高考化学备考之化学反应与能量压轴突破训练∶培优 易错 难题篇附详细答案

高考化学备考之化学反应与能量压轴突破训练∶培优 易错 难题篇附详细答案一、化学反应与能量练习题（含详细答案解析）1．以氯化钾和硫酸亚铁为原料生产硫酸钾和氧化铁红颜料，其主要流程如下：已知：NH 4HCO 3溶液呈碱性，30℃以上NH 4HCO 3大量分解。

(1)NH 4HCO 3溶液呈碱性的原因是_____________________________________。

(2)写出沉淀池I 中反应的化学方程式_____________________________，该反应必须控制的反应条件是________________________________________。

(3)检验沉淀池I 中Fe 2+沉淀是否完全的方法是_____________________。

(4)酸化的目的是______________________________。

(5)在沉淀池II 的反应中，为使反应物尽可能多地转化为生成物，可在反应过程中加入___。

a ．(NH 4)2SO 4b ．KClc ．丙醇d ．水(6)N 、P 、K 、S 都是植物生长所需的重要元素。

滤液A 可做复合肥料，因为其中含有_____________等元素。

【答案】NH 4+的水解程度小于HCO 3-的水解程度 2NH 4HCO 3 + FeSO 4 → FeCO 3↓ + (NH 4 )2SO 4 + CO 2↑ + H 2O 反应温度低于30℃ 取沉淀池I 的滤液，滴加KSCN 溶液后滴加氯水，若无红色出现，说明沉淀完全 除去溶液中的HCO 3- c N 、S 、K 【解析】 【分析】FeSO 4与NH 4HCO 3发生双水解反应生成碳酸亚铁、硫酸铵、二氧化碳等，然后过滤得到碳酸亚铁，碳酸亚铁在空气中加热得到氧化铁，因滤液中含有NH 4HCO 3，向滤液中加入硫酸，可除去-3HCO ，此时溶液中溶质为硫酸铵、硫酸，向溶液中加入足量KCl ，此时溶液中因硫酸钾的溶解度较氯化铵低而发生沉淀，然后过滤，得到硫酸钾固体，以此解答。

【详解】（1）NH 4HCO 3溶液中铵根离子水解显示酸性，碳酸氢根离子水解显示碱性，+4NH 的水解程度小于-3HCO 的水解程度，所以NH 4HCO 3溶液呈碱性，故答案为：+4NH 的水解程度小于-3HCO 的水解程度；（2）碳酸氢根离子和亚铁离子之间发生双水解反应生成碳酸亚铁沉淀，并放出二氧化碳，反映的原理方程式为：2NH 4HCO 3+FeSO 4=FeCO 3↓+(NH 4)2SO 4+CO 2↑+H 2O ，为防止较高温度下碳酸氢铵的分解，要注意温度的选择，故答案为：2NH 4HCO 3+FeSO 4=FeCO 3↓+(NH 4)2SO 4+CO 2↑+H 2O ；反应温度低于30℃；（3）亚铁离子可以被氯气氧化为三价铁离子，亚铁离子遇到硫氰酸钾不显色，但是三价铁遇到硫氰酸钾显示红色，检验沉淀池I 中Fe 2+沉淀是否完全的方法是：取沉淀池I 的滤液，滴加KSCN 溶液后滴加氯水，若无红色出现，说明沉淀完全，故答案为：取沉淀池I 的滤液，滴加KSCN 溶液后滴加氯水，若无红色出现，说明沉淀完全；（4）沉淀池Ⅰ中，除了生成的碳酸亚铁之外，溶液中含有过量的碳酸氢铵，加入酸，酸化的目的是除去溶液中的-3HCO ，故答案为：除去溶液中的-3HCO ；（5）由题目看出在沉淀池II 中生成的K 2SO 4为固体，而K 2SO 4在无机溶剂中溶解度是比较大的，要想使K 2SO 4析出只能降低其溶解度所以加入醇类溶剂目的降低K 2SO 4的溶解度，故选：c ；（6）滤液A 的成分中含有(NH 4)2SO 4以及KCl ，即其中含有N 、S 、K 元素，属于复合肥料，故答案为：N 、S 、K 。

2．（1）反应3Fe(s)+4H 2O(g)Fe 3O 4(s)+4H 2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，试回答：（填“加快”、“不变”或“减慢”）。

①保持体积不变充入Ne ，其反应速率___。

②保持压强不变充入Ne ，其反应速率____。

（2）在一定条件下发生反应：6NO(g)+4NH 3(g)5N 2(g)+6H 2O(g)。

某次实验中测得容器内NO 及N 2的物质的量随时间变化如图所示，图中v(正)与v(逆)相等的点为__（选填字母）。

（3）一定条件下，在2L 密闭容器内，发生反应2NO 2(g)N 2O 4(g)，n(NO 2)随时间变化如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO 2)/mol0.0400.0200.0100.0050.0050.005①用NO 2表示0～2s 内该反应的平均速率为___。

②在第5s 时，NO 2的转化率为__。

【答案】不变 减慢 cd 0.0075mol·L -1·s -1 87.5% 【解析】 【分析】 【详解】(1)①保持体积不变充入Ne ，各反应物和生成物的浓度不变，故反应速率不变； ②保持压强不变充入Ne ，容器体积变大，各物质浓度减小，反应速率减慢；(2)反应达到平衡时正逆反应速率相等，据图可知t 2时刻后N 2和NO 的物质的量不再改变，说明反应到达平衡，所以c 、d 两个点v(正)与v(逆)相等；(3)①2s 内△n (NO 2)=0.04mol-0.01mol=0.03mol ，容器体积为2L ，所以反应速率为0.03mol 2L =2sc t ∆∆=0.0075mol·L -1·s -1； ②第5s 时，△n (NO 2)=0.04mol-0.005mol=0.035mol ，转化率为0.035mol100%0.04mol⨯=87.5%。

【点睛】判断通入惰性气体或者改变压强对反应速率的影响时，关键看是否改变了反应物和生成物中气体的浓度，若浓度改变则影响反应速率，若浓度不变则不影响反应速率。

3．在一定温度下，体积为2L 的密闭容器中，NO 2和N 2O 4之间发生反应：2NO 2(g)(红棕色)N 2O 4(g)(无色)，如图所示。

(1)曲线_____________(填“X”或“Y”)表示N 2O 4的物质的量随时间的变化曲线。

(2)3min 内，以X 的浓度变化表示的平均反应速率为_____________。

(3)下列措施能使该反应速率加快的是________。

①升高温度 ②减小容器体积 ③通入N 2O 4 ④通入Ar 使压强增大 ⑤通入HCl 气体 A ．①③④ B ．①②③ C ．①④⑤ D ．①②④ (4)此反应在该条件下达到限度时，X 的转化率为________。

(5)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是____________(填标号)。

A ．容器内压强不再发生变化 B ．混合气体的密度不变C ．容器内混合气体原子总数不变D ．混合气体的平均相对分子质量不变E ．v(NO 2)=2v(N 2O 4)F ．相同时间内消耗n mol 的Y 的同时消耗2n mol 的X 【答案】Y 0.1mol·L －1·min －1 B 60% A 、D 、F 【解析】 【分析】 【详解】(1)据图可知相同时间内△n (X)是△n (Y)的两倍，根据方程式2NO 2(g)ƒN 2O 4(g)可知单位时间内NO 2的变化量更大，所以Y 代表N 2O 4的物质的量随时间的变化曲线；(2)X 代表NO 2，3min 内，v (NO 2)=1mol-0.4mol2L =3minc t ∆∆=0.1mol·L －1·min －1； (3)①升高温度可以增大活化分子百分含量，增大反应速率，故正确； ②减小容器体积，各物质浓度增大，反应速率加快，故正确；③通入N 2O 4，平衡逆向移动，反应物和生成物浓度均增大，反应速率加快，故正确； ④通入Ar 使压强增大，各物质的浓度没有发生改变，反应速率不变，故错误； ⑤通入HCl 气体，各物质的浓度没有发生改变，反应速率不变，故错误；综上所述选①②③，答案为B；(4)据图可知初始X的物质的量为1mol，平衡时X的物质的量为0.4mol，转化率为1mol-0.4mol=60%；100%1mol(5)A．容器恒容，平衡移动时气体的总物质的量发生改变，所以未达到平衡时体系内压强会变，压强不变时说明反应达到平衡，故A正确；B．气体总体积不变，总质量不变，所以密度一直不变，故B错误；C．反应物和生成物均为气体，根据质量守恒定律可知平衡移动时原子总数不变，故C错误；D．气体总质量不变，平衡移动时气体总的物质的量会发生改变，所以气体平均相对分子质量会变，当气体平均相对分子质量不变时说明反应达到平衡，故D正确；E．未指明是正反应速率还是逆反应速率，故E错误；F．相同时间内消耗n mol的Y的同时消耗2n mol的X即反应的正逆反应速率相等，说明反应达到平衡，故F正确；综上所述选A、D、F。

【点睛】判断压强是否影响反应速率时关键是要看压强的改变是否改变了反应物和生成物的浓度，若改变了则压强的改变影响反应速率，若不改变，则压强的变化不影响反应速率。

4．汽车尾气中的主要污染物是NO以及燃料不完全燃烧所产生的CO。

为了减轻大气污染科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，即噲?2CO2+N2。

2NO+2CO垐?为了测定在某种催化剂作用下该反应的反应速率，t1℃下，在一等容的密闭容器中，用气体传感器测得了不同时间的NO和CO的浓度如表(CO2和N2的起始浓度为0)。

回答下列问题：（1）已知在上述反应中，反应物总能量大于生成物总能量，则正反应是___反应（填“放热”或“吸热”)。

（2）前3s内的平均反应速率：v(N2)=___。

（3）t1℃时该反应的平衡常数表达式：K=___。

（4）假设在密闭容器中该反应达到平衡后，改变下列条件，能提高NO转化率的是___（选填答案编号）。

a .选用更有效的催化剂b .升高反应体系的温度c .降低反应体系的温度d .缩小容器的体积【答案】放热 1.42×10-4mol/(L·s) 22222c (CO )c(N )c (NO)c (CO)⋅⋅ c 、d 【解析】 【分析】(1)根据图示所给的反应物总能量与生成物总能量大小关系进行分析；(2)同一反应同一时段内各物质反应速率之比等于计量数之比，v (N 2)=12v (NO)； (3)根据平衡常数的概念进行书写； (4)根据影响平衡移动的规律进行分析。

【详解】(1)反应物总能量大于生成物总能量，则该反应为放热反应；(2)同一反应同一时段内各物质反应速率之比等于计量数之比，所以前3s 内的平均反应速率v (N 2)=12v (NO)=12×-4-410.010mol/L-1.5010m 3s ol/L ⨯⨯=1.42×10-4 mol•L -1•s -1；(3)根据平衡常数的概念可知反应 2NO+2CO 垐?噲?2CO 2 +N 2的K =22222(CO )(N )(NO)(CO)c c c c ⋅⋅；(4)a ．选用更有效的催化剂，不能使平衡发生移动，故错误；b ．因反应放热，升高反应体系的温度，则平衡逆向移动，转化率减小，故错误；c ．降低反应体系的温度，平衡正向移动，转化率增大，故正确；d ．缩小容器的体积，平衡正向移动，转化率增大，故正确； 故答案为：cd 。