任務(wù)27反應(yīng)原理綜合題1．解析：(1)②二氧化碳分子中氧電負(fù)性較大，氧帶負(fù)電荷、碳帶正電荷，則二氧化碳被銅基催化劑吸附后，二氧化碳分子中兩個(gè)氧分別與Cu2+、M＋相吸，C→X過程中兩個(gè)H－均參與反應(yīng)，中帶負(fù)電荷的氫與碳結(jié)合形成中間產(chǎn)物X，則X為。(2)①據(jù)“均攤法”，晶胞中含8×18＋1＝2個(gè)黑球、4個(gè)白球，結(jié)合化學(xué)式可知，黑球?yàn)檠?、白球?yàn)殂~，則晶體密度為2MNAa3g·cm-3＝288a3·NAg·cm-3。②180～260℃下均有S(C2H5OH)＋S(CH3COOC2H5)<100%，說明乙酸甲酯沒有完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化為乙醇、乙酸乙酯，應(yīng)該還有副反應(yīng)發(fā)生，故其原因是部分CH3COOCH3發(fā)生了其他不產(chǎn)生C2H5OH和CH3COOC2H5的反應(yīng)。③催化劑能明顯加快反應(yīng)速率，但是催化劑需一定的活性溫度，180～200℃范圍內(nèi)，CH3COOCH3轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而迅速增大的主要原因是溫度升高與催化劑活性增大共同導(dǎo)致反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的速率加快。④銅基催化劑須含合適物質(zhì)的量之比的Cu2答案：(1)①H2(g)的燃燒熱②(2)①288②部分CH3COOCH3發(fā)生了其他不產(chǎn)生C2H5OH和CH3COOC2H5的反應(yīng)③溫度升高與催化劑活性增大共同導(dǎo)致反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的速率加快④積碳覆蓋在催化劑表面；Cu2O被還原為Cu，改變了Cu2O與Cu的比例，導(dǎo)致催化劑活性降低2．解析：(1)②由圖可知，隨著反應(yīng)溫度的升高，CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，說明反應(yīng)2平衡正向移動(dòng)，則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；相同溫度下，加入催化劑CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)降低，說明催化劑不利于反應(yīng)2的正向進(jìn)行，所以催化劑會(huì)降低反應(yīng)2的選擇性。(2)①氫氣的移出率增大，生成物中氫氣濃度降低，平衡正向移動(dòng)，對(duì)應(yīng)的C2H6的平衡轉(zhuǎn)化率依次增大；反應(yīng)達(dá)到平衡后，欲增大單位時(shí)間內(nèi)C2H6的轉(zhuǎn)化率，即想要提高化學(xué)反應(yīng)速率，可以采取的措施有升高溫度或者加入催化劑。②A點(diǎn)時(shí)乙烷平衡轉(zhuǎn)化率為90%，生成的氫氣總物質(zhì)的量為0.9mol，設(shè)平衡體系中氫氣物質(zhì)的量為xmol，平衡常數(shù)K＝0.9x0.1＝0.81，解得x＝0.09，則氫氣移出率α1＝0.9?0.090.9答案：(1)①(a－b＋c)②吸熱降低反應(yīng)2的選擇性(2)①增大AD②90%(3)NaOH(4)吸收(5)BH4?濃度過大，析出了NaBO2晶體，覆蓋在催化劑表面，減小了NaBH3．解析：(1)①由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中位于頂點(diǎn)、棱心和面心的磷原子個(gè)數(shù)為8×18+8×14+2×12＝4，位于體內(nèi)的鉬原子個(gè)數(shù)為4，催化劑的化學(xué)式為MoP，則制備催化劑的反應(yīng)為二氧化鉬與磷酸氫銨混合物與氫氣高溫下反應(yīng)生成磷化鉬、氨氣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MoO2＋2(NH4)2HPO4＋9H2高溫2MoP＋4NH3＋12H2O；②由題意可知，電解時(shí)，與電源正極相連的電極b是電解池的陽極，堿性條件下甲醛在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成甲酸根離子、氫氣和水，電極反應(yīng)式為2HCHO＋4OH－－2e－=2HCOO－＋H2↑＋2H2O，電極a是陰極，水分子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧根離子，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－(2)①由反應(yīng)的機(jī)理可知，氫分子中的兩個(gè)氫原子一個(gè)來自水分子，一個(gè)來自甲醛分子，若將甲醛中的氫用D原子標(biāo)記為DCDO，得到的氫氣產(chǎn)物為HD；②氧化鋁能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成四羥基合鋁酸鈉，若氫氧化鈉溶液濃度過大，氫氧化鈉溶液溶解載體氧化鋁，使納米銀顆粒發(fā)生團(tuán)聚，催化活性下降，導(dǎo)致氫氣的產(chǎn)生迅速減慢。(3)①A.由方程式可知，2v逆(NO)＝v正(N2)不能說明正、逆反應(yīng)速率相等，無法判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡，故錯(cuò)誤；B.由質(zhì)量守恒定律可知，反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量相等，在恒容密閉容器中混合氣體的密度始終不變，則混合氣體的密度保持不變不能說明正、逆反應(yīng)速率相等，無法判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡，故錯(cuò)誤；C.該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，反應(yīng)中容器內(nèi)壓強(qiáng)減小，則容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變說明正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)已達(dá)到平衡，故正確；D.由質(zhì)量守恒定律可知，反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量相等，該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，反應(yīng)中混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量增大，則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化說明正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)已達(dá)到平衡，故正確。②設(shè)起始?xì)錃夂鸵谎趸臐舛榷紴?mol/L，由題意可知，起始反應(yīng)速率v0＝k×1m×12＝k，氫氣轉(zhuǎn)化率為50%時(shí)，氫氣和一氧化氮的濃度都為1mol/L－1mol/L×50%＝0.5mol/L，則反應(yīng)速率v＝k×0.5m×0.52＝0.125v0＝0.125k，解得m＝1；由lgk2k1＝?E答案：(1)①2MoO2＋2(NH4)2HPO4＋9H2高溫2MoP＋4NH3＋12H2O②2HCHO＋4OH－－2e－=2HCOO－＋H2↑＋2H2O1(2)①HD②NaOH溶解載體Al2O3，使納米Ag顆粒發(fā)生團(tuán)聚，催化活性下降(3)①CD②1越大4．解析：(1)當(dāng)溫度為2.4K時(shí)，反應(yīng)最終產(chǎn)物中c(N2)＝7c(NO2)，若使反應(yīng)最終產(chǎn)物中cN2cNO2<7，則氮?dú)鉂舛冉档停趸獫舛壬?，反?yīng)②逆向移動(dòng)，反應(yīng)③正向移動(dòng)，根據(jù)反應(yīng)②、③分別是吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，則應(yīng)該是降低溫度即溫度應(yīng)該低于2.4K。(2)將反應(yīng)①加上反應(yīng)②得到反應(yīng)3N2H4(l)3N2(g)＋6H2(g)，方程式相加，則平衡常數(shù)相乘即Kp＝Kp1·Kp2。由題圖可知，溫度越高，pKp1越大，pKp2越小，pKp＝pKp1＋pKp2越大，則Kp越小，說明平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)即反應(yīng)的ΔH＜0。(3)①由題圖可知，相同溫度下，S-900對(duì)NO的脫除率比S-500的低，結(jié)合表格數(shù)據(jù)分析，根據(jù)前面信息煤焦表面存在的官能團(tuán)有利于NO的吸附，其數(shù)量與煤焦中氫碳質(zhì)量比的值密切相關(guān)，則可能原因是熱解溫度高，煤焦H/C比值小，表面官能團(tuán)少；S-900的比表面積小，吸附能力弱。②350℃后，隨著溫度升高，NO的脫除率增大的原因是溫度升高，反應(yīng)速率增大。(4)根據(jù)題意，373℃下，在容積固定的密閉容器中通入1molNH3、1molNO和0.7molO2，初始?jí)簭?qiáng)為p0，達(dá)到平衡后測(cè)得NH3轉(zhuǎn)化率為88%，體系中n(N2)∶n(NO)＝20∶7，設(shè)氮?dú)馕镔|(zhì)的量為20x，NO物質(zhì)的量為7x，則2×20x＋7x＝1×88%＋1，解得x＝0.04，NO物質(zhì)的量為0.28mol，氮?dú)馕镔|(zhì)的量為0.8mol，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，氨氣物質(zhì)的量為0.12mol，NO物質(zhì)的量為0.28mol，氧氣物質(zhì)的量為0.4mol，氮?dú)馕镔|(zhì)的量為0.8mol，水物質(zhì)的量為1.32mol，pp0＝答案：(1)低于(2)Kp1·Kp2<T越大，pKp＝pKp1＋pKp2的值越大，即Kp越小，因此該反應(yīng)為放熱反應(yīng)(3)①熱解溫度高，煤焦H/C比值小，表面官能團(tuán)少S-900的比表面積小，吸附能力弱②溫度升高，反應(yīng)速率增大(4)1.0872%5．解析：(1)氮?dú)夥肿拥牡I中含有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，則1mol氮?dú)夥肿又笑墟I數(shù)目為1mol×2×NAmol-1＝2NA；由圖可知，合成氨反應(yīng)的反應(yīng)熱為ΔH＝(307.8＋100.0)kJ/mol－500kJ/mol＝－92.2kJ/mol，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.2kJ/mol。(2)由圖可知，活化能最大的反應(yīng)為2*N＋6*H=2*NH3，反應(yīng)的活化能越大，反應(yīng)速率越慢，總反應(yīng)速率取決于慢反應(yīng)，則對(duì)總反應(yīng)速率影響較大的步驟的的化學(xué)方程式為2*N＋6*H=2*NH3。(3)①反應(yīng)20min達(dá)到平衡時(shí)，氮?dú)?、氫氣、氨氣的分壓分別為0.9MPa×29＝0.2MPa、0.9MPa×23＝0.6MPa、0.9MPa×19＝0.1MPa，則0～20min內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率為0.1MPa20min＝0.005MPa/min，反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝(4)由圖可知，在HY載體上，銨根離子與物質(zhì)的量比為1∶1的一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成氮?dú)?、氫離子和水，反應(yīng)的離子方程式為4NH4+＋2NO＋2O2=3N2＋4H＋(5)由圖可知，與直流電源負(fù)極相連的電極為陰極，酸性條件下氮?dú)庠陉帢O得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氨氣，電極反應(yīng)式為N2＋6H＋＋6e－=2NH3。答案：(1)2N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.2kJ/mol(2)2*N＋6*H=2*NH3(3)①0.0050.120.2×(4)4NH4+＋2NO＋2O2=3N2＋4H＋(5)N2＋6H＋＋6e－=2NH36．解析：(1)依據(jù)蓋斯定律，將反應(yīng)①＋②得總反應(yīng)，ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝＋41kJ·mol-1－90kJ·mol-1＝－49kJ·mol-1；由題給信息可知，該反應(yīng)①為慢反應(yīng)，則反應(yīng)①的活化能大于反應(yīng)②，且ΔH＜0；圖像中，反應(yīng)①的活化能大于反應(yīng)②，且總反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)②為放熱反應(yīng)，A符合題意。(2)①二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)為CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)，因此利用各物質(zhì)的平衡分壓表示總反應(yīng)的平衡常數(shù)，表達(dá)式Kp＝pH2O·pCH3OHp3H2·pCOCO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)起