高三題型專練題型六化學(xué)反應(yīng)與能量

題型六化學(xué)反應(yīng)與能量

高考真題

1.(2016江蘇)通過(guò)以下反應(yīng)均可獲取電下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()

①太陽(yáng)光催化分解水制氫：2HQ(1)===2Hz(g)+02(g)△4=571.6kJ-mol1

②焦炭與水反應(yīng)制氫:C(s)+HzO(g)===CO(g)+Hz(g)Aj^=131.3kJ?mol1

1

③甲烷與水反應(yīng)制氫:CH,(g)+HzO(g)===C0(g)+3H2(g)A^=206.IkJ?mol-

A.反應(yīng)①中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.反應(yīng)②為放熱反應(yīng)

C.反應(yīng)③使用催化劑，AZS減小D.反應(yīng)CHKg)==C(s)+2Hz(g^A-74.8kJ-mol''

【答案】D

2.(2015上海)已知HQ?在催化劑作用下分解速率加快,其能量隨反應(yīng)進(jìn)程的變化如下圖所示。下列說(shuō)法正

確的是()

A.加入催化劑,減小了反應(yīng)的熱效應(yīng)

B.加入催化劑,可提高H202的平衡轉(zhuǎn)化率

C.H2O2分解的熱化學(xué)方程式:H202fH20+-O2+Q

2

D.反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量

【答案】D

3.(2015北京)最新報(bào)道:科學(xué)家首次用X射線激光技術(shù)觀察到C0與0在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過(guò)程。反

應(yīng)過(guò)程的示意圖如下：

A.C0和0生成CO?是吸熱反應(yīng)

B.在該過(guò)程中,C0斷鍵形成C和0

C.C0和0生成了具有極性共價(jià)鍵的C02

D.狀態(tài)I-狀態(tài)HI表示C0與&反應(yīng)的過(guò)程

【答案】C

題型六化學(xué)反應(yīng)與能量

4.(2016課標(biāo)II)聯(lián)氨(又稱陰,NJL,無(wú)色液體)是一種應(yīng)用廣泛的化工原料,可用作火箭燃料，回答下列問(wèn)

題：

(D聯(lián)氨分子的電子式為，其中氮的化合價(jià)為。

(2)實(shí)驗(yàn)室可用次氯酸鈉溶液與氨反應(yīng)制備聯(lián)氨,反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(3)0202(g)+N2(g)=N204(l)

②N2(g)+2Hz(g)=N2H,(1)

@02(g)+2H2(g)=2H20(g)AA

④2N2H4⑴+N20.f(l)=3N2(g)+4H20(g)△〃產(chǎn)T048.9kJ/mol

上述反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為△〃尸聯(lián)氨和N?？勺鳛榛鸺七M(jìn)劑的主要原因?yàn)?/p>

_____________________________________________________________________________________________________________________O

(4)聯(lián)氨為二元弱堿,在水中的電離方程式與氨相似,聯(lián)氨第一步電離反應(yīng)的平衡常數(shù)值為一

(已知:N2H出「==^2115^^8.7X10'；4=1.0X10”)。聯(lián)氨與硫酸形成的酸式鹽的化學(xué)式為。

(5)聯(lián)氨是一種常用的還原劑。向裝有少量AgBr的試管中加入聯(lián)氨溶液,觀察到的現(xiàn)象是—

聯(lián)氨可用于處理高壓鍋爐水中的氧，防止鍋爐被腐蝕。理論上1kg的聯(lián)氨可除去水中

溶解的&kg；與使用Na2s03處理水中溶解的02相比，聯(lián)氨的優(yōu)點(diǎn)是一

HH

【答案】26、⑴-2⑵NaClO+ZNIkNzlL+NaCl+lW)

(3)2A〃3-2△/-A小反應(yīng)放熱量大、產(chǎn)生大量氣體(4)8.7X10，N2H6(IIS0」)2

(5)固體逐漸變黑，并有氣泡產(chǎn)生1MH,的用量少，不產(chǎn)生其他雜質(zhì)(還原產(chǎn)物為附和HQ,而NazSCh產(chǎn)生

Na2S0.1)

2

5.(2016天津)氫能是發(fā)展中的新能源，它的利用包括氫的制備、儲(chǔ)存和應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(1)與汽油相比,氫氣作為燃料的優(yōu)點(diǎn)是(至少答出兩點(diǎn))。但是氫氣直接燃

燒的能量轉(zhuǎn)換率遠(yuǎn)低于燃料電池，寫出堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式:。

⑵氫氣可用于制備HQ”已知：

H2(g)+A(1)=B(1)A/Z

02(g)+B(l)=A(l)+H202(l)△/

其中A、B為有機(jī)物,兩反應(yīng)均為自發(fā)反應(yīng)，則H2(g)+02(g)=HQ2⑴的0(填“>”、"心或“=”)。

(3)在恒溫恒容的密閉容器中，某儲(chǔ)氫反應(yīng):MH,(s)+川Mg)『二MH、,2,(S)達(dá)到化學(xué)平衡。下列有關(guān)敘

述正確的是。

a.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變b.吸收ymolFk只需1molMH,

c.若降溫,該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大d.若向容器內(nèi)通入少量氫氣,則/(放氫)》汽吸氫)

(4)利用太陽(yáng)能直接分解水制氫,是最具吸引力的制氫途徑,其能量轉(zhuǎn)化形式為。

(5)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來(lái)源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO.?同時(shí)獲得氫氣:Fe+2H2+20"

通電FeO產(chǎn)+3Lt,工作原理如圖1所示。裝置通電后,鐵電極附近生成紫紅色的FeO產(chǎn),鍥電極有氣泡產(chǎn)生。

若氫氧化鈉溶液濃度過(guò)高,鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知:NazFeO,只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被壓還原。

5?

O

E

A

W

r

它

6

N.OH濃溶液16aNaOHVmolL-'

圖2

圖】

①電解一段時(shí)間后，c(OH)降低的區(qū)域在(填“陰極室”或“陽(yáng)極室”)。

②電解過(guò)程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出，其原因是。

③爪Na2FeO,)隨初始c(NaOH)的變化如圖2,任選M、N兩點(diǎn)中的一點(diǎn),分析c(NazFeOj低于最高值的原

因：?

【答案】

⑴污染小；可再生；來(lái)源廣；資源豐富；燃燒熱值高(任寫其中2個(gè))；H2+2OH-2e=2II2O

(3)ac(4)光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

(5)①陽(yáng)極室②防止NazFeO,與H?反應(yīng)使產(chǎn)率降低③M點(diǎn)：c(0H)低,NazFeO,穩(wěn)定性差,且反應(yīng)慢

(或N點(diǎn)：c(OH)過(guò)高,鐵電極上有氫氧化鐵生成，使Na?FeO,產(chǎn)率降低)。

題型六化學(xué)反應(yīng)與能量

6.(2015新課標(biāo)II)甲醇是重要的化工原料，又可稱為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、C0?和㈤在催化

劑的作用下合成甲爵,發(fā)生的主反應(yīng)如下：

?CO(g)+2H2(g)=CH;tOH(g)AH,

②CO?(g)+3Hz(g)=CH30H(g)+H2O(g)AH2

@CO2(g)+H2(g)CO(g)+H20(g)AIL

回答下列問(wèn)題：

(1)已知反應(yīng)①中的相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：

化學(xué)鍵II—Hc—0c主0H—0C-H

E/(kJ.mol1)4363431076465413

由此計(jì)算△乩二kJ,mol已知△Hz=-58kJ?mol則△&=kJ,mol/'。

(2)反應(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為；圖1中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的

曲線為(填曲線標(biāo)記字母)，其判斷理由是.

(3)合成氣的組成n(IL)/n(C0+C02)=2.60時(shí),體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率(a)與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示。

a(CO)值隨溫度升高而(填“增大”或“減小”)，其原因是

。圖2中的壓強(qiáng)由大到小為,其判斷理由是

【答案】(1)—99；+41(2)K=c(CH、OH)；a.反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，平衡常數(shù)應(yīng)隨溫度升高變?。?/p>

C(CO)?C2(”2)

(3)減??；升高溫度時(shí),反應(yīng)①為放熱反應(yīng),平衡向向左移動(dòng),使得體系中C0的量增大；反應(yīng)③為吸熱反應(yīng),

平衡向右移動(dòng)，又產(chǎn)生C0的量增大；總結(jié)果，隨溫度升高，使C0的轉(zhuǎn)化率降低；P3>P2>P1；相同溫度下，

由于反應(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓有利于提升C0的轉(zhuǎn)化率；而反應(yīng)③為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，

產(chǎn)生C0的量不受壓強(qiáng)影響,故增大壓強(qiáng)時(shí),有利于C0的轉(zhuǎn)化率升高

4

模擬訓(xùn)練

1.一氧化碳是一種用途相當(dāng)廣泛的化工基礎(chǔ)原料。

(1)利用下列反應(yīng)可以將粗銀轉(zhuǎn)化為純度達(dá)99.9%的高純銀。

Ni(s)+4C0(g)-180-200PNi(C0)“(g)該反應(yīng)的△//0(選填“>”或“=”或“<”)。

(2)在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質(zhì)硫。已知：

C(s)+02(g)=C02(g)；△Q=-393.5kJ?mol-1

-

C02(g)+C(s)=2C0(g)；A1=+172.5kJ?mol'

S(s)+()2(g)=SOz(g);△A=-296.0kJ?mol'

則2C0(g)+S02(g)=S(s)+2C02(g)△〃尸________?

⑶工業(yè)上一般采用CO與M反應(yīng)合成可再生能源甲醇,反應(yīng)如下:CO(g)+2Hz(g)=CH30H(g)某溫度下,將

2molCO和6molHz充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后,測(cè)得c(CO)=O.2moi?則CO的轉(zhuǎn)化率

為。合成氣經(jīng)壓縮升溫后進(jìn)入10m：'甲醇合成塔，在催化劑作用下，通過(guò)反應(yīng)進(jìn)行甲醇合成,TJC

下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為160。此溫度下,在密閉容器中加入一定量C0和H2,反應(yīng)到某時(shí)刻測(cè)得各組分的濃度

如下：

物質(zhì)112COCH30H

濃度/(mol?L-1)0.20.10.4

比較此時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大?。?正_______/逆(填或“=")；若其他條件不變，在TJC反

應(yīng)lOmin后達(dá)到平衡,c(Hj=0.4mol-L"',則該時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率：MOhOH)=：

(4)金屬氧化物被一氧化碳還原生成金屬單質(zhì)和二氧化碳。下圖是四種金屬氧化物被一氧化碳還原時(shí)

lg[c(C0)/c(C02)]與溫度(。的關(guān)系曲線圖。800C時(shí)，其中最易被還原的金屬氧化物是(填化學(xué)式),

該反應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值(給等于。

seoTeomimirC

-1-1-16

【答案】(1)<(2)-270kJ?mol(3)80%>0.03mol?L?min(4)Cu20IO

題型六化學(xué)反應(yīng)與能量

2.尿素/H。溶液可用于煙氣的脫硫脫硝。

(1)Barest,2S02(g)+02(g)A^SONg)AH>

2H2O2⑴=240⑴+(Ug)

SO3(g)+H2O(I))=H2SO,(I)AH3

則SO2(g)+IW)2⑴)=上2⑴AH4=(用含△乩、△!以的代數(shù)式表示)

⑵尿素［CO(N1D2］溶液對(duì)NO,及SO?有一定的脫除率。將SO?和N0x(NO約占90%)通入氧氣的體積分?jǐn)?shù)為

7樂(lè)尿素濃度為5%的反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)。

①煙氣中SO?最終轉(zhuǎn)化為一種正鹽，其化學(xué)式為一；NO和NO?以物質(zhì)的量之比1:1與CO(NH，

反應(yīng)生成無(wú)毒氣體的化學(xué)方程式為。

②氨基甲酸鍍(HNCOONH」)是尿素的水解產(chǎn)物,將一定量的氨基甲酸核置于恒容密閉容器中，發(fā)生反

應(yīng):NHzCOONHKs)ni2NH3(g)+CO2(g)AH,實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下平衡時(shí)氣體的總濃度如下表：

溫度/K338343348353

0.480.60

平衡時(shí)氣體的總濃度/mol?L-10.360.72

該反應(yīng)的(填“>”或)0；348K時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Ko

(3)其他條件不變,向尿素溶液中添加上。2溶液,測(cè)得不同pH下氮氧化物的脫除率與時(shí)間的關(guān)系如圖

所示。

?陽(yáng)I

①NO與IM),發(fā)生反應(yīng)生成亞硝酸時(shí),氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為。

(2)脫硝時(shí),最佳pH為；在堿性較強(qiáng)時(shí),N0”脫除率降低,其原因是一

(任寫一點(diǎn))。

【答案】⑴=AH計(jì)2L+AHa(2)(NH4)2S0,NO+NO2+CO(NH2)2=2N2+C02+2H20>0.032(3)1:27H202

氧化性減弱(或其他合理答案)

6

3.MnO?是常見的氧化劑、催化劑和活性電極材料。

(1)工業(yè)上，以惰性材料為電極，電解MnSO,溶液(含少量稀硫酸)制備MnO?。寫出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式:

(2)已知如下熱化學(xué)方程式(K代表平衡常數(shù))：

①M(fèi)nC()3(s)=iMnO(s)+C()2(g)AH,K,

@2MnO(s)+02(g)2MnO2(s)AH2K2

③2MnC03(s)+02(g)2MnO2(s)+2CO2(g)AH；,K3

△H3=(用△乩,ZXH2表示)K3=(用Ki、K2表示)。

(3)反應(yīng)②在低溫條件下能自發(fā)進(jìn)行，則0(填“或“=”)。

⑷在密閉容器中投入足量的MnCO%一定條件下發(fā)生反應(yīng):MnCOKs)^Mn0(s)+C02(g)

△H>0o在一定溫度下，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)p(C0z)=2aMPa。

①溫度、壓強(qiáng)對(duì)MnCO：、分解率的影響如圖所示：比較:LLz(填或“=”)。

②保持溫度不變，將容器體積擴(kuò)大至原來(lái)的2倍,則p(C02)的變化范圍是o

③保持溫度不變,將容器體積壓縮至原來(lái)的一半,達(dá)到新平衡時(shí)下列物理量一定不變的是(填代號(hào))。

A.平衡常數(shù)KB.C(C02)C.n(C02)D.m(MnC03)

(5.)一定溫度下,在容積為2L的恒容密閉容器中加人足量的MnCCUs)和5moi0、發(fā)生反應(yīng):2MnC0(s)+()2(g)

2Mn()2(s)+2C02(g),CO2以平均速率0.Imol??min-'經(jīng)過(guò)lOmin達(dá)到平衡狀態(tài)。該條件下該反應(yīng)的平

衡常數(shù)K為。

2+-+

【答案】(1)Mn+2H20-2e=MnO2+4H(2)2AH,+AH2Kl?K2(3)<(4)>aMPa<p(C02)<2aMPaAB

(5)0.5mol.L'1

題型六化學(xué)反應(yīng)與能量

4.陽(yáng)3作為一種重要化工原料,被大量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),與其有關(guān)性質(zhì)反應(yīng)的催化劑研究曾被列入國(guó)家863

計(jì)劃。

(1)催化劑常具有較強(qiáng)的選擇性,即專一性。已知：

Pt/Ru

反應(yīng)I:4NH,(g)+50z(g)育溫4N0(g)+6L0(g)AH=-905.0kJ-mol'

1

反應(yīng)II:4NH3(g)+302(g)-32N2(g)+6H20(g)AH=-1266.6kJ?mol

寫出NO分解生成Nz與烏的熱化學(xué)方程式。

⑵在恒溫恒容裝置中充入一定量的NFh和02,在某催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)I,測(cè)得不同時(shí)間的NH,和02,

的濃度如下表：

時(shí)間(min)0510152025

c(NH3)/mol?L11.000.360.120.080.0720.072

c(02)/moleL12.001.200.900.850.840.84

則下列有關(guān)敘述中正確的是。

A.使用催化劑時(shí),可降低該反應(yīng)的活化能，加快其反應(yīng)速率

B.若測(cè)得容器內(nèi)4V正(NHJ=6v逆(壓0)時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡

C.當(dāng)容器內(nèi)覆裂時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡D.前10分鐘內(nèi)的平均速率v(N0)=0.088

(3)氨催化氧化時(shí)會(huì)發(fā)生上述兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)I、IE為分析某催化劑對(duì)該反應(yīng)的選擇性，在1L密閉容器中充

入1molNH3和21noiO2,測(cè)得有關(guān)物質(zhì)的量關(guān)系如下圖：,

①該催化劑在低溫時(shí)選擇反應(yīng)_______(填“I”或“II”)。,0F"............

②52℃時(shí),4NH3+302=2N2+6HQ的平衡常數(shù)K=_______(不要求得出計(jì)I\

算結(jié)果，只需列出數(shù)字計(jì)算式)?！癹/：

③C點(diǎn)比B點(diǎn)所產(chǎn)生的NO的物質(zhì)的量少的主要原因。0十_

(4)制備催化劑時(shí)常產(chǎn)生一定的廢液,工業(yè)上常利用氫硫酸檢測(cè)和除去廢O520*40

液中的Cu二

71545

已知：25℃時(shí),Ki(HzS)=1.3X10,Kt(H2S)=7.1X10,Ksp(CuS)=8.5X10

①在計(jì)算溶液中的離子濃度時(shí)，涉及弱酸的電離通常要進(jìn)行近似處理。則0.Imol?!?氫硫酸的pH^

(取近似整數(shù))?

②某同學(xué)通過(guò)近似計(jì)算發(fā)現(xiàn)0.ImolT「氫硫酸與O.OlmolfT氫硫酸中的c(S，相等，而且等于molC1

③已知,某廢液接近于中性,若加入適量的氫硫酸,當(dāng)廢液中c(Ci?)>mol?I?(計(jì)算結(jié)果保留兩位有

效數(shù)字)，就會(huì)產(chǎn)生CuS沉淀。

8

【答案】(l)2N0(g)=Nz(g)+(h(g)T80.8kj?mol'(2)AD⑶II—?該反應(yīng)為放熱

O-4*Xl-<5?

反應(yīng)，當(dāng)溫度升高，平衡向左(逆反應(yīng))移動(dòng)(4)47.1X10151.2X10M

5.研究碳、氮及其化合物的轉(zhuǎn)化對(duì)于環(huán)境的改善有重大意義。

O,OO<NW,>,

(1)氧化還原法消除NOx的轉(zhuǎn)化如下：N°反蟲【'N5叫411

已知：N0(g)+()3(g)=N02(g)+02(g)△H=-200.9kJ/mol

2N0(g)+O2(g)=2N0(g)△H=-l16.2kJ/mol

則反應(yīng)］的熱化學(xué)方程式為?

⑵有人設(shè)想將CO按下列反應(yīng)除去:2CO(g)=2C(s)+(Mg)△H>0,請(qǐng)你分析該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)？.(填“是”

或“否”)，依據(jù)是。

(3)一定條件下,CO可與粉末狀的氫氧化鈉作用生成甲酸鈉。己知常溫時(shí)，甲酸的電離平衡常數(shù)K=L70X

104?

①甲酸鈉的水溶液呈堿性,請(qǐng)用離子反應(yīng)方程式表示其原因____________________________________.

②向20mL0.Imol/L的甲酸鈉溶液中滴加10ml0.Imol/L的鹽酸,混合液呈______性(填“酸”或“堿”),

溶液中離子濃度從大到小的順序?yàn)閛

(4)活性炭也可用于處理汽車尾氣中的N0。在2L恒容密閉容器中加入0.lOOOmolNO和2.0301W1固體活性

炭,生成A、B兩種氣體,在不同溫度下測(cè)得平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表：

固體活性炭/mdNO/molA/molB/tnol

200t2.0000.04000.03000.03(0

335七2.0050.05000.02500.02J0

①該反應(yīng)的正反應(yīng)為________(填”吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

②200℃時(shí),平衡后向恒容容器中再充入0.ImolNO,再次平衡后,N0的百分含量將(填“增大”、

“減小”或“不變”)。

③計(jì)算反應(yīng)體系在335℃時(shí)的平衡常數(shù)o

【答案】(l)3NO(g)+O3(g)===3NO2(g)AH=-317.1kJ-mor'(2)否該反應(yīng)是烙增、熠減的反應(yīng)，根據(jù)

++

G=AI1-T-AS,G>0(3)HCOO~+H2O^^IICOOI1+0IP酸c(,Na)>c(HCOOJ>c(CD>c(H)>c(OH)

(4)放熱不變0.25

題型六化學(xué)反應(yīng)與能量

6.研究CO?的利用對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建具有重要意義。

(1)將CO2與焦炭作用生成CO,CO可用子煉鐵等。

①已知：Fez()3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3C0(g)Alh=akj,mol1

1

C(石墨)+CO2(g)=2C0(g)△H2=bkJ?mol"

則CO還原Fe203(s)的熱化學(xué)方程式為?

(2)將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為：CO2(g)+3H2(g)-CH2H(g)+L0(g)AH

取一定體積CO2和他的混合氣體(物質(zhì)的量之比為1：3),加入恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng)。

①下列情況能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是(填字母)。

A.容器內(nèi)氣體密.度不變B.容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)保持不變

C.絕熱恒容時(shí)，平衡常數(shù)不變D.v正(CLOH)=3v逆(H2)

②反應(yīng)過(guò)程中測(cè)得甲醇的體積分?jǐn)?shù)a(CHQH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系如圖所示,則該反應(yīng)的△H0(填，'、

“心或“=”)。

￡

2

工

。

話

圖1圖2

③在兩種不同條件下發(fā)生反應(yīng),測(cè)得CHQH的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示，曲線I、II對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)大

小關(guān)系為KiK“(填“>”、或“=”)。

(3)以CO,為原料還可以合成多種物質(zhì)。

①如圖是模擬“侯氏制堿法”制取NaHCOs的部分裝置。操作中先在_____處通入NK氣體,然后再在—

處通入C02氣體。

②人工光合作用能夠借助太陽(yáng)能用CO?和水制備化學(xué)原料,下圖是通過(guò)人工光合作用制備HCOOH的原理示意

圖,請(qǐng)寫出催化劑b處的電極反應(yīng)式:。

太陽(yáng)光

>

10

【答案】(DFe2()3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3C02(g)AlI=(a-3b)kJ/mol(2)BC<>

(3)abC02+2e+2H=HCOOH

7.碳酸亞鐵(FeCOl是菱鎂礦的主要成分,將FeCO,加熱到200℃開始分解為FeO和COZ若在空氣中高溫燃燒

FeCCh生成Fe。。

I.已知25℃,lOlkPa時(shí):4Fe(s)+3Oz(g)=2Fez()3(s)AH=-1648kJ/mol

C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393kj/mol2FeCO;1(s)=2Fe(s)+302(g)△H=+1480kJ/mol

(1)請(qǐng)寫出FeCCh在空氣中煨燒生成FeQ的熱化學(xué)方程式?

II.生成的FeO和Fe20：i在一定條件下被還原為金屬鐵。

(2)據(jù)報(bào)道一定條件下FeQ可被甲烷還原為“納米級(jí)”的金屬鐵。其反應(yīng)為：

Fe203(s)+3CH1(g)=2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)AH>0

①原子序數(shù)為26的鐵元素位于元素周期表的第______周期。

②反應(yīng)在5L的密閉容器中進(jìn)行,2min后達(dá)到平衡,測(cè)得Fe。在反應(yīng)中質(zhì)量消耗4.8g?則該段時(shí)間內(nèi)用H2

表達(dá)的平均反應(yīng)速率為。

③將一定量的FeQ3(s)和一定量的Clh(g)置于恒溫恒壓容器中，在一定條件下反應(yīng)，能表明該反應(yīng)達(dá)到平衡

狀態(tài)的是。

a.CH,的轉(zhuǎn)化率等于CO的產(chǎn)率b.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變

c.ViE(CO)”迎(上)=1:2d.固體的總質(zhì)量不變

(3)FeO可用CO進(jìn)行還原，已知：t℃時(shí),FeO(s)+CO(g)Fe(s)+C02(g),K=0.5,若在IL密閉容器中加入

0.04molFeO(s),并通入xmolCO,t℃時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡。此時(shí)FeO(s)的轉(zhuǎn)化率為50%,則x=。

III.Fez。,還可用來(lái)制備FeCl；.,FeCh在水溶液中的水解分三步：

3，24

Fe+H20Fe(0H)+H'KI

2t

Fe(0H)+H20^=^Fe(0H)2WK2

Fe(0II)/+(01I)3+H+K3

(4)以上水解反應(yīng)的平衡常效K、&、%由大到小的順序是o通過(guò)控制條件，以上水解產(chǎn)物聚合生

成聚合物的離子方程式為:xFe，ylbO===Fex(0H)嚴(yán)欲使平衡正向移動(dòng)可采用的方法是(填

字母)

a.加水稀釋b.加入少量NaCl固體c.升溫d.加入少量Na2c。3固體

【答案】(1)4FeC03(s)+02(g)=2Fe203(s)+4C02(g)AH=-260kJ/niol(2)四0.018mol/(L?min)bed

⑶0.06K1>K2>K3acd

題型六化學(xué)反應(yīng)與能量

8.霧霾天氣是一種大氣污染狀態(tài),霧霾的源頭多種多樣，比如汽車尾氣、工業(yè)排放、建筑揚(yáng)塵、垃圾焚燒,

甚至火山噴發(fā)等。

(1)汽車尾氣中的NO(g)和CO(g)在一定溫度和催化劑的條件下可凈化。

①已知部分化學(xué)鍵的鍵能如下

分子式/結(jié)構(gòu)式NO/N=Oco/c=oco〃o=c=oM/N三N

化學(xué)鍵N=0c=oc=oN^N

鍵能(KJ/mol)6321072750946

請(qǐng)完成汽車尾氣凈化中NO(g)和CO(g)發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:2N0(g)+2C0(g)=N2(g)+2CO2(g)

AH=kJ/mol

②若上述反應(yīng)在恒溫、恒容的密閉體系中進(jìn)行，并在L時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài),則下列示意圖不得令題意的是

(填選項(xiàng)序號(hào))。(下圖中v正、K、n、P總分別表示正反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、物質(zhì)的量和總壓強(qiáng))

⑵在t」C下，向體積為10L的恒容密閉容器中通入NO和CO,測(cè)得了不同時(shí)間時(shí)NO和CO的物質(zhì)的量如下表:

時(shí)間/s0I2345

n(NO)/XlOmolIO.04.502.50l.50I.00I.00

n(CO)/XIO'mol3.603.052.852.752.702.70

tJC時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=既能增大反應(yīng)速率又能使平衡正向移動(dòng)的措施是

__________________o(寫出―-種即可)

⑶如圖1所示，以為原料采用電解法可制備新型綠色硝化劑(一種氮氧化物)寫出生成這種硝化劑的陽(yáng)

極電極反應(yīng)式o

i

90

%75

60

45

30

15

圖1圖2

(4)NH,催化還原氮氧化物(SCR)技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。在氨氣足量的情況下，不

同C(N02)/C(N0)、不同溫度對(duì)脫氮率的影響如圖2所示(已知氨氣催化還原氮氧化物的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)),

12

請(qǐng)回答溫度對(duì)脫氮率的影響,給出合理的

解釋:。

【答案】(1)-538A,B.C(2)500加壓等。(3)N2()J+2HNO3-2e=2M。5+2中(4)300℃之前,溫度升高脫氮

率逐漸增大300℃之后，溫度升高脫氮率逐漸減小300℃之前，反應(yīng)未平衡，反應(yīng)向右進(jìn)行，脫氮率增

大300℃時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡,后升溫平衡逆向移動(dòng),脫氮率減小

9.自2013年以來(lái)我國(guó)“霧霾”污染日益嚴(yán)重。中科院“大氣灰霾追因與控制”項(xiàng)目針對(duì)北京強(qiáng)霾過(guò)程進(jìn)

行分析,強(qiáng)霾過(guò)程中，出現(xiàn)了大量有毒有害的含氮有機(jī)顆粒物。燃煤和機(jī)動(dòng)車尾氣是氮氧化物的上要來(lái)源。

現(xiàn)在對(duì)其中的一些氣休進(jìn)行了一定的研究：

(1)用CH,催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：

1

?CH.(g)+4N02(g)=4N0(g)+C02(g)+2H20(g)AH=-574kJ?mol

②CH1(g)+4N0(g)=2用(g)+CO2(g)+2HQ(g)△H=T160kJ?mol'

1

@H20(g)=H20(l)△H=-44.0kJ,mol

寫出CH,(g)與NO?(g)反應(yīng)生成N2(g)>C02(g)和HzO(1)的熱化學(xué)方程式o

(2)為了減輕大氣污染,人們提出在汽車尾氣排氣管口采用催化劑將N0和C0轉(zhuǎn)化成無(wú)污染氣體參與大氣循

環(huán)。VC時(shí)，將等物質(zhì)的量的N0和CO充入容積為2L的密閉容器中，保持溫度和體積不變,反應(yīng)過(guò)程中N0的

物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如右圖所示。

n/mol

010t/min

①寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式O

②lOmin內(nèi)該反應(yīng)的速率v(Nz)=_「該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為.；FC時(shí)該化學(xué)反應(yīng)的平

衡常數(shù)K=o

③若該反應(yīng)△*(),在恒容的密閉容器中,反應(yīng)達(dá)平衡后，改變某一條件,下列示意圖正確的是。

④一定溫度下,在恒容密閉容器中充入一定量NO和C0.進(jìn)行該反應(yīng),能判斷反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

a.容器中壓強(qiáng)不再變化b.Oh的濃度不再改變

c.2v正(NO)=v逆(N2)d.氣體的密度保持不變

(3)以燃料電池為代表的新能源的推廣使用能大大降低污染物的排放。如圖是一

KOHMF*

題型六化學(xué)反應(yīng)與能量

種甲醛燃料電池結(jié)構(gòu),請(qǐng)寫出該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式

[^^](1)CH,(g)+2N02(g)=N2(g)+C02(g)+4H20(1)AH=-955kJ-mol'(2)2N0+2C0=N2+2C020.005mol

112

Lmin50%5cabCH:!0CH3-12e+160H=2C03-+11H2O

10.氫氣是清潔的能源,也是重要的化工原料,根據(jù)以下兩種制氫方法,完成下列問(wèn)題:

⑴方法一:H2s熱分解法,反應(yīng)式為:H2s(g)H2(g)+S(g)AH,在恒容密閉容器中,測(cè)定H2s分解的轉(zhuǎn)

化率(&S的起始濃度均為cmol/L),測(cè)定結(jié)果見圖1,其中曲線a表示H2s的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系，曲線b

表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過(guò)相同時(shí)間未達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)H2S的轉(zhuǎn)化率。

①4H0(填“〉”或“=”)。

②若985℃時(shí),反應(yīng)經(jīng)tmin達(dá)到平衡,此時(shí)H2s的轉(zhuǎn)化率為40%,則tmin內(nèi)反應(yīng)速率v(H?)=(用含c、

t的代數(shù)式表示)。

③請(qǐng)說(shuō)明隨溫度的升高，曲線b向曲線a接近的原因:。

(2)方法二：以CaO為吸收體,將生物材質(zhì)(以C計(jì))與水蒸氣反應(yīng)制取H“相關(guān)主要反應(yīng)如下：

I.C(s)+H20(g)=C0(g)+H2(g)△H=+131.6kj/mol

II.C0(g)+H20(g)=C02(g)+H2(g)AH=-43kj/mol

III.CaO(s)+C02(g)=CaC03(s)AH=-178.3kj/mol

①計(jì)算反應(yīng)C(s)+2H20(g)+Ca0(s)==CaC03(s)+2H2(g)的414=(保留到小數(shù)點(diǎn)后面1位)；若Ki、K?、

及分別為反應(yīng)I、II、III的平衡常數(shù)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)k=(用Ki、及、也表示)。

②對(duì)于可逆反應(yīng)C(s)+2H2(g)+Ca0(s)=CaCft,(s)+2H/(g),采取以下措施可以提高Hz產(chǎn)率的是(填

字母編號(hào))

A.適當(dāng)?shù)慕档腕w系的溫度B.使各氣體組分濃度均加倍

C.用特殊材料吸收氫氣D.增加CaO的量

③圖2為反應(yīng)I在一定溫度下,平衡時(shí)各氣體體積百分含量隨壓強(qiáng)變化的關(guān)系圖。若反應(yīng)達(dá)某一平衡狀態(tài)

時(shí),測(cè)得c.(H20)=2C(H2)=2c(CO)=2mol/L,試根據(jù)H20的體積百分含量變化曲線,補(bǔ)充完整C0的變化曲線

示意圖.

14

⑶以帥、H?為電極反應(yīng)物，以HCl-NIhCl為電解質(zhì)溶液制造新型燃料電池,放電過(guò)程中,溶液中NH；濃度逐

漸增大,寫出該電池的正極反應(yīng)式:。

【答案】(1)>0.4/c溫度升高,反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需時(shí)間縮短(2)-89.7kJ/molKAC

⑶Nz+6e+8H'=2NH；

11.科學(xué)家對(duì)一碳化學(xué)進(jìn)行了廣泛深人的研究并取得了一些重要成果。

⑴已知:C0(g)+2Hz(g)K^CH30H(g)AHi=-90.IkJ/mol；

3CH；t0H(g)CH:1CH=CH2(g)+3H2O(g)AH2=-31.OkJ/mol

CO與Hz合成CH3cH=CW的熱化學(xué)方程式為o

(2)現(xiàn)向三個(gè)體積均為2L的恒容密閉容器I、H、HI中，均分別充入ImolCO和2moi比，發(fā)生反應(yīng):C0(g)+2H式g)

30H(g)AIL=-90.IkJ/moE三個(gè)容器的反應(yīng)溫度分別為「、T2>A且恒定不變。當(dāng)反應(yīng)均進(jìn)行到

是(填字母)。

a.工業(yè)上可以通過(guò)增高反應(yīng)裝置來(lái)延長(zhǎng)礦石和C0接觸面積,減少尾氣中C0的含量

b.CO用于工業(yè)冶煉金屬鋁(Cr)時(shí),還原效率不高

c.工業(yè)冶煉金屬銅(Cu)時(shí),600℃下C0的利用率比1000℃下C0的利用率更大

d.CO還原PbOa的反應(yīng)△H〉。

(4)工業(yè)廢水中含有甲醛,該廠降解甲醛的反應(yīng)機(jī)理如圖3所示,則X表示的粒子是，總反應(yīng)的化學(xué)方

程式為。

題型六化學(xué)反應(yīng)與能量

【答案】(1)3C0(g)+61l2(g)CH3CH=CH2(g)+3H20(g)AH=-301.3kJ/mol(2)1110.067

mol/(L,min)IIII(3)beHCO：)HCHO+OsCO2+H2O

12.氫氣是一種高能燃料,也廣范應(yīng)用在工業(yè)合成中。

(1)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成培是指在25℃和lOlkPa,最穩(wěn)定的單質(zhì)生成1mol化合物的熠變。已知25℃和lOlkPa時(shí)

下列反應(yīng)：

1

@2C2H6(g)+702(g)=4C02(g)+6H20(1)△H=-3116kJ?mol

1

②C(石墨,s)+O2(g)=C02(g)AH=-393.5kJ,mol

1

@2H2(g)+02(g)=2H20(l),AH=-571.6kJ-mol

寫出乙烷標(biāo)準(zhǔn)生成焙的熱化學(xué)方程式:O

⑵已知合成氨的反應(yīng)為:凡+31卜=納乩AIKOo某溫度下,若將lmolW和2.8moi分別投入到初始體積

為2L的恒溫恒容、恒溫恒壓和恒容絕熱的三個(gè)密閉容器中，測(cè)得反應(yīng)過(guò)程中三個(gè)容器(用a、b、c表示)內(nèi)

岫的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化如圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

①圖中代表反應(yīng)在恒容絕熱容器中進(jìn)行的曲線是(用a、b、c表示)。

②曲線a條件下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=。

⑧b容器中M點(diǎn),v(正)v(逆)(填“大于”、“小于”.或“等于”)。

(3)利用氨氣可以設(shè)計(jì)成高能環(huán)保燃料電池,用該電池電解含有N02的堿性工業(yè)廢水,在陰極產(chǎn)生N2。陰極電

極反應(yīng)式為..;標(biāo)準(zhǔn)狀況下，當(dāng)陰極收集到H.2LNz時(shí),

理論上消耗NFG的體積為。

(4)氨水是制備銅氨溶液的常用試劑,通過(guò)以下反應(yīng)及數(shù)據(jù)來(lái)探究配制銅氨溶液的最佳途徑。

220

已知：Cu(OH)z(s)CU'+20HKsp=2.2X10

2+12

CU+4NH3?壓0二i[Cu(NH。/"(深藍(lán)色)+4H?0KR=7.24X10

①請(qǐng)用數(shù)據(jù)說(shuō)明利用該反應(yīng):Cu(on)2(s)+4NH3,11205=^[Cu(NH3).J"+4H20+201「配制銅氨溶液是否可行：

②已知反應(yīng)CU(0H)Z(S)+2NH3?IW+2NH；^^[CU(NH3)J*+4H20K=5.16X102,向盛有少量Cu(OH)2固體

的試管中加入14mol/L的氨水,得到懸濁液；此時(shí)若加入適量的硫酸筱固體，出現(xiàn)的現(xiàn)象為

_____________________________________;解釋出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是________________________________

【答案】⑴2c(石墨)+3似g)=C2%(g)AH=-86.4kJ/mol(2)c800小于2N02+6e+4H20=N2+80H

22.4L(4)該反應(yīng)的"降?降=1.6義107<105所以反應(yīng)很難進(jìn)行固體溶解，得到深藍(lán)色溶液溶液中存

16

在平衡CU(01I)2(S)+2NH3?H20+2NH「=[Cu(NIL)J'mO,加入硫酸鏤固體增大了鍍根離子濃度,平衡正

向移動(dòng)

13.碳及其化合物在人們的日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)研究中有著重要的作用?；卮鹣铝杏嘘P(guān)問(wèn)題：

(1)煤炭是人們利用最為廣泛的燃料，但因煤炭含硫而導(dǎo)致大氣污染。對(duì)燃煤煙氣中的SO?可采用碳酸鈣漿

液法吸收,即把燃煤煙氣和空氣同時(shí)鼓入到含CaCOs的漿液中，使S0Z被吸收。①該反應(yīng)生成石膏(CaSO1?

2HQ),化學(xué)方程式為.?

②標(biāo)準(zhǔn)狀況下，某種煙氣中S0,含量為2.1X10%-L1,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移3moi電子時(shí)，處理標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣的

體積為L(zhǎng)(保留兩位有效數(shù)字)。

(2)工業(yè)煉鐵的基本原理是:在高溫下,焦炭燃燒生成的C0將鐵礦石中鐵的氧化物還原得到鐵。

已知：

①Fe2()3(s)+3C(s,石墨)==2Fe(s)+3C0(g)AH=+489.0kj?mor1；

②C(s,石墨)+COz(g)==2C0(g)AH=+172.5kJ*mol'°

則CO還原Fe203(s)的熱化學(xué)方程式為.

(3)碳酸二甲酯(DMC)是一種無(wú)毒、環(huán)保性能優(yōu)異、用途廣泛的化工原料。一定溫度時(shí)，在容積為1.0L的

恒容密閉容器中充入2.5moicH；QH(g)、適