kPa＝45.2 kPa，设 N2O4 的压强为 x kPa，则
初始压强/kPa
N2O4(g) 2NO2(g)
0
71.6
转化压强/kPa
x
2x
平衡压强/kPa
x
71.6－2x
则 x＋(71.6－2x)＝45.2，解得 x＝26.4,71.6 kPa－26.4 kPa×2
＝18.8 kPa，Kp＝pp2NN2OO24＝1286..84kkPPaa2≈13.4 kPa。
3．(2017·全国卷Ⅲ)砷(As)是第四周期ⅤA 族元素，可以形成 As2S3、 As2O5、H3AsO3、H3AsO4 等化合物，有着广泛的用途。回答 下列问题： (1)画出砷的原子结构示意图________________。 (2)工业上常将含砷废渣(主要成分为 As2S3)制成浆状，通入 O2 氧化，生成 H3AsO4 和单质硫。写出发生反应的化学方程式： ______________________________。该反应需要在加压下进 行，原因是_____________________________________。
反应的平衡常数 Kp＝p p
≈3.56×104Pa。
××[ppHI2I]2＝00.2.3××11005P5Paa××00..43××110055PPaa2
欲增加环戊烯的平衡转化率，则平衡正向移动，由于该反应 是吸热反应，因此升温可使平衡正向移动；增加碘的浓度， 平衡正向移动，环戊烯的转化率提高。
(3)升高温度， (g)＋I2(g)
________(填标号)。
A．通入惰性气体
B．提高温度
C．增加环戊烯浓度
D．增加碘浓度
(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同 温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列 说法正确的是________(填标号)。
A．T1>T2 B．a 点的反应速率小于 c 点的反应速率 C．a 点的正反应速率大于 b 点的逆反应速率 D．b 点时二聚体的浓度为 0.45 mol·L－1
(g)＋2HI(g)平衡正移，由
c-t 图像的变化趋势可看出 T2 时，环戊二烯浓度的变化趋势大，
因此 T2 大于 T1，选项 A 错误；影响反应速率的因素有温度和
环戊二烯的浓度等，a 点时温度较低，但环戊二烯浓度较大，c
点时温度较高，但环戊二烯浓度较小，故无法比较 a 点和 c 点
的反应速率大小，选项 B 错误；相同温度下，随着时间的延长，
反应物的浓度逐渐减小，反应速率逐渐减小，因此 a 点的正反
应速率大于 b 点的逆反应速率，选项 C 正确；由图像知，开始
时环戊二烯的浓度为 1.5 mol·L－1，b 点时的浓度为 0.6 mol·L－1，
设环戊二烯转化的物质的量浓度为 x mol·L－1，则有：
2
二聚体
初始物质的量浓度/(mol·L－1) 1.5
H2↑、2 ＋Fe=== ＋2Na＋，可得总方程式为 Fe＋2 ===
＋H2↑。电解时如果有水，水会与钠反应，阻碍 的生成，而 且电解时会产生 OH－，OH－会与 Fe2＋反应生成 Fe(OH)2 沉淀。 答案：(1)89.3 (2)40% 3.56×104 BD (3)CD (4)Fe 电极
Fe ＋ 2 === ＋ H2↑[Fe＋ 2C5H6= = = Fe(C5H5)2＋ H2↑ ] 水会阻碍中间物 Na 的生成；水会电解生成 OH－，进一步与 Fe2＋反应生成 Fe(OH)2
其中 NO2 二聚为 N2O4 的反应可以迅速达到平衡。体系的总压 强 p 随时间 t 的变化如下表所示[t＝∞时，N2O5(g)完全分解]：
t/min 0 40 80 160 260 1 300 1 700 ∞ p/kPa 35.8 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1
[把脉考点]
第(1)问 考查根据盖斯定律求算反应热 考查外界条件对化学平衡移动的影响；化学平衡常
第(2)问 数的计算 对反应的时间－浓度图像的综合考查；考查化学反
第(3)问 应某时刻浓度的计算
第(4)问 考查电化学知识，阳极的判断和电极反应式的书写
解析：(1)根据盖斯定律，反应①＋②可得反应③，则 ΔH3＝ΔH1 ＋ΔH2＝100.3 kJ·mol－1＋(－11.0 kJ·mol－1)＝89.3 kJ·mol－1。 (2)设碘和环戊烯的物质的量均为 1 mol，达平衡时转化的物质的 量为 x mol，由题意得：
②
对于反应 ： (g)＋I2(g)===
(g)＋2HI(g)
③
ΔH3＝________kJ·mol－1。
(2)某温度下，等物质的量的碘和环戊烯( )在刚性容器内发
生反应③，起始总压为 105Pa，平衡时总压增加了 20%，环戊
烯的转化率为________，该反应的平衡常数 Kp＝________Pa。 达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有
(g)＋I2(g)
(g)＋2HI(g)
初始物质的量/mol 1
1
0
0
转化物质的量/mol x
x
x
2x
平衡物质的量/mol 1－x 1－x
x
2x
平衡时，容器内气体总物质的量为(2＋x)mol，
则有2＋x2mmolo－l 2 mol×100%＝20%，解得 x＝0.4
则环戊烯的转化率为01.4mmool l×100%＝40% 总压强为 105Pa×(1＋20%)＝1.2×105Pa 因此各种气体的分压为 p( )＝1.2×105Pa×02..64 mmooll＝0.3×105Pa p(I2)＝1.2×105Pa×02..64 mmooll＝0.3×105Pa p( )＝1.2×105Pa×02..44 mmooll＝0.2×105Pa p(HI)＝1.2×105Pa×02..84 mmooll＝0.4×105Pa
(4)环戊二烯可用于制备二茂铁[Fe(C5H5)2，结构简式为 ]，后 者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原 理如图所示，其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯 的 DMF 溶液(DMF 为惰性有机溶剂)。
该电解池的阳极为________，总反应为____________。电解制 备需要在无水条件下进行，原因是_______________________ __________________________________________。
(3)对于反应 2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)，R.A.Ogg 提出如下 反应历程：
第一步 N2O5 NO2＋NO3
快速平衡
第二步 NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2 慢反应
第三步 NO＋NO3―→2NO2
快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述
正确的是________(填标号)。
(3)第一步反应快速平衡，说明正、逆反应速率很大，极短时间内 即可达到平衡，A 项正确；由题给三步反应可知，反应的中间产 物有 NO3 和 NO，B 项错误；第二步反应慢，说明有效碰撞次数 少，C 项正确；反应快，说明反应的活化能较低，D 项错误。 答案：(1)O2 (2)①53.1 ②30.0 6.0×10－2 ③大于 温度 提高，体积不变，总压强提高；NO2 二聚为放热反应，温度 提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高 ④13.4 (3)AC
2．(2018·全国卷Ⅰ)采用 N2O5 为硝化剂是一种新型的绿色硝化技 术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题： (1)1840 年 Devil 用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到 N2O5。 该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为________。 (2)F.Daniels 等曾利用测压法在刚性反应器中研究了 25 ℃时 N2O5(g)分解反应：
化学反应原理综合题
一、高考真题集中研究——明规律
1．(2019·全国卷Ⅱ)环戊二烯( )是重要的有机化工原料，广泛 用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：
(1)已知： (g)===
(g)＋H2(g)ΔH1＝100.3 kJ·mol－1 ①
H2(g)＋I2(g)===2HI(g) ΔH2＝－11.0 kJ·mol－1
④时间无限长时 N2O5 完全分解，故由 2N2O5(g)===4NO2(g)
＋O2(g)知，此时生成的 pNO2＝2pN2O5＝2×35.8 kPa＝71.6 kPa，pO2＝0.5×35.8 kPa＝17.9 kPa。由题意知，平衡时体系 的总压强为 63.1 kPa，则平衡体系中 NO2、N2O4 的压强和为
②研究表明，N2O5(g)分解的反应速率 v＝2×10－3×pN2O5 (kPa·min－1)。t＝62 min 时，测得体系中 pO2＝2.9 kPa，则此 时的 pN2O5＝________kPa，v＝________kPa·min－1。 ③若提高反应温度至 35 ℃，则 N2O5(g)完全分解后体系压强 p∞(35 ℃)________63.1 kPa( 填 “ 大 于 ”“ 等 于 ” 或 “ 小 于”)，原因是___________________________________。 ④25 ℃ 时 N2O4(g) 2NO2(g) 反 应 的 平 衡 常 数 Kp ＝ ________kPa(Kp 为以分压表示的平衡常数，计算结果保留 1 位小数)。
解析：(1)Cl2 与 AgNO3 反应生成 N2O5，还应该有 AgCl，氧化 产物是一种气体，则该气体为 O2。 (2)①把已知两反应按顺序编号为 a、b，根据盖斯定律，a 式×12 －b 式可得：N2O5(g)===2NO2(g)＋12O2(g) ΔH＝53.1 kJ·mol－1 ②由方程式 2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)可知，62 min 时，pO2＝ 2.9 kPa，则减小的 N2O5 为 5.8 kPa，此时 pN2O5＝35.8 kPa－5.8 kPa＝30.0 kPa，则 v(N2O5)＝2×10－3×30.0 kPa·min－1＝6.0× 10－2 kPa·min－1。 ③温度提高，体积不变，总压强提高；NO2 二聚为放热反应， 温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高。
A．v(第一步的逆反应)＞v(第二步反应)
B．反应的中间产物只有 NO3 C．第二步中 NO2 与 NO3 的碰撞仅部分有效 D．第三步反应活化能较高
[把脉考点]
第(1)问 第(2)问 第(3)问
考查氧化还原反应知识—氧化产物的判断 ①考查利用盖斯定律求算反应热 ②考查反应速率的计算 ③考查外界条件对化学平衡的影响 ④考查平衡常数的计算 对反应历程的综合考查
0
转化物质的量浓度/(mol·L－1) 2x
x
平衡物质的量浓度/(mol·L－1) 0.6
百度文库
x
则有 1.5－2x＝0.6，解得 x＝0.45，因此选项 D 正确。
(4)由电解原理示意图可知，电解后铁变为＋2 价，由此可判断铁 做电解池的阳极，阳极的电极反应式为 Fe－2e－===Fe2＋，阴极的
电极反应式为 Na＋＋e－===Na，结合反应 2Na＋2 ===2 ＋
(3)已知： As(s)＋32H2(g)＋2O2(g)===H3AsO4(s) ΔH1 H2(g)＋12O2(g)===H2O(l) ΔH2 2As(s)＋52O2(g)===As2O5(s) ΔH3 则反应 As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)的 ΔH＝________。
(4)298 K 时，将 20 mL 3x mol·L－1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L－1 I2 和 20 mL NaOH 溶液混合，发生反应：AsO33－(aq)＋I2(aq)＋2OH－ (aq) AsO34－(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中 c(AsO34－)与反应时间 (t)的关系如图所示。
63.1 kPa－17.9 kPa＝45.2 kPa，设 N2O4 的压强为 x kPa，则
初始压强/kPa
N2O4(g) 2NO2(g)
0
71.6
转化压强/kPa
x
2x
平衡压强/kPa
x
71.6－2x
则 x＋(71.6－2x)＝45.2，解得 x＝26.4,71.6 kPa－26.4 kPa×2
＝18.8 kPa，Kp＝pp2NN2OO24＝1286..84kkPPaa2≈13.4 kPa。
3．(2017·全国卷Ⅲ)砷(As)是第四周期ⅤA 族元素，可以形成 As2S3、 As2O5、H3AsO3、H3AsO4 等化合物，有着广泛的用途。回答 下列问题： (1)画出砷的原子结构示意图________________。 (2)工业上常将含砷废渣(主要成分为 As2S3)制成浆状，通入 O2 氧化，生成 H3AsO4 和单质硫。写出发生反应的化学方程式： ______________________________。该反应需要在加压下进 行，原因是_____________________________________。
反应的平衡常数 Kp＝p p
≈3.56×104Pa。
××[ppHI2I]2＝00.2.3××11005P5Paa××00..43××110055PPaa2
欲增加环戊烯的平衡转化率，则平衡正向移动，由于该反应 是吸热反应，因此升温可使平衡正向移动；增加碘的浓度， 平衡正向移动，环戊烯的转化率提高。
(3)升高温度， (g)＋I2(g)
________(填标号)。
A．通入惰性气体
B．提高温度
C．增加环戊烯浓度
D．增加碘浓度
(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同 温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列 说法正确的是________(填标号)。
A．T1>T2 B．a 点的反应速率小于 c 点的反应速率 C．a 点的正反应速率大于 b 点的逆反应速率 D．b 点时二聚体的浓度为 0.45 mol·L－1
(g)＋2HI(g)平衡正移，由
c-t 图像的变化趋势可看出 T2 时，环戊二烯浓度的变化趋势大，
因此 T2 大于 T1，选项 A 错误；影响反应速率的因素有温度和
环戊二烯的浓度等，a 点时温度较低，但环戊二烯浓度较大，c
点时温度较高，但环戊二烯浓度较小，故无法比较 a 点和 c 点
的反应速率大小，选项 B 错误；相同温度下，随着时间的延长，
反应物的浓度逐渐减小，反应速率逐渐减小，因此 a 点的正反
应速率大于 b 点的逆反应速率，选项 C 正确；由图像知，开始
时环戊二烯的浓度为 1.5 mol·L－1，b 点时的浓度为 0.6 mol·L－1，
设环戊二烯转化的物质的量浓度为 x mol·L－1，则有：
2
二聚体
初始物质的量浓度/(mol·L－1) 1.5
H2↑、2 ＋Fe=== ＋2Na＋，可得总方程式为 Fe＋2 ===
＋H2↑。电解时如果有水，水会与钠反应，阻碍 的生成，而 且电解时会产生 OH－，OH－会与 Fe2＋反应生成 Fe(OH)2 沉淀。 答案：(1)89.3 (2)40% 3.56×104 BD (3)CD (4)Fe 电极
Fe ＋ 2 === ＋ H2↑[Fe＋ 2C5H6= = = Fe(C5H5)2＋ H2↑ ] 水会阻碍中间物 Na 的生成；水会电解生成 OH－，进一步与 Fe2＋反应生成 Fe(OH)2
其中 NO2 二聚为 N2O4 的反应可以迅速达到平衡。体系的总压 强 p 随时间 t 的变化如下表所示[t＝∞时，N2O5(g)完全分解]：
t/min 0 40 80 160 260 1 300 1 700 ∞ p/kPa 35.8 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1
[把脉考点]
第(1)问 考查根据盖斯定律求算反应热 考查外界条件对化学平衡移动的影响；化学平衡常
第(2)问 数的计算 对反应的时间－浓度图像的综合考查；考查化学反
第(3)问 应某时刻浓度的计算
第(4)问 考查电化学知识，阳极的判断和电极反应式的书写
解析：(1)根据盖斯定律，反应①＋②可得反应③，则 ΔH3＝ΔH1 ＋ΔH2＝100.3 kJ·mol－1＋(－11.0 kJ·mol－1)＝89.3 kJ·mol－1。 (2)设碘和环戊烯的物质的量均为 1 mol，达平衡时转化的物质的 量为 x mol，由题意得：
②
对于反应 ： (g)＋I2(g)===
(g)＋2HI(g)
③
ΔH3＝________kJ·mol－1。
(2)某温度下，等物质的量的碘和环戊烯( )在刚性容器内发
生反应③，起始总压为 105Pa，平衡时总压增加了 20%，环戊
烯的转化率为________，该反应的平衡常数 Kp＝________Pa。 达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有
(g)＋I2(g)
(g)＋2HI(g)
初始物质的量/mol 1
1
0
0
转化物质的量/mol x
x
x
2x
平衡物质的量/mol 1－x 1－x
x
2x
平衡时，容器内气体总物质的量为(2＋x)mol，
则有2＋x2mmolo－l 2 mol×100%＝20%，解得 x＝0.4
则环戊烯的转化率为01.4mmool l×100%＝40% 总压强为 105Pa×(1＋20%)＝1.2×105Pa 因此各种气体的分压为 p( )＝1.2×105Pa×02..64 mmooll＝0.3×105Pa p(I2)＝1.2×105Pa×02..64 mmooll＝0.3×105Pa p( )＝1.2×105Pa×02..44 mmooll＝0.2×105Pa p(HI)＝1.2×105Pa×02..84 mmooll＝0.4×105Pa
(4)环戊二烯可用于制备二茂铁[Fe(C5H5)2，结构简式为 ]，后 者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原 理如图所示，其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯 的 DMF 溶液(DMF 为惰性有机溶剂)。
该电解池的阳极为________，总反应为____________。电解制 备需要在无水条件下进行，原因是_______________________ __________________________________________。
(3)对于反应 2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)，R.A.Ogg 提出如下 反应历程：
第一步 N2O5 NO2＋NO3
快速平衡
第二步 NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2 慢反应
第三步 NO＋NO3―→2NO2
快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述
正确的是________(填标号)。
(3)第一步反应快速平衡，说明正、逆反应速率很大，极短时间内 即可达到平衡，A 项正确；由题给三步反应可知，反应的中间产 物有 NO3 和 NO，B 项错误；第二步反应慢，说明有效碰撞次数 少，C 项正确；反应快，说明反应的活化能较低，D 项错误。 答案：(1)O2 (2)①53.1 ②30.0 6.0×10－2 ③大于 温度 提高，体积不变，总压强提高；NO2 二聚为放热反应，温度 提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高 ④13.4 (3)AC
2．(2018·全国卷Ⅰ)采用 N2O5 为硝化剂是一种新型的绿色硝化技 术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题： (1)1840 年 Devil 用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到 N2O5。 该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为________。 (2)F.Daniels 等曾利用测压法在刚性反应器中研究了 25 ℃时 N2O5(g)分解反应：
化学反应原理综合题
一、高考真题集中研究——明规律
1．(2019·全国卷Ⅱ)环戊二烯( )是重要的有机化工原料，广泛 用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：
(1)已知： (g)===
(g)＋H2(g)ΔH1＝100.3 kJ·mol－1 ①
H2(g)＋I2(g)===2HI(g) ΔH2＝－11.0 kJ·mol－1
④时间无限长时 N2O5 完全分解，故由 2N2O5(g)===4NO2(g)
＋O2(g)知，此时生成的 pNO2＝2pN2O5＝2×35.8 kPa＝71.6 kPa，pO2＝0.5×35.8 kPa＝17.9 kPa。由题意知，平衡时体系 的总压强为 63.1 kPa，则平衡体系中 NO2、N2O4 的压强和为