1、 題型一化學反應原理綜合題專題強化訓練1. (2019 福州四校高三聯(lián)考 )燃煤的過程中排放大量 CO、S。、NO以及固體顆粒物, 對環(huán)境污染嚴重。請回答下列問題：(1)將煤作為燃料常通過下列兩種途徑：途徑 I : C(s) + Q(g)=C6(g)A H0 2CO(g) + C2(g)=2CO2(g)A H30 2Hz(g) +Q(g)=2H2O(g)A H48,則溶 液中 c(H2CO)(填“” =”或 “ c(CO2一)。答案：(1)2 A H = 2AAA H4(2)增大 0.36(3)SO2+2HO 2e =S(4r+4HI+減少環(huán)境污染，獲得副產(chǎn)品H2SO,獲得電能(4)4(NH

2、4)2SO+ 2NO=4(NH)2SQ+ N2(5)1 X 10 4mol L 1 2.(新題預測)“綠水青山就是金山銀山”。近年來，綠色發(fā)展、生態(tài)保護成為中國展 示給世界的一張新“名片”。汽車尾氣是造成大氣污染的重要原因之一，減少氮的氧化物 在大氣中的排放是環(huán)境保護的重要內容之一。請回答下列問題：(1)已知：N2(g) +Q(g)=2NO(g)AH = +180.5 kJ mol 1_ _. .-1C(s) +Q(g)=CQ(g)AH2= 393.5 kJ mol2c(s) + Q(g)=2CO(g) AH= 221 kJ mol 12”若某反應的平衡常數(shù)表達式為K= c2: c,則此反應的

3、熱化學方程式為c (NO) c (CO)(2)N 2C5在一定條件下可發(fā)生分解反應：2N2c5(g)4NO(g) + Q(g),某溫度下向恒容密閉容器中加入一定量N2Q,測得N2Q濃度隨時間的變化如下表：t /min012345 1c(N2Q)/(mol L )1.000.710.500.350.250.17反應開始時體系壓強為P0,第2 min時體系壓強為 pb則p1 ：便=。25min內用NO表示的該反應的平均反應速率為 。一定溫度下，在恒容密閉容器中充入一定量N2。進行該反應，能判斷反應已達到化 學平衡狀態(tài)的是 (填字母)。a. NO和O2的濃度比保持不變b.容器中壓強不再變化c. 2v

4、 正(NQ)=v 逆(N2O5)d.氣體的密度保持不變(3) K是用反應體系中氣體物質的分壓來表示的平衡常數(shù)，即將 K表達式中平衡濃度用 平衡分壓代替。已知反應：NO(g) +CO(g) NO(g)+CO(g),該反應中正反應速率 s=k正 p(NQ) p(CO),逆反應速率v逆=卜逆p(NO) - p(CQ),其中k正、k逆為速率常數(shù)，則 K)為(用k正、k逆表示)。(4)如圖是密閉反應器中按n(N2): n(H2)= 1 ： 3投料后，在 200 C、400 C、600 c下，合成NH反應達到平衡時，混合物中NH的物質的量分數(shù)隨壓強的變化曲線，已知該反應為放熱反應。M點對應的M點對應的H2

5、的轉化率是O芝賓號S運春退-LN(5)工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的SO廢氣可用如圖方法獲得HSO。寫出電解的陽極反應式:Mn網(wǎng)叫)H SO.Mn網(wǎng)叫)H SO.MnO22c八、解析：(1)若某反應的平衡常數(shù)表達式為K= cW 2/，則其化學方程式為 2NO(g)C (NO) , C (CO)+ 2CO(g)=N(g) +2CO(g),將題中3個已知熱化學方程式依次編號為，根據(jù)蓋斯定律，由 X 2，可得： 2NO(g) + 2CO(g)=N(g) +2CO(g) A H= ( 393.5 kJ mol1) x 2-( + 180.5 kJ - mol J ( 221 kJ - mol 一) = - 746.

6、5 kJ - mol ： (2)根 據(jù)題表中數(shù)據(jù)及三段式法有：2N2O5(g)4NO(g) + Q(g)開始/(mol - L 1.0000轉化/(mol - L b 0.501.00 0.25min 時/(mol ,) 0.501.000.25該反應在恒溫恒容條件下發(fā)生，反應前后氣體的壓強之比等于物質的量之比，也等于物質的量濃度之比，所以 p1 ： pc=(0.50 + 1.00 +0.25) ： 1.00=7：4。 25 min 內，v(N2O5) (0 50 0 17) mol I 1=:=0.11 mol L min , v(NC2) = 2v(N2O5) =0.22 mol - L

7、min(5 2) mint。反應過程中NO和Q的濃度比始終保持不變，a項不能說明反應已經(jīng)達到化學平衡狀態(tài)；該反應在反應前后氣體分子數(shù)不相等，反應過程中容器內壓強為變量，容器內壓強不再變化可以說明反應已經(jīng)達到化學平衡狀態(tài)，b項符合題意；v正(NQ)=2v逆(N2Q)時，正、逆反應速率相等，而 2v正(NQ)=v逆(N2Q)時，正、逆反應速率不相等， c項不能說明反應已 經(jīng)達到化學平衡狀態(tài)；反應物和生成物全為氣體，氣體總質量不變，而容器恒容，故反應p(NO) p(CO2p(NO) p(CO2)二/zca 二 cc、，v=k 正.P(NO2) p(CO), v 逆=卜逆 p(NO) - p(CQ),

8、平衡時正、逆反應速 P(NO2) p(CO)rr-f,p(NO) p(CO2) k正 w k正率相等，即 卜正p(NQ)-p(CO)=k逆p(NO) -p(CO2),則小八、=,故 。 p(NO2) p(CO) k逆k逆(4)合成氨反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，NH的產(chǎn)率降低，NH的物質的量分數(shù)減小，曲線 a、b、c中，在相同條件下曲線 a對應NH的物質的量分數(shù)最高， 其反應溫度最低，所以曲線a對應的溫度為200 C。M點NH的物質的量分數(shù)為 60%設NH為0.6a mol ,則N、H共為0.4 a mol ,因為反應器中按 n(N?) : n(Hz)=1 ： 3投料，故 M

9、 點時Hb為0.3 a mol ,結合 N2(g) +3Hb(g)2NH(g)可知，轉化的 H2的物質的量為 0.9 a0.9 a+0.3 amol,所以M點對應H2的轉化率為cc0.9ao0.9 a+0.3 a極發(fā)生 MrT轉化為MnO的反應，電極反應式為MrT+2H2。 2e =Mn2X + 4HI+O，.，.、一_ _一 1答案：(1)2NO(g) + 2CO(g)=N(g) + 2CO(g) A H= - 746.5 kJmol(2)7 : 40.22 mol L 1 min 1 bk正3) ._k逆(4)200 C75%(5)Mn2+ + 2Ho 2e =MnO； + 4H+3.對溫

10、室氣體二氧化碳的研究一直是科技界關注的重點。I .在催化劑存在下用 H2還原CO是解決溫室效應的重要手段之一，相關反應如下：主反應：CQ(g) +4H2(g)=CH4(g) +2H2O(g) AH1 TOC o 1-5 h z 副反應：CO(g) + Hb(g)=CO(g) + H2O(g)A H2= + 41.2 kJmol一1-1已知H2和CH的燃燒熱分別為一285.5 kJ mol 和一890.0 kJ - molH2O(l)=H 2O(g)A H= + 44 kJ mol 1- -1A H=kJ - mol 。(2)有利于提高 CH平衡產(chǎn)率的反應條件是 (至少 寫兩條)。工業(yè)上提高甲烷

11、反應選擇性的關鍵因素是 。T C時，若在體積恒為2 L的密閉容器中同時發(fā)生上述反應，將物質的量之和為5mol的H2和CO以不同的投料比進行反應，結果如圖1所示。若a、b表示反應物的轉化率，n(CO2)則表示H2轉化率的是 , c、d分別表示CH(g)n(CO2)時，甲烷產(chǎn)率最高。若該條件CO的產(chǎn)率趨于 0,則T C時的平衡常數(shù) K=圖 1 MS)n.溶于海水的CO95% HCO形式存在。在海洋中，通過如圖 2鈣化作用實現(xiàn)碳自凈。海洋表面,1心6電源屯HCO:詞碰U罐pHv6的海水海水質子交椅膜的海水飛跳pHv6的海水海水質子交椅膜(4)寫出鈣化作用的離子方程式： (5)如圖3,電解完成后，a室

12、的pH(“變大” “變小”或“幾乎不變”)；其 間b室發(fā)生反應的離子方程式為 。解析：I .(1)根據(jù)已知有 CO 2(g) +H2(g)=CO(g)+H2O(g) AH2= + 41.2 kJ mol 12H2(g) + Q(g)=2H2O(l)A Hb=-571.0 kJ mol 1CH(g) + 2Q(g)=CO(g) +2屋。)A H= 890.0 kJ mol 1_-1 H2O(l)=H2O(g)AH= + 44 kJ mol根據(jù)蓋斯定律，由x 2 + X2可得 CO(g) + 4H(g)=CH4(g) + 2HO(g) AH =2AH3-A H4+2A Hs=-164.0 kJ m

13、ol 1。(2)反應CO(g) + 4H2(g)=CH4(g) +2H2O(g)是正方向為氣體體積減小的放熱反應，降低 溫度和增大壓強都有利于反應正向移動，提高CH平衡產(chǎn)率；工業(yè)上提高甲烷反應選擇性的關鍵因素是催化劑。(3)隨著；S比值的增大,氫氣的轉化率降低,則表示H2轉化率的是b。隨著需c為CH(g)的體積分比值的增大，氫氣的量增多，一氧化碳的量減少，甲烷的量增加，故 數(shù),由圖可知版=4時，甲烷的產(chǎn)量最高。若該條件下CO勺產(chǎn)率趨于,髏=4,由 于H、CO的物質的量之和為 5 mol,則H2和CO分別為4 mol和1 mol,平衡轉化率為 c為CH(g)的體積分CO(g) + 4Ha(g)=

14、CH4(g) + 2HaO(g) TOC o 1-5 h z 開始時濃度/ (mol - L 1) 0.5 200改變的濃度 / (mol L1)0.41.60.40.8平衡時濃度 / (mol L1)0.10.40.40.8K=0.4 X0.80.1 X 0.4K=0.4 X0.80.1 X 0.4100。n .(4)根據(jù)圖中信息可知，鈣化作用是碳酸氫鈣轉化為碳酸鈣、二氧化碳和水，其反、一一 、 . 、 11 -2+.八應的離子萬程式為 2HCO+ Ca =CaC。+ COT + HkQ(5)電解完成后，a室中水放電產(chǎn)生氧氣，而氫離子進入b室，pH幾乎不變；其間b室發(fā)生反應的離子方程式為 5

15、+ HCO=CO T + H2O。答案：I .(1) 164.0 (2)降低溫度，增大壓強催化劑(3)b4 100 n.(4)2HCO 3 + CaT=CaC創(chuàng) + COT + H2O (5)幾乎不變H+ + HCO=COT + H2O4.甲醇既是重要的化工原料，又是一種可再生能源，具有廣泛地開發(fā)和應用前景。(1)已知反應 CO(g) + 2H(g)CHOH(g) AH= 99 kJ - mol 1中的相關化學鍵鍵能如下：化學鍵H HC- OCOH- OC- H日(kJ mol1)436343x465413(2)在一容積可變的密閉容器中，1 mol CO與2 mol H2發(fā)生反應：CO(g)

16、+2H2(g)CHOH(g) AH0, CO在不同溫度下白平衡轉化率2H2(g)T1b兩點的反應速率:)T1b兩點的反應速率:)v(b)。)T2,原因是(填 =(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總 壓X物質白勺量分數(shù))。(3)利用合成氣(主要成分為CO CO和H2)合成甲醇，發(fā)生的主要反應如下：I: CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) A Hn : CO(g) + H2(g)CO(g) + HO(g)A I: CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) A Hn : CO(g) + H2(g)CO(g) + HO(g)A H2m： CO(g) +3H2(g)CHOH(g)+H2O

17、(g)A H則AH(填“” “”或 = )A 也 理由是 。解析：(1)根據(jù)反應 CO(g) + 2Ha(g)CHOH(g) AH= 99 kJ mol -及表中數(shù)據(jù)可知，反應斷鍵吸收的能量為 (x+2X436) kJ,成鍵放出的能量為(3 X413+ 465+343) kJ = 2 047 kJ,反應放出 99 kJ 的熱量，貝 U 2 047 (x +2X 436) = 99, x= 1 076。(2) a、b 兩點 處在同一條等溫線上，a點的壓強小于b點的壓強，由于增大壓強，化學反應速率增大，則 反應速率v(a) v(b)。H 2的消耗速率在任何時候都是CHOH的生成速率的2倍，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，A項錯誤；CHOH的體積分數(shù)不再改變，說明正、逆反應速率相等，能說明反應達到平衡狀態(tài)，B項正確；該裝置的容積可變，混合氣體的總質量不變，則混合氣體的密度是一變量，當混合氣體的密度不再改變時，能說明反應達到平衡狀態(tài)，C項正確；C5口 CHOH的物質的量之和保持不變，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，D項錯誤。根據(jù)圖中a點時CO的轉化率是0.5,則有CO(g)+2H(g)CHOH(g)起始/mol120變化/m