專題檢測(十二)反應(yīng)原理綜合題

1、O已知:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)M=53.7kJmol專題檢測(十二)反應(yīng)原理綜合題專題檢測A二氧化碳的捕集、利用是我國能源領(lǐng)域的一個(gè)重要戰(zhàn)略方向?？茖W(xué)家提出由C02制取C的太陽能工藝如圖1所示。若“重整系統(tǒng)”發(fā)生的反應(yīng)中計(jì)寰=6則Fex6的化學(xué)式為工業(yè)上用CO2和H2反應(yīng)合成二甲醚。CH3OCH3(g)+H2O(g)=2CH3OH(g)AH2=+23.4kJmol則2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)Ah=kJmol1。(3)一定條件下，上述合成二甲醚的反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，若改變反應(yīng)的某一個(gè)條件,F列變化能說明平衡一定向正反應(yīng)方向

2、移動(dòng)的是(填代號(hào))。逆反應(yīng)速率先增大后減小H2的轉(zhuǎn)化率增大反應(yīng)物的體積分?jǐn)?shù)減小d容器中半證減小在某壓強(qiáng)下，合成二甲醚的反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖2所示。T1溫度下，將6molCO2和12molH2充入2L的密閉容器中，5min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，則05min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CH3OCH3)=投料比口卅點(diǎn)廠門別上述合成二甲醚的過程中提高CO2的轉(zhuǎn)化率可采取的措施有(回答常溫下，用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液，在NH4HCO3溶液中，c(NH；)(填“”“或”“=”)c(HCO3);反應(yīng)NH；+HCO3+H2ONH3H2O+H2CO3的平衡常數(shù)K=。已知常溫

3、下NH3H2O的電離常數(shù)Kb=2X105,H2CO3的電離常數(shù)Ki=4X10JK2=4X10宀)(5)據(jù)報(bào)道，以二氧化碳為原料采用特殊的電極電解強(qiáng)酸性的二氧化碳水溶液可得到多種燃料，其原理如圖3所示。電解時(shí)b極上生成乙烯的電極反應(yīng)式為。人陽能電池乙烯丙烯、np二nrr屮質(zhì)了透過服解析:(1)根據(jù)n7=6可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：子守恒知x:y=3：4。(2)將題中熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為6FeO+CO2=FexOy+C,根據(jù)原a、b、c,根據(jù)蓋斯定律，ax2111b=c,貝UAH3=2AH1AH2=53.7kJmolx223.4kJmol=130.8kJmol。(3)逆反應(yīng)速率先增大后減小，可能是

4、增大了生成物濃度，平衡逆向移動(dòng)，a項(xiàng)錯(cuò)誤；H2的轉(zhuǎn)化率增大，平衡一定正向移動(dòng)，b項(xiàng)正確；反應(yīng)物的體積分?jǐn)?shù)減小，可能是加入了生成物，平衡逆向移動(dòng)，c項(xiàng)錯(cuò)誤；容器中減小，可能是移出了CO2，平衡逆向移動(dòng)，dn(H2)項(xiàng)錯(cuò)誤。T1溫度下，將6molCO2和12molH2充入2L的密閉容器中，根據(jù)圖像可知二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為60%，即消耗二氧化碳6molx60%=3.6mol，生成二甲醚1.8mol,v(CH3OCH3)=1.8mol2Lx5min=0.18mol1min。(4)根據(jù)電離常數(shù)及”越弱越水解“知水解程度:+NH4c(HCO3);平衡常數(shù)K=c(NH3H2O)qH2CO3)cNH；cHCO3

5、啊cNH3H2OcH2CO3cNH4cOHcHCO3cHKwKbK110142x105x4x10i=1.25X10(5)b極上CO2得電子，結(jié)合氫離子生成乙烯和水：2CO2+12H+12e=C2H4+4H2O。答案：(1)Fe3O4(2)130.8(3)b0.18mol-L1min1增大投料比、增大壓強(qiáng)、降低溫度等(4)1.25x103(5)2CO2+12H+12e=C2H4+4H2O(2017廣州五校聯(lián)考)碳和氮是動(dòng)植物體中的重要組成元素，向大氣中過度排放二氧化碳會(huì)造成溫室效應(yīng)，氮氧化物會(huì)產(chǎn)生光化學(xué)煙霧，目前，這些有毒有害氣體的處理成為科學(xué)研究的重要內(nèi)容。已知熱化學(xué)方程式：2C2H2(g)+

6、5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)AHiC(s)+O2(g)=CO2(g)AH21H2(g)+2O2(g)=H20(1)AH3則反應(yīng)2C(s)+H2(g)=C2H2(g)的AH為。(用含AHiAH2、AH3的關(guān)系式表示)利用上述反應(yīng)設(shè)計(jì)燃料電池(電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀溶液)，寫出電池的負(fù)極反應(yīng)式：。用活性炭還原法可以處理氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO,發(fā)生反應(yīng)C(s)+2NO(g)2)+CO2(g)AH”“=”或“無法確定”)。解析：(1)反應(yīng)中鎂元素的化合價(jià)由0價(jià)升高到+2價(jià)，發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氧化產(chǎn)物MgH2。由C2O3溶于水生成草酸知，C2O3與NaO

7、H反應(yīng)生成草酸鈉與水。(3)Ah=反應(yīng)物總鍵能一生成物總鍵能=(958.5+0.5X497)kJmol-1-2X745kJmol-1=-283kJmol-S由蓋斯定律知：AH=AH3-(AH2+3AH1)=-846.3kJmol-1-283kJmo-1+3X(198kJmol1)=+30.7kJmol-1。(4)曲線I相對(duì)于曲線n而言，達(dá)到平衡所需要的時(shí)間較少，平衡時(shí)c(H2)較大，說明條件改變后反應(yīng)速率較快，更有利于平衡向右進(jìn)行，故改變的條件是升高溫度。a、b兩點(diǎn)反應(yīng)均處于平衡狀態(tài)，故平均反應(yīng)速率均為0。由題給數(shù)11據(jù)并結(jié)合反應(yīng)的化學(xué)方程式易求出平衡時(shí)c(CH4)=0.5molL：、c(H2

8、O)=1molL、c(CO)=1molL二故平衡常數(shù)為54。當(dāng)幾種物質(zhì)等物質(zhì)的量濃度(設(shè)為c)混合時(shí)，Qc=c2,因c值不確定，故無法確定Qc與K的相對(duì)大小，所以反應(yīng)進(jìn)行的方向也無法確定。答案：(1)MgH2C2O3+2NaOH=Na2C2O4+H2O+30.7kJmol1升高溫度均為054無法確定專題檢測B1.(2017襄陽調(diào)研)(1)汽車尾氣的主要污染物為NO,用H2催化還原NO可以達(dá)到消除污染的目的。已知：2NO(g)N2(g)+O2(g)h=180.5kJmol2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)AH=+571.6kJmol則Hg)與NO(g)反應(yīng)生成Ng)和H2O(I)的熱化學(xué)方

9、程式是消除汽車尾氣的過程中，反應(yīng)2NO(g)N2(g)+O2(g)起決定作用，某研究小組模擬研究如下：向1L恒容密閉容器中充入amolNO，其濃度與反應(yīng)溫度和時(shí)間的關(guān)系如圖所示。T2下，在0&時(shí)間段內(nèi),；反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g)平衡常數(shù)K=(用相關(guān)字母表示)。該反應(yīng)進(jìn)行到M點(diǎn)放出的熱量(填“大于”“小于”或“等于”)進(jìn)行到W點(diǎn)放出的熱量；M點(diǎn)時(shí)再加入一定量的NO,平衡后NO的轉(zhuǎn)化率(填“變大”“變小”或“不變”)。反應(yīng)開始至達(dá)到平衡的過程中，容器中下列各項(xiàng)發(fā)生變化的是(填字母)。a.混合氣體的密度b混合氣體的壓強(qiáng)逆反應(yīng)速率單位時(shí)間內(nèi)，N2和NO的消耗量之比氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量(

10、3)工業(yè)上用氨水吸收廢氣中的S02。已知NH3H20的電離常數(shù)Kb=1.8X10；H2SO3的電離常數(shù)Kai=1.2X102,Ka2=1.3X10-8。在通入廢氣的過程中:當(dāng)恰好生成正鹽時(shí)，溶液中離子濃度的大小關(guān)系為。當(dāng)恰好生成酸式鹽時(shí)，加入少量NaOH溶液，反應(yīng)的離子方程式為ab-11解析：(2)根據(jù)圖像，T2下，在0右時(shí)間段內(nèi)，v(NO)=打molLmin,v(O2)ab2t111molLmin;2NO(g)N2(g)+O2(g)起始(molL1)反應(yīng)(molL1)amamam平衡(molamamm平衡常數(shù)K1，則N2(g)+O2(g)2NO(g)平衡常數(shù)K=K4m2a-m。由于2NO(g

11、)N2(g)+O2(g)AH=180.5kJmolS反應(yīng)放熱，放出的熱量與反應(yīng)消耗的NO的物質(zhì)的量成正比，W點(diǎn)c(NO)濃度小，反應(yīng)消耗的NO多，因此進(jìn)行到M點(diǎn)放出的熱量小于進(jìn)行到W點(diǎn)放出的熱量；M點(diǎn)時(shí)再加入一定量NO,相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，平衡后NO的轉(zhuǎn)化率不變。反應(yīng)開始至達(dá)到平衡的過程中,容器的體積不變，氣體的質(zhì)量不變，混合氣體的密度不變，a項(xiàng)不符合題意；該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，反應(yīng)前后混合氣體的壓強(qiáng)不變，b項(xiàng)不符合題意；開始時(shí)逆反應(yīng)速率為0,隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成物的濃度逐漸增大，逆反應(yīng)速率逐漸增大，c項(xiàng)符1合題意；在平衡之前，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，N

12、2的消耗量小于NO的消耗量的1,d項(xiàng)符合題意；氣體的物質(zhì)的量不變，氣體的質(zhì)量不變，氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變，e項(xiàng)不符合題意。(3)正鹽為亞硫酸銨，在亞硫酸銨溶液中，由于Kb(NH3H2O)Ka2(H2SO3)，故亞硫酸根離子水解程度大于銨根離子，因此c(NH4)c(SO3)、c(OH)c(Hj，由亞硫酸根離子的兩步水解可知c(OH)c(HSO3)，堿性溶液c(Hj最小，故c(NH4)c(SO2)c(OH)c(HSO3)c(Hj。亞硫酸氫銨中加入少量NaOH溶液，反應(yīng)生成亞硫酸鈉、亞硫酸銨和水，反應(yīng)的離子方程式為HSO3+OH=h2O+SO2。答案：(1)2H2(g)+2NO(g)=N2(g)

13、+2H2。(1)A=752.1kJmol12寸號(hào)產(chǎn)小于不變cdc(NH；)c(SO3)c(OH)c(HSO3)c(H+)HSO3+OH-=出0+SO2氫氣是一種常用的化工原料，如合成氨和尿素CO(NH2)2等。(1)以H2合成CO(NH2)2的有關(guān)熱化學(xué)方程式有：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)Hi=92.40kJmol-112NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4G)H2=159.47kJmolNH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(l)H3=+72.49kJmol1則N2(g)、H2(g)與CO2(g)反應(yīng)生成CO(NH2)2(s)和H2O(I)的熱化學(xué)方程式為

14、(2)尿素在土壤里會(huì)緩慢轉(zhuǎn)化成碳酸銨、碳酸氫銨:CO(NH2)2+2H2O(NH4)283、(NH4)2CO3+H2ONH4HCO3+NH3H2O。已知，常溫下CH3COOH和NH3H2O的電(用字母表示)。離常數(shù)相等。在同溫度、同濃度的下列溶液中，pH由大到小的順序?yàn)閎.氨水a(chǎn).NH4Cl(aq)c.CH3COONH4(aq)d.NH4HCO3(aq)(3)電解制H2的原理為C(s)+2H2O(l)空氣堿性燃料電池為電源，e.(NH4)2CO3(aq)碳酸銨溶液中c(H+)c(OH)=電解CO2(g)+2H2(g)。某學(xué)習(xí)小組擬以二甲醚電解煤漿液(由煤粉與稀硫酸組成)探究上述原理，裝置如圖所

15、示。離子交換膜可能是二甲瞇KOI溶液I空T煤漿一I(填字母)。a.陽離子交換膜b.陰離子交換膜c.質(zhì)子交換膜已知4.6g二甲醚(CH3OCH3)參與反應(yīng)，裝置I的能量轉(zhuǎn)化率為80%,C4極收集到8064mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體，裝置n的電流效率n=轉(zhuǎn)移電子總數(shù)電流效率n=生成目標(biāo)產(chǎn)物需要的電子數(shù)100%X。寫出在電催化作用下，丙烷與水反應(yīng)生成氫氣和一種含有三元環(huán)的環(huán)氧化合物該反應(yīng)的化學(xué)方程式：;環(huán)氧化合物Y是X的同分異構(gòu)體，Y的結(jié)構(gòu)簡式為。解析：根據(jù)蓋斯定律，由+得：N2(g)+3H2(g)+CO2(g)=C0(NH2)2(s)+_1_1、H2O(l)出=(_92.40159.47+72.49)k

16、Jmol=_179.38kJmol。(2)根據(jù)越弱越水解知，水解能力排序?yàn)镃O2_HCO3NH4=CH3COO_，所以同溫度、同濃度的碳酸銨溶液的堿性比碳酸氫銨溶液的強(qiáng)。即同溫度、同濃度條件下，氨水、碳酸銨溶液、碳酸氫銨溶液、醋酸銨溶液、氯化銨溶液的pH依次減小。碳酸銨溶液中，由電荷守恒知c(NH4)+c(H)=c(OH)+c(HCO3)+2c(CO3),變形得c(H)_c(OH)=c(HCO3)+2c(CO2)c(NH；)。(3)二甲醚發(fā)生氧化反應(yīng)，C1極為負(fù)極，C4極為陰極，C3極為陽極。C3極的電極反應(yīng)式為C4e_+2H2O=CO21+4H+,C4極的電極反應(yīng)式為4H+4e_=2H21。

17、陰極區(qū)氫離子的濃度減小，陽極區(qū)中氫離子從左透過交換膜向右遷移，故離子交換膜可能為質(zhì)子交換膜或陽離子交換膜(煤漿中沒有其他陽離子)。裝置I中負(fù)極反應(yīng)式為CH3OCH3_2_12e+16OH=2CO3+11出0,n(CH3OCH3)=0.1mol,裝置I向裝置n提供電子的物質(zhì)的量為0.1molx12X80%=0.96mol。n(H2)=8.064L=0.36mol，生成0.36mol22.4Lmol氫氣需要電子的物質(zhì)的量為0.72mol。根據(jù)電流效率定義，裝置n的電流效率n=瓷吧0.96molx100%=75%。CH3CH2CH3與H2O反應(yīng)生成氫氣和X,X是三元環(huán)氧化合物，1個(gè)三元環(huán)中含1個(gè)氧原

18、子、2個(gè)碳原子，即X為甲基環(huán)氧乙烷，它的環(huán)氧化合物類同分異構(gòu)體為環(huán)氧丙烷。_1答案：(1)N2(g)+3H2(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)AH=_179.38kJmolbedcac(HCO3)+2c(C03_)_c(NH；)ac75%(4疋氏CHgCH+H小電僅化,J)+出CH3廠嚴(yán)TTCCHs21世紀(jì)的綠色能源，(CO、H2)，再制3能源是制約國家發(fā)展進(jìn)程的因素之一。甲醇、二甲醚等被稱為工業(yè)上以天然氣為主要原料與二氧化碳、水蒸氣在一定條件下制備合成氣成甲醇、二甲醚。工業(yè)上，可以分離合成氣中的氫氣，用于合成氨，常用醋酸二氨合亞銅Cu(NH3)2Ac溶液來吸收合成氣中的

19、一氧化碳，其反應(yīng)原理為Cu(NH3)2Ac(aq)+CO(g)+NH3(g)Cu(NH3)3AcCO(aq)AH0。常壓下，將吸收一氧化碳的溶液處理重新獲得Cu(NH3)2Ac溶液的措施是工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇：反應(yīng)a:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ZH=-49.0kJmol反應(yīng)b:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AHP2、T3T2C.P1P3、T1T3B.p2P4T4T2D.P1P4、T2T3CO可以合成二甲醚，二甲醚可以作為燃料電池的原料，化學(xué)反應(yīng)原理為2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)AHT2T3T4。同時(shí)反應(yīng)b是一

20、個(gè)氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，隨壓強(qiáng)增加，甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)逐漸升高，由圖可推出P1P2P3P4,故選C、D。A項(xiàng)，平衡逆向移動(dòng)，故A錯(cuò)誤。B項(xiàng)，平衡一定正向移動(dòng)，故B正確。C項(xiàng)，根據(jù)題目所給信息知，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物中CH3OCH3(g)與H2O(g)的體積比為1:1,平衡后，若按體積比1:1充入CH3OCH3(g)與H2O(g)的混合氣體，則平衡逆向移動(dòng)，但CO2和出的體積分?jǐn)?shù)減小，因此，反應(yīng)物的體積分?jǐn)?shù)減小，平衡不一定正向移動(dòng)，故C錯(cuò)誤。平衡常數(shù)與溫度有關(guān)，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，平衡常數(shù)增大必然是降低了溫度，平衡一定正向移動(dòng)，D正確。(4)書寫燃燒熱的熱化學(xué)方程式時(shí)，注意可燃物必須是1mo

21、l，根據(jù)已知數(shù)據(jù)可計(jì)算出1mol二甲醚完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量為1454.98kJ。答案：(1)加熱43CDBD1CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3出0(1)已=1454.98kJmol4.鋅元素是重要的金屬元素，鋅及其化合物在生活、生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用，回答下列問題：(1)ZnO和AI2O3的化學(xué)性質(zhì)相似，寫出ZnO和NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式：閃鋅礦(主要成分為ZnS)、軟錳礦(主要成分為MnO2)與硫酸共熱時(shí)可以析出單質(zhì)硫，TOC o 1-5 h z該反應(yīng)的化學(xué)方程式為?；鸱掍\時(shí)在鼓風(fēng)爐中加熱到11001300C,發(fā)生反應(yīng)I：ZnO(s)+1CO(g)Zn(g)+CO2(g)H=+198kJmol。該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=。111溫度為T1時(shí)，反應(yīng)I的平衡常數(shù)為K1,則同溫下反應(yīng)n：2ZnO(s)+?CO(g)?Zn(g)+2CO2(g)的平衡常數(shù)K2=(用K1表示)。某溫度時(shí)反應(yīng)I的平衡常數(shù)K=1.0，起始時(shí)在容積固定的密閉鼓風(fēng)爐中通入0.111molLCO(ZnO足量)，達(dá)平衡時(shí)，CO的濃度為。粗銅電解精煉的廢電解液中常含有有PbS和ZnS沉淀時(shí),Zn2、Pb2，向廢電解液中加入Na2S溶液，當(dāng)。已知:Ksp(PbS)=3.4