2021屆高考化學(xué)考前押題：化學(xué)反應(yīng)原理綜合大題（解析版）

化學(xué)反應(yīng)原理【原卷】

1.化石燃料燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生SO2、NOx等進(jìn)入大氣形成酸雨等，有效去除燃煤煙

氣中的SO2和NO是環(huán)境保護(hù)的重要課題。

⑴堿液吸收法。

堿性NaClO、Na2cO3混合液能吸收燃煤煙氣中的SO2和NOx,將其轉(zhuǎn)化為無(wú)污

染的物質(zhì)。

①堿性NaCIO廢液能吸收燃煤煙氣中的SO2,但SO2不能被完全吸收，則該反

應(yīng)的離子方程式為，若采用Ca(CIO)2吸收SO2,其效果比NaCIO更

好，理由是o

②Na2cCh溶液能吸收燃煤煙氣中的SO2和NOx,發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)可能有：SO2

+Na2cCh=Na2sO3+CO2,NCh+NO+Na2co3=2NaNCh+CO2,另外，NO?能

直接與Na2cCh反應(yīng)有兩種鹽生成，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：;

在吸收過(guò)程中可適當(dāng)通入空氣，其目的是O

⑵臭氧氧化法。

溫度在80℃以上臭氧會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)：2Ch(g)U3O2(g)AH=-144.8kJmoI

-1

o

涉及的反應(yīng)原理及反應(yīng)熱如下：

1

SO2(g)+O3(g)USO3(g)+O2(g)AH=-241.6kJmoF；

1

NO2(g)+SO2(g)UNO(g)+SO3(g)AH=-40.7kJ-moF；

1

則NO(g)+O3(g)^NO2(g)+O2(g)AH=-200.9kJ-molo

②在1L某密閉容器中充入含1.0molNO、1.0molSO2的模擬煙氣和2.0molO3,

在不同溫度下(其他條件不變)，相同反應(yīng)時(shí)間后測(cè)得反應(yīng)體系中NO和SO2的轉(zhuǎn)

化率如圖2所示:

當(dāng)溫度高于100℃,NO和SO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而下降的可能原因是

2.汽車(chē)尾氣中的NO和CO會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大影響，我國(guó)科學(xué)家在以凡為還原劑

清除N。、C。的研究方面取得了顯著成果?；卮鹣铝袉?wèn)題：

⑴以太陽(yáng)能為熱源分解FeQ一經(jīng)熱化學(xué)鐵氧化合物循環(huán)分解水可以制也。

已知：2H2。⑴=2%g)+02(8)A%=+57L0kJ-molT

*1

2Fe304(s)=6FeO(s)+02(g)AH2=+313.2kJ-mor

則3FeO(S)+H2O(1)=H2(g)+Fe30/s)A4=kJ.mor'

⑵凡還原NO的化學(xué)方程式為2N0(g)+2H2(g)+2比0(g)AH<0o

①研究表明上述反應(yīng)歷程分兩步：

I.2NO(g)+H2(g)^^N2(g)+凡。?⑴(慢反應(yīng))

n.凡。?⑴+也值)=：2也00(快反應(yīng))

該總反應(yīng)的速率由反應(yīng)__________(填“I”或“n”淡定，反應(yīng)I的活化能比

反應(yīng)n的活化能(填“高”或“低”)。

②)該反應(yīng)常伴有副產(chǎn)物NQ和NH、。以Pt作催化劑，用也還原某廢氣中的NO(其

他氣體不反應(yīng)),270℃時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)對(duì)H2-NO反應(yīng)的影響如圖所示。隨著也體

積分?jǐn)?shù)的增大，M的體積分?jǐn)?shù)呈下降趨勢(shì)，原因是__________。

05001000150020002500

H2的體積分?jǐn)?shù)/X10毋

在一定溫度下，副產(chǎn)物N。分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MO(g)=2N2(g)+O2(g),測(cè)得

在恒容容器中N2O分解的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

反應(yīng)時(shí)間/min020406080100

c(N2O)/(mol-L')0.100.080.060.040.020.00

0~20min,反應(yīng)速率丫(20)為mol.L-1.min-';若2。的起始濃度為

0.2molL-',則反應(yīng)至40min時(shí)N2O的轉(zhuǎn)化率a=

⑶凡還原CO的化學(xué)方程式為CO(g)+2H2(g)UCHQH(g)AH<0,在密閉容器中，以

濃度之比1：2通入CO和出，反應(yīng)經(jīng)歷相同時(shí)間，測(cè)得不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率

如圖所示，則160℃時(shí)，v正v逆(填“>”或若起始時(shí)

c(CO)=amol-L,,則380℃時(shí)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=(用含有a的式

子表示)。

M

唧

N

O

U

0100200300400500

溫度/℃

3.科學(xué)家們致力于消除氮氧化物對(duì)大氣的污染?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(1)NO在空氣中存在如下反應(yīng)：2NO(g)+O2(g)#2NO2(g)\H,該反應(yīng)共有兩步

第一步反應(yīng)為2NO(g)=N2O2(g)AHiVO；請(qǐng)寫(xiě)出第二步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

(A”2用含AH、AM的式子來(lái)表示)：o

⑵溫度為T(mén)i時(shí)，在兩個(gè)容積均為1L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g)

#2NO(g)+O2(g),容器I中5min達(dá)到平衡。相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示：

物質(zhì)的起始濃度(mol/L)物質(zhì)的平衡濃度(mol/L)

容器編號(hào)

c(Oi)

C(NO2)c(NO)以。2)

I0.6000.2

II0.30.50.2

①容器II在反應(yīng)的起始階段向(“正反應(yīng)”、“逆反應(yīng)”、“達(dá)平衡”)方向

進(jìn)行。

②達(dá)到平衡時(shí)，容器I與容器n中的總壓強(qiáng)之比為

A.>1B.=1C.<1

(3)NO2存在如下平衡：2NO2(g)^N2O4(g)AH<0,在一定條件下NO2與N2O4

的消耗速率與各自的分壓(分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))有如下關(guān)系：

2

i)(NO2)=krP(NO2),B(N2O4)=k2P(N2O4),相應(yīng)的速率與其分壓關(guān)系如圖所示。

一定溫度下，跖、k2與平衡常數(shù)kp(壓力平衡常數(shù)，用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)

算)間的關(guān)系是kko

(4)可用N%去除NO,其反應(yīng)原理4NH3+6NO=5N2+6H2。。不同溫度條件下，

n(NH3):〃(NO)的物質(zhì)的量之比分別為4：1、3：1、1：3時(shí)，得到NO脫除率

曲線如圖所示:

8o

oa.7o型900,0.75)

M6o

o.o4(800,0.55)

健5

0.

窸4o

0.

。3o

N0a.

2o

o.1O

80010001200V℃

①曲線a中，NO的起始濃度為6x10-4mg.m-3,從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過(guò)0.8s,該時(shí)間

3

段內(nèi)NO的脫除速率為mg/(m-s)o

②曲線b對(duì)應(yīng)Nib與NO的物質(zhì)的量之比是__________0

⑸還可用間接電解法除NO。其原理如圖所示：

陽(yáng)離子

陽(yáng)

陰

極

極

No吸

收

柱

.

Not

①?gòu)腁口中出來(lái)的物質(zhì)的是__________o

②寫(xiě)出電解池陰極的電極反應(yīng)式O

③用離子方程式表示吸收池中除去NO的原理

4.氮及其化合物的研究對(duì)于生態(tài)環(huán)境保護(hù)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展非常重要。請(qǐng)回答

下列問(wèn)題：

(1)煤燃燒產(chǎn)生的煙氣中含有氮的氧化物NOx,用CH4催化還原NO,可消除氮氧

化物的污染。已知：

①CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-865.0kJmol1

1

(2)2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△"=-112.5kJ-moi

③適量的N2和O2完全反應(yīng)，每生成2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)NO時(shí)，吸收8.9kJ的

熱量。

4

則CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)AH=kJmoIo

1

(2)已知合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g)^2NH3(g)AH=-92kJmol

①合成氨需要選擇合適的催化劑，分別選用A、B、C三種催化劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所

得結(jié)果如圖1所示(其他條件相同)，則實(shí)際生產(chǎn)中適宜選擇的催化劑是(填“A”、

“B”或"C”)，理由是__________o

［反應(yīng)速率加快倍數(shù)

35

15

W305060p/MPa

圖2

②科研小組模擬不同條件下的合成氨反應(yīng)，向剛性容器中充人10.0molN2和20.0

molH2,不同溫度下平衡混合物中氨氣的體積分?jǐn)?shù)與總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖2,Ti、

T2、T3由小到大的排序?yàn)?在T2、50MPa條件下,A點(diǎn)y正v

逆(填“>”、"V”或“=”)；在溫度T2壓強(qiáng)50Mpa時(shí)，平衡常數(shù)

Kp=MPa”(列出表達(dá)式，分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

③合成氨反應(yīng)在催化劑作用下的反應(yīng)歷程為(*表示吸附態(tài)):

第一步N2（g）-2N*；H2（g）-2H*（慢反應(yīng)）

第二步N*+H*UNH*；NH*+H*UNH2*;NH2*+H*^NH3*；（快反應(yīng)）

第三步NH3*UNHKg）（快反應(yīng)）

i.第一步反應(yīng)的活化能E］與第二步反應(yīng)的活化能E2相比：E!>E2,請(qǐng)寫(xiě)出判斷

理由__________o

ii.關(guān)于合成氨工藝的下列理解，正確的有（填寫(xiě)字母編號(hào)）。

A.控制溫度遠(yuǎn)高于室溫，是為了保證盡可能高的平衡轉(zhuǎn)化率和加快的反應(yīng)速率

B.合成氨反應(yīng)在不同溫度下的△”和都小于零

C.N%易液化，不斷將液氨移去，利于反應(yīng)正向進(jìn)行

D.原料氣中Nz由分離空氣得到，Th由天然氣與水蒸氣反應(yīng)生成，原料氣需要

經(jīng)過(guò)凈化處理，以防催化劑中毒和安全事故發(fā)生

5.硫酸是一種重要的化工原料。工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的步驟之一是SO2與02反應(yīng)生

成SO3.

（1）已知一定條件下該反應(yīng)消耗3.2g氧氣時(shí)，放出的熱量為19.8kJ,則該反應(yīng)的

熱化學(xué)方程式為o727℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)

2

Kp=3.45xlO-5pa』（K產(chǎn)器，式中p為反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)各氣體的分壓），恒溫恒容體

系中，SO2、。2和SO3的分壓分別為2.02xl（）4pa、1.01xl04Pal.OlxlO5

Pa時(shí)，反應(yīng)__________向進(jìn)行（填“正”或“逆”）；若開(kāi)始時(shí)體系中只有SO2和02,

兩種氣體的分壓分別為2.02xl04pa和LOlxlO,Pa,達(dá)平衡時(shí)，SO2的分壓為aPa,

則Kp=Pa」（列表達(dá)式）。

⑵鉛酸蓄電池已有160多年歷史，至今仍在多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。在鉛酸蓄電

池生產(chǎn)過(guò)程中，一般是先將鉛粉（主要成分為鉛和氧化鉛）與硫酸溶液混合，調(diào)制

成鉛膏后均勻地涂敷在鉛板柵上，經(jīng)干燥得到生極板。生極板化成（通入直流電

使鉛酸蓄電池的兩極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程）、封裝后，即可得到市售鉛酸蓄電

池。

①化成時(shí)，作為鉛酸蓄電池負(fù)極的生極板應(yīng)連接外電源的極。

②過(guò)充電時(shí)，鉛酸蓄電池正極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式為。長(zhǎng)時(shí)間使用后,

電池內(nèi)硫酸的濃度將（填“變大”、“變小”或“不變”）。

③單位質(zhì)量的電池理論上輸出的能量稱為理論質(zhì)量比能量。已知，鉛酸蓄電池的

電壓為2V,產(chǎn)生1Ah的電量消耗3.86g鉛。鉛酸蓄電池的理論質(zhì)量比能量為

W?h-kg-i（填標(biāo)號(hào)）。

A.518B.449C.197D.167

6.光氣（COC12）在工業(yè)上具有重要的用途。

⑴相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下

化學(xué)鍵Cl-ClC-ClC二OC=O

E/(kJ?mol1)2433301076765

寫(xiě)出工業(yè)上采用高溫活性炭催化CO與CL合成COCL（g）的熱化學(xué)反應(yīng)方程式

⑵在密閉體系中，充入體積比1：1的CO和CL和適量的活性炭，發(fā)生反應(yīng)，

實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)平衡體系中COCL的體積分?jǐn)?shù)與壓強(qiáng)P和溫度T的關(guān)系曲線如圖

所示：

O"Q

.6

時(shí)OS..45

體3

積O.2

分O.

數(shù)O.

.O1

9DP

789

壓強(qiáng)/Pa

①有利于提高光氣(COCb)平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是__________o

②圖中A點(diǎn)和C點(diǎn)化學(xué)平衡常數(shù)的大小關(guān)系：KAKc(填“大于”，“小

于”或“等于")理由是__________。若用壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp表示，計(jì)算B點(diǎn)對(duì)應(yīng)

的Kp=(用含P6的式子表示)(Kp為壓強(qiáng)平衡常數(shù)，用平衡分壓代替

平衡濃度計(jì)算，氣體平衡分壓=總壓x氣體體積分?jǐn)?shù))

(3)已知可以從實(shí)驗(yàn)中獲得反應(yīng)速率方程，用來(lái)推測(cè)反應(yīng)機(jī)理決速步中的活化絡(luò)合

物。其方法為：活化絡(luò)合物分子中含有的原子種類與數(shù)目等于反應(yīng)速率方程的表

達(dá)式中分子項(xiàng)的原子數(shù)目減去分母項(xiàng)的原子數(shù)目。例如：以H2+CL=2HC1的歷

程為例，其反應(yīng)速率方程為：

v=k(Cl2)c(H2),可推測(cè)反應(yīng)決速步中活化絡(luò)合物的可能存在形式為CIH2或H2a

或者H2+C1O

CI2=2CI反應(yīng)I

CI+CO=COCI反應(yīng)II

COCI+C12=COC12+C1反應(yīng)III

①該反應(yīng)的活化絡(luò)合物應(yīng)為O

②CO與CL合成COC12的決速步為(“反應(yīng)1”,“反應(yīng)II”或“反應(yīng)III")

7.(2020年全國(guó)1卷)硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品，接觸法制硫酸生產(chǎn)中

的關(guān)鍵工序是SO2的催化氧化：SO2(g)+^O2(g)>SO3(g)AH=-98

kJmol'o回答下列問(wèn)題：

(1)鋼催化劑參與反應(yīng)的能量變化如圖所示，V2O56)與SOXg)反應(yīng)生成VOSO4(s)

和V2O4G)的熱化學(xué)方程式為：O

反應(yīng)過(guò)程

(2)當(dāng)SO2(g)、OMg)和N2?起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%時(shí),

在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強(qiáng)下，SO2平衡轉(zhuǎn)化率a隨溫度的變化如圖所

示。反應(yīng)在5.0MPa、550c時(shí)的a=,判斷的依據(jù)是_________。影

響a的因素有o

(3)將組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為2m%SO2(g)>m%OMg)和q%NMg)的氣體通入反應(yīng)

器，在溫度t、壓強(qiáng)p條件下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時(shí)，若SO2轉(zhuǎn)化率為a,則SO3壓

強(qiáng)為，平衡常數(shù)Kp=(以分壓表示，分壓=總壓x物質(zhì)的

量分?jǐn)?shù)）。

（4）研究表明，SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程為：v=k（=-1嚴(yán)（1-na>式中：k為

反應(yīng)速率常數(shù)，隨溫度t升高而增大；a為SO2平衡轉(zhuǎn)化率，8為某時(shí)刻SO2轉(zhuǎn)

化率，n為常數(shù)。在a，=0.90時(shí)，將一系列溫度下的k、a值代入上述速率方程，

得到v~t曲線，如圖所示。

108

4

游6

第

團(tuán)4

必

4

2OO5

464058

曲線上V最大值所對(duì)應(yīng)溫度稱為該（X，下反應(yīng)的最適宜溫度tm。t<tm時(shí)，v逐漸提

高；t>tm后，V逐漸下降。原因是___________________________o

8.（2020年全國(guó)2卷）天然氣的主要成分為CH4,一般還含有C2H6等燒類，是

重要的燃料和化工原料。

（1）乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應(yīng)：C2H6（g）=C2H4（g）+H2（g）AH,相關(guān)物質(zhì)的燃

燒熱數(shù)據(jù)如下表所示：

物質(zhì)

c2H6(g)C2H4(g)H2(g)

燃燒熱

-1560-1411-286

AH/(kJ-moP1)

①AH=kJ-moI-1o

②提高該反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的方法有、O

③容器中通入等物質(zhì)的量的乙烷和氫氣，在等壓下⑼發(fā)生上述反應(yīng)，乙烷的平衡

轉(zhuǎn)化率為呢反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分

壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。

⑵高溫下，甲烷生成乙烷的反應(yīng)如下：2cH2H6+H2。反應(yīng)在初期階段

的速率方程為：r=kxcc2其中左為反應(yīng)速率常數(shù)。

①設(shè)反應(yīng)開(kāi)始時(shí)的反應(yīng)速率為小甲烷的轉(zhuǎn)化率為a時(shí)的反應(yīng)速率為介，則

ri=Ho

②對(duì)于處于初期階段的該反應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是________O

A.增加甲烷濃度，r增大B.增加H2濃度，r增大

C.乙烷的生成速率逐漸增大D.降低反應(yīng)溫度，k減小

（3）CH4和CO2都是比較穩(wěn)定的分子，科學(xué)家利用電化學(xué)裝置實(shí)現(xiàn)兩種分子的耦

合轉(zhuǎn)化，其原理如下圖所示：

+-_______________________電極B

-----固體電解質(zhì)（傳導(dǎo)O2-）

極

電

A碳

氧

氫

①陰極上的反應(yīng)式為O

②若生成的乙烯和乙烷的體積比為2：1,則消耗的CH4和CO2體積比為

9.（2020年全國(guó)3卷）二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO?的熱點(diǎn)研究

領(lǐng)域?；卮鹣铝袉?wèn)題：

（1）CO2催化加氫生成乙烯和水的反應(yīng)中，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比

H(C2H4)：H(H2O)=o當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，若增大壓強(qiáng)，貝！J

n(C2H4)(填“變大”“變小”或“不變”)。

⑵理論計(jì)算表明，原料初始組成〃(CO2)：〃(H2)=1：3,在體系壓強(qiáng)為O.IMPa,

反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，四種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)％隨溫度T的變化如圖所示。

圖中，表示C2H4、CO2變化的曲線分別是、。CO2催化加氫合成

C2H4反應(yīng)的AH0(填“大于”或“小于

⑶根據(jù)圖中點(diǎn)A(440K,0.39),計(jì)算該溫度時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)

%=(MPa)7(列出計(jì)算式。以分壓表示，分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

(4)二氧化碳催化加氫合成乙烯反應(yīng)往往伴隨副反應(yīng)，生成C3H6、C3H8、C4H8

等低碳燒。一定溫度和壓強(qiáng)條件下，為了提高反應(yīng)速率和乙烯選擇性，應(yīng)當(dāng)

10.[2019新課標(biāo)H卷】環(huán)戊二烯(Q)是重要的有機(jī)化工原料，廣泛用于農(nóng)

藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)。回答下列問(wèn)題：

1

(1)已知：L(g)=i(g)+H2(g)AHi=100.3kJ-mol①

1

H2(g)+I2(g)=2HI(g)AH2=-11.0kJmor②

對(duì)于反應(yīng)：—(g)+b(g)(g)+2HI(g)③A“3=kJ-mol-,o

（2）某溫度下，等物質(zhì)的量的碘和環(huán)戊烯（O）在剛性容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)③,

起始總壓為105Pa,平衡時(shí)總壓增加了20%,環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率為

,該反應(yīng)的平衡常數(shù)/=Pao達(dá)到平衡后，欲增加

環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有（填標(biāo)號(hào)）。

A.通入惰性氣體B.提高溫度

C.增加環(huán)戊烯濃度D.增加碘濃度

（3）環(huán)戊二烯容易發(fā)生聚合生成二聚體，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。不同溫度下，

溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法正確的是

______（填標(biāo)號(hào)）。

反應(yīng)時(shí)間/h

A.TI>T2

B.a點(diǎn)的反應(yīng)速率小于c點(diǎn)的反應(yīng)速率

C.a點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于b點(diǎn)的逆反應(yīng)速率

D.b點(diǎn)時(shí)二聚體的濃度為0.45mol-L1

（4）環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵（Fe（C5H5）2,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為衛(wèi)）,后者廣

泛應(yīng)用于航天、化工等領(lǐng)域中。二茂鐵的電化學(xué)制備原理如下圖所示，

其中電解液為溶解有漠化鈉（電解質(zhì)）和環(huán)戊二烯的DMF溶液（DMF

為惰性有機(jī)溶劑）。

該電解池的陽(yáng)極為，總反應(yīng)為O電解制

備需要在無(wú)水條件下進(jìn)行，原因?yàn)?/p>

11.據(jù)公安部2019年12月統(tǒng)計(jì)，2019年全國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)保有量已達(dá)3.5億。汽車(chē)尾

氣排放的碳?xì)浠衔?、氮氧化物及碳氧化物是許多城市大氣污染的主要污染物。

I.汽油燃油車(chē)上安裝三元催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低汽車(chē)尾氣污染。

1

(1)已知：C(s)+02(g)=C02(g)AHi=-393.5kJmor

1

2C(s)+O2(g)=2CO(g)AH2=-221.0kJ-mor

1

N2(g)+O2(g)=2NO(g)AH3=+180.5kJ-mor

CO和NO兩種尾氣在催化劑作用下生成N2的熱化學(xué)方式o

II.利用N%的還原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反應(yīng)如下:

4NH3(g)+6NO(g)^^5N2(g)+6H2O(l)AH<0

(2)寫(xiě)出一種可以提高NO的轉(zhuǎn)化率的方法：o

⑶一定溫度下，在恒容密閉容器中按照n(N%):n(NO)=2:3充入反應(yīng)物，發(fā)生

上述反應(yīng)。下列不熊判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________o

A.C(NH3)：c(NO)=2：3B.n(NH3)：ng)不變

C.容器內(nèi)壓強(qiáng)不變D.容器內(nèi)混合氣體的密度不變

E.ImoIN—H鍵斷裂的同時(shí)，生成ImoIO—H鍵

(4)某研究小組將2moiN%、3moiNO和一定量的。2充入2L密閉容器中，在AgzO

催化劑表面發(fā)生上述反應(yīng)，NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的情況如圖所示：

9

V

梅

坦

g群

z

年

如

0

N

①在5min內(nèi)，溫度從420K升高到580K,此時(shí)段內(nèi)NO的平均反應(yīng)速率

v(NO)=___________

②在有氧條件下，溫度580K之后NO生成Nz的轉(zhuǎn)化率降低的原因可能是

HI.不同溫度條件下，n(NH3)：n(NO)的物質(zhì)的量之比分別為4：1、3：1、1：3

時(shí)，得到NO脫除率曲線如圖所示：

⑸曲線b對(duì)應(yīng)N%與NO的物質(zhì)的量之比是

(6)間接電化學(xué)法除NO。其原理如圖所示：寫(xiě)出陰極的電極反應(yīng)式(陰極室溶液

呈酸性)。

化學(xué)反應(yīng)原理

1.化石燃料燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生SO2、NOx等進(jìn)入大氣形成酸雨等，有效去除燃煤煙

氣中的SO2和NO是環(huán)境保護(hù)的重要課題。

(1)堿液吸收法。

堿性NaClO、Na2cO3混合液能吸收燃煤煙氣中的SO2和NOx,將其轉(zhuǎn)化為無(wú)污

染的物質(zhì)。

①堿性NaClO廢液能吸收燃煤煙氣中的SO2,但SO2不能被完全吸收，則該反

應(yīng)的離子方程式為,若采用Ca(ClO)2吸收SO2,其效果比NaClO更

好,理由是o

②Na2cCh溶液能吸收燃煤煙氣中的SO2和NOx,發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)可能有：SO2

+Na2cCh=Na2sO3+CO2,NO2+NO+Na2CO3=2NaNO2+CO2,另外，NCh能

直接與Na2c03反應(yīng)有兩種鹽生成，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：;

在吸收過(guò)程中可適當(dāng)通入空氣，其目的是o

⑵臭氧氧化法。

溫度在80℃以上臭氧會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)：2Ch(g)U3O2(g)AH=-144.8kJmoI

-1

o

涉及的反應(yīng)原理及反應(yīng)熱如下：

1

SO2(g)+O3(g)USO3(g)+O2(g)AH=-241.6kJmoF；

1

NO2(g)+SO2(g)UNO(g)+SO3(g)AH=-40.7kJmoF；

則NO(g)+O3(g)^NO2(g)+O2(g)AH=-200.9kJ-mol^

②在1L某密閉容器中充入含1.0molNO、1.0molSO2的模擬煙氣和2.0molO3,

在不同溫度下(其他條件不變)，相同反應(yīng)時(shí)間后測(cè)得反應(yīng)體系中NO和SO2的轉(zhuǎn)

化率如圖2所示：

當(dāng)溫度高于100℃,NO和SO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而下降的可能原因是

【答案】CIO+SO2+2OH-CF+SO4+H2OCa2+與反應(yīng)生成的SO：結(jié)

合生成微溶的CaSO4,更有利于反應(yīng)的進(jìn)行2NO1+Na2CO3=NaNO3+

NaNO2+CO2確保氮的氧化物能被完全吸收反應(yīng)達(dá)到平衡以后，升高溫

度，平衡逆向移動(dòng)或臭氧分解

【詳解】

①結(jié)合信息“堿性NaClO溶液能吸收燃煤煙氣中的SO?將其轉(zhuǎn)化為無(wú)污染的物

質(zhì)”，根據(jù)SO2具有還原性，NaClO具有氧化性，二者會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成

無(wú)污染的Na2s04和NaCL根據(jù)得失電子守恒有ClCT+SCh——CF+SO;-,再

根據(jù)電荷守恒有CKT+SO2+2OH——CF+SO：,最后根據(jù)原子守恒得CIO

-

+SO2+2OH——cr+sor+H2O,又根據(jù)“so?不能被完全吸收”，說(shuō)明該

反應(yīng)為可逆反應(yīng)：CIO+SO2+2OH^cr+SOj+MO；Ca(ClO)2與SO2也

能發(fā)生類似的離子反應(yīng)，不同的是Ca?+與反應(yīng)生成的SO：結(jié)合生成微溶的

CaSO4,更有利于反應(yīng)的進(jìn)行；

②根據(jù)“NO2能直接與Na2cCh反應(yīng)有兩種鹽生成"，Na2cCh中碳元素的化合價(jià)

為+4價(jià)，處于最高價(jià)態(tài)，而NO2中氮元素的化合價(jià)為+4價(jià)，處于中間價(jià)態(tài)，

故能發(fā)生歧化反應(yīng)，生成NaNCh和NaNCh兩種鹽，同時(shí)有CCh逸出(根據(jù)已知

反應(yīng)“NCh+NO+Na2co3=2NaNO2+CO2”模仿、遷移得出)，然后根據(jù)氧化還原

反應(yīng)的化合價(jià)升降法將其配平得：2NO1+Na2CO3=NaNO3+NaNO2+CO2；通

過(guò)觀察兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式“NCh+NO+Na2co3=2NaNO2+CO2、2NO2+

Na2cO3===NaNO3+NaNO2+CO2”得出，只有當(dāng)“〃(NCh)沙(NO)”時(shí)，NO’才能

完成被吸收，在吸收過(guò)程中可適當(dāng)通入空氣，使部分NO轉(zhuǎn)化為Nth：2NO+

O2=2NO2,滿足“〃(NO2)出(NO)”，確保NO、被Na2co3溶液完全吸收；

⑵根據(jù)信息“通過(guò)電解能將燃煤煙氣中的NOx、SO2分別轉(zhuǎn)化為NH：和SOj”，

“SO2-SO、，屬于被氧化的過(guò)程，該過(guò)程在電解池的陽(yáng)極上進(jìn)行，根據(jù)得失電子

-

守恒有SO2-2e"——SOj,再根據(jù)電荷守恒有SO2-2e——SO]+41(由于向

電解液中通入NO1、SO2,會(huì)導(dǎo)致溶液呈酸性，另外電解質(zhì)溶液中的NH；發(fā)生

水解反應(yīng)也會(huì)使溶液顯酸性)，最后根據(jù)原子守恒得SO2-2e+2H2O===SOr+

4H+；同理，“NO》一NH：”屬于被還原的過(guò)程，該過(guò)程在電解池的陰極上進(jìn)行，

該電極與電源的負(fù)極相接，故b電極接電源的負(fù)極；

(3)根據(jù)NO、SO2分別與O3反應(yīng)時(shí)均為放熱反應(yīng)，結(jié)合反應(yīng)的條件“均充入含

1.0molNO、1.0molSO2的模擬煙氣和2.0molO3,在不同溫度下(其他條件不變),

相同反應(yīng)時(shí)間后測(cè)得反應(yīng)體系中NO和SO2的轉(zhuǎn)化率”，當(dāng)溫度低于100℃時(shí)，

由于反應(yīng)溫度較低,反應(yīng)速率相應(yīng)較慢,在相同時(shí)間內(nèi)反應(yīng)并沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài),

反應(yīng)仍在正向移動(dòng)，此階段NO和SO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而升高；當(dāng)溫度為

100°C時(shí)，NO和SO2的轉(zhuǎn)化率最高，說(shuō)明在該溫度下，反應(yīng)在相同時(shí)間內(nèi)剛好

達(dá)到了平衡狀態(tài)；當(dāng)溫度高于100℃時(shí)，由于NO、SO2分別與O3反應(yīng)時(shí)均為放

熱反應(yīng)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理知，升高溫度，會(huì)使平衡逆向移動(dòng)，導(dǎo)致NO和SO2

的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而下降；另外，再結(jié)合信息“溫度在80°C以上臭氧會(huì)發(fā)生分

解反應(yīng)”，也會(huì)導(dǎo)致NO和SO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而下降。

2.汽車(chē)尾氣中的NO和CO會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大影響，我國(guó)科學(xué)家在以也為還原劑

清除NO、CO的研究方面取得了顯著成果?；卮鹣铝袉?wèn)題：

⑴以太陽(yáng)能為熱源分解FeQ-經(jīng)熱化學(xué)鐵氧化合物循環(huán)分解水可以制出。

1

已知：2H20(l)=2H2(g)+02(g)AH^+STl.OkJ-mor

1

2Fe304(s)=6Fe0(s)+02(g)△H2=+313.2kJ-moE

1

則3FeO(S)+H20(1)=H2(g)+Fe30.,(s)△H3=kJ.moF

⑵H2還原NO的化學(xué)方程式為2N0(g)+2H2(g)^=^N2(g)+2H20(g)△H<0o

①研究表明上述反應(yīng)歷程分兩步：

I.2NO（g）+H2（g）=^N2（g）+耳。2（1）（慢反應(yīng)）

n.凡。）⑴+凡（9=±2也0（怎（快反應(yīng)）

該總反應(yīng)的速率由反應(yīng)（填“I”或“II”）決定，反應(yīng)I的活化能比

反應(yīng)II的活化能（填“高”或“低”）。

②）該反應(yīng)常伴有副產(chǎn)物N。和N&。以Pt作催化劑，用電還原某廢氣中的NO（其

他氣體不反應(yīng)）,270℃時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)對(duì)H2-NO反應(yīng)的影響如圖所示。隨著也體

積分?jǐn)?shù)的增大，電的體積分?jǐn)?shù)呈下降趨勢(shì)，原因是__________o

05001000150020002500

總的體積分?jǐn)?shù)/X10"

在一定溫度下，副產(chǎn)物NO分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MO（g）=2N2（g）+O2（g）,測(cè)得

在恒容容器中N2O分解的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

反應(yīng)時(shí)間/min020406080100

c(N2O)/(mol-L')0.100.080.060.040.020.00

0~20min,反應(yīng)速率丫（20）為mol.L-1.min-';若2。的起始濃度為

0.2mol-L-',則反應(yīng)至40min時(shí)N?。的轉(zhuǎn)化率a=。

⑶凡還原CO的化學(xué)方程式為CO（g）+2H2（g）UCHQH（g）AH<0,在密閉容器中，以

濃度之比1：2通入CO和出，反應(yīng)經(jīng)歷相同時(shí)間，測(cè)得不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率

如圖所示，則160℃時(shí)，Qv逆（填“>”或若起始時(shí)

c(CO)=amolL,,則380℃時(shí)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=(用含有a的式

子表示)。

【答案】+128.9I高隨著此的體積分?jǐn)?shù)的增加，NO反應(yīng)完畢，在Pt

催化下，電和也反應(yīng)生成NH、，所以N?的體積分?jǐn)?shù)呈下降趨勢(shì)0.00120%

>-4

a

【詳解】

⑴將已知反應(yīng)依次編號(hào)為①②，由蓋斯定律可知，管得反應(yīng)

3FeO(s)+H20(l)=H2(g)+Fe304(s)則

11

AH,=(+571.OkJ-mol)-(+313.2kJ-mol)=+128.9kJ/mol,故答案為：+128.9；

⑵①化學(xué)反應(yīng)速率取決于反應(yīng)慢的一步，由題意可知反應(yīng)I為慢反應(yīng)，則總反

應(yīng)速率取決于反應(yīng)I;反應(yīng)的活化能越大，反應(yīng)速率越慢，反應(yīng)I的反應(yīng)速率比

反應(yīng)n的反應(yīng)速率慢，則反應(yīng)I的活化能比反應(yīng)n的活化能高，故答案為：I;

高；

②由圖可知，當(dāng)一氧化氮完全反應(yīng)前，氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)隨氫氣的體積分?jǐn)?shù)增大而

增大，當(dāng)一氧化氮完全反應(yīng)后，氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)隨氫氣的體積分?jǐn)?shù)增大而減小，

說(shuō)明在祐催化下，氮?dú)夂蜌錃夥磻?yīng)生成氨氣，導(dǎo)致氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)隨氫氣的體積

分?jǐn)?shù)增大而減小，而氨氣的體積分?jǐn)?shù)隨氫氣的體積分?jǐn)?shù)增大而增大；由題給數(shù)據(jù)

可知，o—20min,反應(yīng)速率v(物0)為(。,°-。。8加01.L”二。.。。［.廣.而?。挥深}

20min

給數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)速率v(N?O)與反應(yīng)物NzO的濃度無(wú)關(guān)，反應(yīng)速率恒定為

0.001molL1.min-',則反應(yīng)至40min時(shí)N?。的轉(zhuǎn)化率

?=0001mo；fT：：x40min義100%=20%,故答案為:隨著凡的體積分?jǐn)?shù)的增加,

NO反應(yīng)完畢，在Pt催化下，電和也反應(yīng)生成N&,所以N2的體積分?jǐn)?shù)呈下降趨

勢(shì)；0.001；20%；

(3)由圖可知，160℃時(shí)，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率未達(dá)到最大，說(shuō)明反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡,

是平衡的形成過(guò)程，則正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率；380℃時(shí)，一氧化碳的轉(zhuǎn)化

率為50%,由題意可建立如下三段式：

CO(g)+24(g)=CH30H(g)

起(mol/L)a2a0

變(mol/L)0.5aa0.5a

平(mol/L)0.5aa0.5a

由三段式數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=M::嗎”二,故答案

0.5amol-Lx(amol-L)a

為：＞；o

a

3.科學(xué)家們致力于消除氮氧化物對(duì)大氣的污染?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(1)NO在空氣中存在如下反應(yīng)：2NO(g)+O2(g)^2NO2(g)AH,該反應(yīng)共有兩步

第一步反應(yīng)為2NO(g)WNzCMg)AMV0；請(qǐng)寫(xiě)出第二步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

(A%用含AH、AM的式子來(lái)表示)：o

⑵溫度為T(mén)i時(shí)，在兩個(gè)容積均為1L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g)

=2NO(g)+O2(g),容器I中5min達(dá)到平衡。相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示：

物質(zhì)的起始濃度(mol/L)物質(zhì)的平衡濃度(mol/L)

容器編號(hào)

C(O2)

C(NO2)c(NO)c(O2)

I0.6000.2

II0.30.50.2

①容器II在反應(yīng)的起始階段向(“正反應(yīng)”、“逆反應(yīng)”、“達(dá)平衡”)方向

進(jìn)行。

②達(dá)到平衡時(shí)，容器I與容器II中的總壓強(qiáng)之比為

A.>1C.<1

(3)NO2存在如下平衡：2NO2(g)#N2O4(g)AH<0,在一定條件下NO2與N2O4

的消耗速率與各自的分壓(分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))有如下關(guān)系：

2

v(NO2)=ki-P(NO2),i)(N2O4)=k2P(N2O4),相應(yīng)的速率與其分壓關(guān)系如圖所示。

一定溫度下，后、k2與平衡常數(shù)kp(壓力平衡常數(shù)，用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)

算)間的關(guān)系是kko

(4)可用N%去除NO,其反應(yīng)原理4NH3+6NO=5N2+6H2。。不同溫度條件下，

〃(NH3)：〃(NO)的物質(zhì)的量之比分另U為4：1、3：1、1：3時(shí)，得到NO脫除率

曲線如圖所示：

80

O.70

O.型900,0.75)

M&0

O.04(800,0.55)

健O.5

密40

OO.

NO.30

0.20

0.10

80010001200MC

①曲線a中，NO的起始濃度為6xl0-4mg?m-3,從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過(guò)0.8s,該時(shí)間

段內(nèi)NO的脫除速率為mg/(m3-s)o

②曲線b對(duì)應(yīng)N%與NO的物質(zhì)的量之比是__________o

⑸還可用間接電解法除NO。其原理如圖所示：

I

No

吸

收

柱

N_c

①?gòu)腁口中出來(lái)的物質(zhì)的是__________o

②寫(xiě)出電解池陰極的電極反應(yīng)式。

③用離子方程式表示吸收池中除去NO的原理__________o

【答案】N2O2(g)+O2#2NO2(g)AH2=AH-AHi正反應(yīng)C2k2KP

1.5xl043：1O2和較濃的硫酸2HSO：+2H++2e-=S2O，+2H2。

2NO+2s2O4+2H2O=N2+4HSO,

【分析】

根據(jù)蓋斯定律，總反應(yīng)-第一步反應(yīng)即可得第二步反應(yīng)；根據(jù)a與K的關(guān)系判斷

平衡移動(dòng)，Qc>K,平衡逆移，QC<K,平衡正移，平衡不移動(dòng)，結(jié)合同

溫同體積條件下，氣體的壓強(qiáng)與物質(zhì)的量成正比分析解答；平衡時(shí)，正逆反應(yīng)速

率與計(jì)量系數(shù)成正比，即D(NO2)=2D(N2O4),據(jù)此分析解答；陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，

是H2O放電生成02與H+,陰極發(fā)生還原反應(yīng),是HSO；在酸性條件下生成S2O；,

據(jù)此分析解答。

【詳解】

(1)結(jié)合蓋斯定律,總反應(yīng)-第一步反應(yīng)即可得第二步反應(yīng):N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g)

AH2=AH-AH1,故答案為：N2O2(g)+O2(g)^2NO2(g)AH2=AH-AH1；

⑵①平衡時(shí)，容器I中：C(O2)=0.2moI/L,根據(jù)2N(h(g)=2NO(g)+O2(g),

C(NO2)=0.6mol/L-0.4moI/L=0.2mol/L,c(NO)=0.4mol/L,平衡常數(shù)

K=看爵=4詈=0,8,容器n起始時(shí)4=珠署=0.56V彌=0.8,平衡向正反應(yīng)

方向進(jìn)行，故答案為：正反應(yīng)；

②同溫同體積條件下，氣體的壓強(qiáng)與物質(zhì)的量成正比，容器I的氣體總物質(zhì)的量

為(0.6+0.2)mol=0.8moL容器II平衡正移，則氣體總物質(zhì)的量大于

(0.3+0.5+0.2)mol=1.0mol,則Pu>B,容器I與容器n中的總壓強(qiáng)之比VI,故

答案為：C；

(3)平衡時(shí)，正逆反應(yīng)速率與計(jì)量系數(shù)成正比，則D(NO2)=2D(N2O4),即

2

k1-P(NO2)=2-k2-P(N2O4),整理得心=器胃=￡，則ki=2k2?*,故答案為:2k2?描；

(4)①曲線a中，NO的起始濃度為6xl0-4mg?m-3,A點(diǎn)的脫除率為55%,B點(diǎn)的

脫除率為75%,從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過(guò)0.8s,該時(shí)間段內(nèi)NO的脫除速率為

6xio“mgq；y75-o.55)=L5xi(r4mg?m-3?s-i,故答案為：1.5xl04；

②NH3與NO的物質(zhì)的量的比值越大，NO的脫除率越大，則物質(zhì)的量之比分別

為4：1、3：1、1：3時(shí)，對(duì)應(yīng)的曲線為a、b、c,即曲線b對(duì)應(yīng)的物質(zhì)的量之

比是3：1,故答案為：3：1；

⑸①陽(yáng)極上H2O放電生成02與H+,從A口中出來(lái)的物質(zhì)的是02和較濃的硫酸,

故答案為：02和較濃的硫酸；

②陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)圖可知，陰極上HSO3在酸性條件下發(fā)生還

原反應(yīng)，生成S2O：,其電極反應(yīng)式為2HSO；+2e-+2H+=S2O：+2H2O；故答案為:

+

2HSO；+2e+2H=S201+2H2O；

③根據(jù)圖示，吸收池中S2。：和NO是反應(yīng)物，N2和HSO；是生成物，則吸收池

中除去NO的原理是2NO+2S2O；+2H2O=N2+4HSO3,故答案為：

2NO+2S2O4+2H2O=N2+4HSO,。

4.氮及其化合物的研究對(duì)于生態(tài)環(huán)境保護(hù)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展非常重要。請(qǐng)回答

下列問(wèn)題：

⑴煤燃燒產(chǎn)生的煙氣中含有氮的氧化物NOx,用CH4催化還原NO,可消除氮氧

化物的污染。已知：

1

(DCH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-865.0kJ-moI

②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△"=-112.5kJmol1

③適量的N2和O2完全反應(yīng)，每生成2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)NO時(shí)，吸收8.9kJ的

熱量。

4

則CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)AH=kJmolO

1

(2)已知合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g)^2NH3(g)AH=-92kJmol

①合成氨需要選擇合適的催化劑，分別選用A、B、C三種催化劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所

得結(jié)果如圖1所示(其他條件相同)，則實(shí)際生產(chǎn)中適宜選擇的催化劑是(填“A”、

“B”或"C”)，理由是__________o

②科研小組模擬不同條件下的合成氨反應(yīng),向剛性容器中充人10.0molN2和20.0

molH2,不同溫度下平衡混合物中氨氣的體積分?jǐn)?shù)與總壓強(qiáng)（p）的關(guān)系如圖2,Ti、

T2、T3由小到大的排序?yàn)?在T2、50Mpa條件下,A點(diǎn)叫__________v

逆（填“>”、"V”或“=”）；在溫度Tz壓強(qiáng)50Mpa時(shí)，平衡常數(shù)

/=MPa-"列出表達(dá)式，分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。

③合成氨反應(yīng)在催化劑作用下的反應(yīng)歷程為（*表示吸附態(tài)）：

第一步N2（g）-2N*；H2（g）-2H*（慢反應(yīng)）

第二步N*+H*UNH*；NH*+H*UNH2*;NH2*+H*^NH3*;（快反應(yīng)）

第三步NH3*UNHKg）（快反應(yīng)）

i.第一步反應(yīng)的活化能Ei與第二步反應(yīng)的活化能E2相比：Ei>E2,請(qǐng)寫(xiě)出判斷

理由__________o

ii.關(guān)于合成氨工藝的下列理解，正確的有（填寫(xiě)字母編號(hào)）。

A.控制溫度遠(yuǎn)高于室溫，是為了保證盡可能高的平衡轉(zhuǎn)化率和加快的反應(yīng)速率

B.合成氨反應(yīng)在不同溫度下的△”和都小于零

C.N%易液化，不斷將液氨移去，利于反應(yīng)正向進(jìn)行

D.原料氣中N2由分離空氣得到，出由天然氣與水蒸氣反應(yīng)生成，原料氣需要

經(jīng)過(guò)凈化處理，以防催化劑中毒和安全事故發(fā)生

【答案】-1155.5A,催化劑A在較低溫度下具有較高的活性，節(jié)約能源；且

(0.5x50)2

反應(yīng)放熱，低溫有利于氨的合成TI<T<T>

23(0.25x50)4

能越大，反應(yīng)速率越慢BCD

【分析】

先求出根據(jù)N2(g)+O2(g)=2NO(g)根據(jù)蓋斯定律：①+②-③，得CH￡g)+

4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)AH；在溫度T2壓強(qiáng)50MPa時(shí)，列出反應(yīng)的

刈⑷+3H2(g)=2NH.(g)

匚段式，開(kāi)始量/加。/1020,由-------------=0.5,

變化量/加。/x3尤2x出lO-x+20-3x+2x

平衡量/機(jī)。/10-x20-3x2x

解出x,再求出各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，求出分壓，求出勺；

【詳解】

(1)①CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+COz(g)+2H2O(g)AH=-865.0kJmol1,②2NO(g)

+O2(g)=2NO2(g)△H=-112.5kJmolS③適量的N2和O2完全反應(yīng)，每生成2.24

L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)NO時(shí)，即生成O.lmoINO,吸收8.9kJ的熱量，則生成ImoINO,

吸收89kJ的熱量?？傻肗2(g)+O2(g)=2NO(g)Z\H=178kJ?mo「i,根據(jù)蓋斯定律:

①+②-③，則CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)AH=-