（新课标）2020高考化学二轮复习 第二部分 高考大题突破 题型一 化学反应原理综合题教学案

1 题型一题型一 化学反应原理综合题化学反应原理综合题 反应热与化学平衡的综合 1 题型特点 这类试题往往以能量变化 化学反应速率 化学平衡知识为主题 借助图像 图表的 手段 综合考查关联知识 关联知识主要有 1 h符号的判断 热化学方程式的书写 应用盖斯定律计算 h 2 化学反应速率的计算与比较 外因 浓度 压强 温度 催化剂 对化学反应速率的 影响 3 平衡常数 转化率的计算 温度对平衡常数的影响 化学平衡状态的判断 用化学 平衡的影响因素进行分析和解释 4 在多层次曲线图中反映化学反应速率 化学平衡与温度 压强 浓度的关系 2 热化学方程式的书写及反应热计算技巧 首先根据要求书写目标热化学方程式的反应物 产物并配平 其次在反应物和生成物 的后面的括号内注明其状态 再次将目标热化学方程式与已有的热化学方程式比对 主要是 反应物和生成物的位置 化学计量数 最后根据盖斯定律进行适当运算得出目标热化学方 程式的反应热 h 空一格写在热化学方程式右边即可 3 分析反应速率和化学平衡问题的注意点 1 熟练 三段式 准确计算反应速率 转化率和平衡常数 明确三种量的意义 一是起始量 物质的量或浓度 二是变化量 三是平衡量 用变化量求反应速率和转化率 用平衡浓度求平衡常数 2 化学平衡状态的比较分析时 要审清两个条件 恒温恒容 恒温恒压 3 平衡常数的计算 固体和纯液体的浓度视为常数 不出现在平衡常数表达式中 理解气体分压的意义 等于气体物质的量之比 以及气体压强平衡常数的计算 4 对于可逆反应 温度变化对正 逆反应速率均产生影响 且影响趋势相同 但影响 程度不同 升温对吸热反应影响较大 对放热反应影响较小 降温对吸热反应影响较小 对放热反应影响较大 4 分析图表与作图时应注意的问题 1 仔细分析并准确画出曲线的最高点 最低点 拐点和平衡点 2 找准纵坐标与横坐标的对应数据 3 描绘曲线时注意点与点之间的连接关系 4 分析表格数据时 找出数据大小的变化规律 2 1 2019 高考全国卷 t28 14 分 水煤气变换 co g h2o g co2 g h2 g 是重要的化工过程 主要用于合成氨 制氢以及合成气加工等工业领域中 回答下列问题 1 shibata 曾做过下列实验 使纯 h2缓慢地通过处于 721 下的过量氧化钴 coo s 氧化钴部分被还原为金属钴 co 平衡后气体中 h2的物质的量分数为 0 0250 在同一温度下用 co 还原 coo s 平衡后气体中 co 的物质的量分数为 0 0192 根据上述实验结果判断 还原 coo s 为 co s 的倾向是 co h2 填 大于 或 小于 2 721 时 在密闭容器中将等物质的量的 co g 和 h2o g 混合 采用适当的催化剂 进行反应 则平衡时体系中 h2的物质的量分数为 填标号 a 0 25 b 0 25 c 0 25 0 50 d 0 50 e 0 50 3 我国学者结合实验与计算机模拟结果 研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应 历程 如图所示 其中吸附在金催化剂表面上的物种用 标注 可知水煤气变换的 h 0 填 大于 等于 或 小于 该历程中最大能 垒 活化能 e正 ev 写出该步骤的化学方程式 4 shoichi 研究了 467 489 时水煤气变换中 co 和 h2分压随时间变化关系 如 图所示 催化剂为氧化铁 实验初始时体系中的ph2o 和pco相等 pco2 和ph2 相等 3 计算曲线 a 的反应在 30 90 min 内的平均速率 v a kpa min 1 467 时ph2 和pco随时间变化关系的曲线分别是 489 时ph2 和 pco随时间变化关系的曲线分别是 解析 1 由题给信息 可知 h2 g coo s co s h2o g i k1 c h2o c h2 39 由题给信息 可知 co g coo s co s co2 g ii k2 1 0 025 0 0 025 0 51 08 相同温度下 平衡常数越大 反应倾向越大 故 co 还原氧 c co2 c co 1 0 019 2 0 019 2 化钴的倾向大于 h2 2 第 1 问和第 2 问的温度相同 利用盖斯定律 由 ii i 得 co g h2o g co2 g h2 g k 1 31 设起始时 co g h2o g 的物质 k2 k1 51 08 39 的量都为 1 mol 容器体积为 1 l 在 721 下 反应达到平衡时 h2的物质的量为x mol co g h2o g h2 g co2 g 起始 mol 1 1 0 0 转化 mol x x x x 平衡 mol 1 x 1 x x x k 1 31 若k取 1 则x 0 5 h2 0 25 若k取 4 则 x2 1 x 2 x 0 67 h2 0 33 当k取 1 31 则氢气的物质的量分数介于 0 25 与 0 33 之间 故选 c 3 观察起始态物质的相对能量与终态物质的相对能量可知 终态物质相对能量低 于始态物质相对能量 说明该反应是放热反应 h小于 0 过渡态物质相对能量与起始态 物质相对能量相差越大 活化能越大 由题图可知 最大活化能e正 1 86 ev 0 16 ev 2 02 ev 该步起始物质为 cooh h h2o 产物为 cooh 2h oh 4 由题图可 知 30 90 min 内v a 0 004 7 kpa min 1 水煤气变换中 co 是 4 08 3 80 kpa 90 min 30 min 反应物 h2是产物 又该反应是放热反应 升高温度 平衡向左移动 重新达到平衡时 4 h2的压强减小 co 的压强增大 故 a 曲线代表 489 时ph2 随时间变化关系的曲线 d 曲 线代表 489 时pco随时间变化关系的曲线 b 曲线代表 467 时ph2 随时间变化关系的 曲线 c 曲线代表 467 时pco随时间变化关系的曲线 答案 1 大于 2 c 3 小于 2 02 cooh h h2o cooh 2h oh 或 h2o h oh 4 0 004 7 b c a d 2 2018 高考全国卷 t28 15 分 采用 n2o5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术 在含能材料 医药等工业中得到广泛应用 回答下列问题 1 1840 年 devil 用干燥的氯气通过干燥的硝酸银 得到 n2o5 该反应的氧化产物是 一种气体 其分子式为 2 f daniels 等曾利用测压法在刚性反应器中研究了 25 时 n2o5 g 分解反应 其中 no2二聚为 n2o4的反应可以迅速达到平衡 体系的总压强p随时间t的变化如下 表所示 t 时 n2o5 g 完全分解 t min040801602601 3001 700 p kpa35 840 342 545 949 261 262 363 1 已知 2n2o5 g 2n2o4 g o2 g h1 4 4 kj mol 1 2no2 g n2o4 g h2 55 3 kj mol 1 则反应 n2o5 g 2no2 g o2 g 的 h kj mol 1 1 2 研究表明 n2o5 g 分解的反应速率v 2 10 3 pn2o5 kpa min 1 t 62 min 时 测得体系中po2 2 9 kpa 则此时的 pn2o5 kpa v kpa min 1 若提高反应温度至 35 则 n2o5 g 完全分解后体系压强p 35 63 1 kpa 填 大于 等于 或 小于 原因是 25 时 n2o4 g 2no2 g 反应的平衡常数kp kp为以分压表示的平衡 常数 计算结果保留 1 位小数 3 对于反应 2n2o5 g 4no2 g o2 g r a ogg 提出如下反应历程 第一步 n2o5 no2 no3 快速平衡 第二步 no2 no3 no no2 o2 慢反应 第三步 no no3 2no2 快反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡 下列表述正确的是 填标号 a v 第一步的逆反应 v 第二步反应 5 b 反应的中间产物只有 no3 c 第二步中 no2与 no3的碰撞仅部分有效 d 第三步反应活化能较高 解析 1 氯气与硝酸银反应生成 n2o5 氯气做氧化剂 还原产物为氯化银 又硝酸银 中氮元素 银元素已经是最高化合价 则只能是氧元素化合价升高 所以气体氧化产物为 o2 2 将已知热化学方程式依次编号为 a b 根据盖斯定律 由 a b 得 n2o5 g 1 2 2no2 g o2 g h kj mol 1 53 1 1 2 h1 2 h2 2 4 4 55 3 2 2 kj mol 1 t 62 min 时 体系中po2 2 9 kpa 根据三段式法得 2n2o5 g 2n2o4 g o2 g 起始 35 8 kpa 0 0 转化 5 8 kpa 5 8 kpa 2 9 kpa 62 min 30 0 kpa 5 8 kpa 2 9 kpa 则 62 min 时pn2o5 30 0 kpa v 2 10 3 30 0 kpa min 1 6 0 10 2kpa min 1 刚性反应容器的体积不变 25 n2o5 g 完全分 解时体系的总压强为 63 1 kpa 升高温度 从两个方面分析 一方面是体积不变 升高温 度 体系总压强增大 另一方面 2no2 g n2o4 g 的逆反应是吸热反应 升高温度 平 衡向生成 no2的方向移动 体系物质的量增大 故体系总压强增大 n2o5完全分解生成 n2o4和 o2 起始pn2o5 35 8 kpa 其完全分解时pn2o4 35 8 kpa po2 17 9 kpa 设 25 平衡时 n2o4转化了x 则 n2o4 g 2no2 g 平衡 35 8 kpa x 2x 35 8 kpa x 2x 17 9 kpa 63 1 kpa 解得x 9 4 kpa 平衡时 pn2o4 26 4 kpa pno2 18 8 kpa kp 13 4 3 快速平衡 说明第一步反应的正 p2no2 pn2o4 18 82 26 4 逆反应速率都较大 则第一步反应的逆反应速率大于第二步反应的速率 a 项正确 反应 的中间产物除 no3外还有 no b 项错误 发生有效碰撞才能发生反应 第二步反应慢 说 明部分碰撞有效 c 项正确 第三步反应快 说明反应活化能较低 d 项错误 答案 1 o2 2 53 1 30 0 6 0 10 2 大于 温度提高 体积不变 总压强提高 no2 二聚为放热反应 温度提高 平衡左移 体系物质的量增加 总压强提高 13 4 3 ac 1 2018 高考全国卷 t27 节选 ch4 co2催化重整不仅可以得到合成气 co 和 h2 6 还对温室气体的减排具有重要意义 回答下列问题 1 ch4 co2催化重整反应为 ch4 g co2 g 2co g 2h2 g h 247 kj mol 1 某温度下 在体积为 2 l 的容器中加入 2 mol ch4 1 mol co2以及催化剂进行重整反 应 达到平衡时 co2的转化率是 50 其平衡常数为 2 反应中催化剂活性会因积碳反应而降低 同时存在的消碳反应则使积碳量减少 相 关数据如下表 积碳反应 ch4 g c s 2h2 g 消碳反应 co2 g c s 2co g h kj mol 1 75172 催化剂 x 3391 活化能 kj mol 1 催化剂 y 4372 由上表判断 催化剂 x y 填 优于 或 劣于 理由是 在反应进料气组成 压强及反应时间相同的情况下 某催化剂表面的 积碳量随温度的变化关系如图 1 所示 升高温度时 下列关于积碳反应 消碳反应的平衡 常数 k 和速率 v 的叙述正确的是 填标号 a k积 k消均增加 b v积减小 v消增加 c k积减小 k消增加 d v消增加的倍数比v积增加的倍数大 图 1 图 2 在一定温度下 测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v k p ch4 p co2 0 5 k为速率常数 在p ch4 一定时 不同p co2 下积碳量随时间的变化趋势如图 2 所 示 则pa co2 pb co2 pc co2 从大到小的顺序为 解析 1 根据平衡时消耗的 co2为 1 mol 50 0 5 mol 则消耗的 ch4为 0 5 mol 生成的 co 和 h2均为 1 mol 根据三段式法可知 平衡时 ch4 co2 co 和 h2的平衡浓度分 别为 0 75 mol l 1 0 25 mol l 1 0 5 mol l 1 0 5 mol l 1 则平衡常数k 7 2 从表格中数据可看出相对于催化剂 x 用催化剂 y 催化时积碳反 0 52 0 52 0 75 0 25 1 3 应的活化能大 则积碳反应的反应速率小 而消碳反应的活化能相对小 则消碳反应的反 应速率大 再根据题干信息 反应中催化剂活性会因积碳反应而降低 可知 催化剂 x 劣 于催化剂 y 结合图示可知 500 600 随温度升高积碳量增加 而 600 700 随温度 升高积碳量减少 故随温度升高 k积和k消均增加 且消碳反应速率增加的倍数比积碳反 应的大 故 a d 正确 由该图像可知 在反应时间和p ch4 相同时 图像中速率关系 va vb vc 结合沉积碳的生成速率方程v k p ch4 p co2 0 5 在p ch4 相同时 随 着p co2 增大 反应速率逐渐减慢 即可判断 pc co2 pb co2 pa co2 答案 1 1 3 2 劣于 相对于催化剂 x 催化剂 y 积碳反应的活化能大 积碳反应的速率小 而 消碳反应的活化能相对小 消碳反应的速率大 ad pc co2 pb co2 pa co2 2 新题预测 1 2 二氯丙烷 ch2clchclch3 是重要的化工原料 工业上可用丙烯加 成法生产 主要副产物为 3 氯丙烯 ch2 chch2cl 反应原理为 i ch2 chch3 g cl2 g ch2clchclch3 g h 134 kj mol 1 ii ch2 chch3 g cl2 g ch2 chch2cl g hcl g h2 102 kj mol 1 已知相关化学键的键能数据如下表所示 化学键 c cc cc clcl cl e kj mol 1 611x328243 请回答下列问题 1 由反应 i 计算出表中x 2 一定温度下 密闭容器中发生反应 i 和反应 ii 达到平衡后增大压强 ch2clchclch3的产率 填 增大 减小 或 不变 理由是 3 t1 k 时 向 10 l 恒容的密闭容器中充入 1 mol ch2 chch2cl 和 2 mol hcl 只发 生反应 ch2 chch2cl g hcl g ch2clchclch3 g h3 5 min 反应达到平衡 测得 0 5 min 内 用 ch2clchclch3表示的反应速率v ch2clchclch3 0 016 mol l 1 min 1 平衡时 hcl 的体积分数为 保留三位有效数字 保持其他条件不变 6 min 时再向该容器中充入 0 6 mol ch2 chch2cl 0 2 mol hcl 和 0 1 mol ch2clchclch3 则起始反应速率v正 hcl 填 1 由题图乙可知 t1k 条件下k正 k逆 1 再应用三段式和平衡常数表达式解答 5 该反应正向放热 随反应进行 温度升高 压强增大 答案 1 332 2 增大 增大压强 反应 ii 的平衡不移动 反应 i 的平衡正向移动 3 54 5 4 b 反应 ii 的正反应为放热反应 温度升高 正反应的平衡常数减小 25 5 增大 电解质溶液 电化学与化学平衡的综合 9 1 题型特点 主要以元素及其化合物的性质做素材 设计为溶液中进行的可逆反应 试题主要考查 电化学 溶液中的电离平衡 水解平衡 沉淀溶解平衡的有关知识 同时往往涉及氧化还 原反应的相关知识 2 解题指导 1 浏览全题 根据题目提供的信息 结合相关基础知识 先对简单问题进行解答 2 对于氧化还原反应 通过陌生物质的价态判断其氧化性与还原性 氧化还原滴定的分析计算要正确利用 关系式 3 化学反应速率的影响因素的实验探究 影响化学反应速率的探究实验中 控制变量是关键 4 化学平衡常数及平衡转化率的计算 平衡常数的计算可用三段式法找出浓度可变的反应物 产物在起始时 转化的 平衡 时的浓度 然后代入平衡常数表达式 平衡时生成物浓度化学计量数次幂的乘积与反应物浓 度化学计量数次幂的乘积的比值 进行计算 5 对于电化学类试题 首先判断是原电池还是电解池 然后分析电极类别 书写电极 反应式 最后按电极反应式进行相关计算 电化学中的电极反应式的书写要做到以下几点 1 根据题意 装置图分清 原电池 电解池 或 电镀池 2 定电极 阴极 阳极 正极 负极 3 根据电极反应物和介质确定产物进而写出电极反应式 配平 原子守恒 电荷守恒 电子守恒 产物粒子在介质中存在的形式 得 失电子要表达准确 得电子写 ne 失电子写 ne 4 对电化学计算要利用各电极转移的电子数相等求未知量 6 对于电解质溶液类试题 要明确溶液中的物质类型及其可能存在的平衡类型 然后 进行解答 有关ksp的计算往往与 ph 的计算结合起来 要注意 ph 与c oh 浓度关系的转换 难 溶电解质的悬浊液即为其沉淀溶解平衡状态 满足相应的ksp 1 2019 高考天津卷 多晶硅是制作光伏电池的关键材料 以下是由粗硅制备多晶硅 的简易过程 10 回答下列问题 将 sicl4氢化为 sihcl3有三种方法 对应的反应依次为 sicl4 g h2 g sihcl3 g hcl g h1 0 3sicl4 g 2h2 g si s 4sihcl3 g h2 0 2sicl4 g h2 g si s hcl g 3sihcl3 g h3 1 氢化过程中所需的高纯度 h2可用惰性电极电解 koh 溶液制备 写出产生 h2的电极 名称 填 阳极 或 阴极 该电极反应方程式为 2 已知体系自由能变 g h t s g 0 时反应自发进行 三个氢化反应的 g 与温度的关系如图所示 可知 反应 能自发进行的最低温度是 相同温度下 反应 比反应 的 g小 主要原因是 3 反应 的 h3 用 h1 h2表示 温度升高 反应 的平衡常数 k 填 增大 减小 或 不变 4 由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除 sicl4 sihcl3和 si 外 还有 填分子式 解析 1 用惰性电极电解 koh 溶液 实质为电解水 阴极上产生氢气 电极反应式为 2h2o 2e 2oh h2 2 g 0 时 反应能自发进行 故反应 自发进行的最低温度 为 1 000 由于 g h t s 反应 的 h20 h2 s2 因此相同温度下反应 比反应 的 g小的主要原因为 h2 h1 3 根据盖斯定律 由反应 反应 可得反应 则 h3 h2 h1 由 h20 知 h3 0 反应 为放热反应 升高温度 平衡逆向移动 平衡常数减小 4 根据由粗硅制备多晶硅的过程可知 循环使用的物质还有 hcl 和 h2 答案 1 阴极 2h2o 2e h2 2oh 2 1 000 h2 h1导致反应 的 g小 3 h2 h1 减小 11 4 hcl h2 2 2018 高考天津卷 co2是一种廉价的碳资源 其综合利用具有重要意义 回答下 列问题 1 co2可以被 naoh 溶液捕获 若所得溶液 ph 13 co2主要转化为 写离子 符号 若所得溶液c hco c co 2 1 溶液 ph 室温下 h2co3的 32 3 k1 4 10 7 k2 5 10 11 2 co2与 ch4经催化重整 制得合成气 ch4 g co2 g 2co g 2h2 g h 120 kj mol 1 催化剂 分别在v l 恒温密闭容器 a 恒容 b 恒压 容积可变 中 加入 ch4和 co2各 1 mol 的混合气体 两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是 填 a 或 b 按一定体积比加入 ch4和 co2 在恒压下发生反应 温度对 co 和 h2产率的影响如图 1 所示 此反应优选温度为 900 的原因是 3 o2辅助的 al co2电池工作原理如图 2 所示 该电池电容量大 能有效利用 co2 电 池反应产物 al2 c2o4 3是重要的化工原料 电池的负极反应式 电池的正极反应式 6o2 6e 6o 2 6co2 6o 3c2o 6o2 22 4 反应过程中 o2的作用是 该电池的总反应式 解析 1 若所得溶液的 ph 13 溶液呈强碱性 则 co2主要转化为 co 若所得溶 2 3 液c hco c co 2 1 根据k2 则c h k2 5 10 11 2 32 3 mol l 1 10 10 mol l 1 ph lg 10 10 10 2 该反应为气体分子数增大的吸热 反应 恒容时达到的平衡相当于恒压条件下达到平衡后增大压强 加压平衡向逆反应方向 移动 故恒容时反应达平衡后吸收的热量比恒压时反应达平衡后吸收的热量少 根据题 图 1 可知 900 时 合成气产率已经较高 再升高温度产率增幅不大 但升高温度 能 耗升高 经济效益降低 3 该电池中 al 做负极 电解质为含 alcl3的离子液体 故负极 12 反应式为 al 3e al3 正极为多孔碳电极 根据正极反应式 得正极总反应为 6co2 6e 3c2o o2不参与正极的总反应 故 o2为催化剂 将负极反应式 2 4 2al 6e 2al3 和正极反应式 6co2 6e 3c2o相加 可得该电池的总反应式为 2 4 2al 6co2 al2 c2o4 3 答案 1 co 10 2 3 2 b 900 时 合成气产率已经较高 再升高温度产率增幅不大 但能耗升高 经济效 益降低 3 al 3e al3 催化剂 2al 6co2 al2 c2o4 3 1 以元素性质为主线的反应原理综合题 2019 试题调研 钼及其合金在冶金 环保 和航天等方面有着广泛的应用 1 钼酸钠晶体 na2moo4 2h2o 可用于制造阻燃剂和无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂 na2moo4中 mo 的化合价为 在碱性条件下 将辉钼矿 主要成分为 mos2 加入 naclo 溶液中 也可以制备钼酸钠 该反应的离子方程式为 2 已知 2mo s 3o2 g 2moo3 s h1 2mos2 s 7o2 g 2moo3 s 4so2 g h2 mos2 s 2o2 g mo s 2so2 g h3 则 h3 用含 h1 h2的代数式表示 3 碳酸钠做固硫剂并用氢气还原辉钼矿的原理为 mos2 s 4h2 g 2na2co3 s mo s 2co g 4h2o g 2na2s s h 实验测得平衡时的有关变化曲线如图所示 一定温度下 在体积固定的密闭容器中进行上述反应 下列能说明反应达到平衡状 态的是 填标号 a 2v正 h2 v逆 co b co 体积分数保持不变 13 c 混合气体的平均相对分子质量保持不变 d h保持不变 图中 a 点对应的平衡常数kp 已知 a 点对应的压强为 0 1 mpa 用平衡分 压代替平衡浓度进行计算 分压 总压 物质的量分数 解析 1 na2moo4 2h2o 中 na 是 1 价 o 是 2 价 所以根据化合物中各元素正负化 合价代数和为 0 可知 mo 的化合价是 6 反应中 mo 的化合价从 4 升高到 6 s 的化合 价从 2 升高到 6 cl 的化合价从 1 降低到 1 所以根据得失电子守恒 原子守恒和 电荷守恒可知 该反应的离子方程式为 mos2 9clo 6oh moo 9cl 2so 3h2o 2 根据盖斯定律 由得到 2 42 4 2 mos2 s 2o2 g mo s 2so2 g h3 h2 h1 3 2v正 h2 v逆 co 不满足 1 2 1 2 反应速率之比等于化学计量数之比 反应没有达到平衡状态 a 错误 co 体积分数保持不 变说明正 逆反应速率相等 反应达到平衡状态 b 正确 反应前后混合气体的质量和物 质的量是变化的 因此混合气体的平均相对分子质量保持不变说明正 逆反应速率相等 反应达到平衡状态 c 正确 同一温度下 对于具体的化学反应 h是不变的 d 错误 图中 a 点处对应的氢气和水蒸气的体积分数相等 均是 40 所以一氧化碳的体积分数 是 20 说明氢气 一氧化碳 水蒸气的物质的量之比是 2 1 2 所以对应的平衡常数 kp 4 10 4 2 5 0 1 4 1 5 0 1 2 2 5 0 1 4 答案 1 6 mos2 9clo 6oh moo 9cl 2so 3h2o 2 2 42 4 h2 h1 3 bc 4 10 4 1 2 1 2 2 以氧化还原反应为主线的反应原理综合题 2018 高考江苏卷 nox 主要指 no 和 no2 是大气主要污染物之一 有效去除大气中的 nox是环境保护的重要课题 1 用水吸收 nox的相关热化学方程式如下 2no2 g h2o l hno3 aq hno2 aq h 116 1 kj mol 1 3hno2 aq hno3 aq 2no g h2o l h 75 9 kj mol 1 反应 3no2 g h2o l 2hno3 aq no g 的 h kj mol 1 2 用稀硝酸吸收 nox 得到 hno3和 hno2的混合溶液 电解该混合溶液可获得较浓的 硝酸 写出电解时阳极的电极反应式 3 用酸性 nh2 2co 水溶液吸收 nox 吸收过程中存在 hno2与 nh2 2co 生成 n2和 co2的 反应 写出该反应的化学方程式 4 在有氧条件下 新型催化剂 m 能催化 nh3与 nox反应生成 n2 14 nh3与 no2生成 n2的反应中 当生成 1 mol n2时 转移的电子数为 mol 将一定比例的 o2 nh3和 nox的混合气体 匀速通入装有催化剂 m 的反应器中反应 装置如图 1 反应相同时间 nox的去除率随反应温度的变化曲线如图 2 所示 在 50 250 范围内 随着温度的升高 nox的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是 当反应温度高于 380 时 nox的去除率迅速下降的原因可能是 解析 1 2no2 g h2o l hno3 aq hno2 aq h 116 1 kj mol 1 3hno2 aq hno3 aq 2no g h2o l h 75 9 kj mol 1 根据盖 斯定律 由 3 2 得 3no2 g h2o l 2hno3 aq no g h 136 2 kj mol 1 2 电解时阳极 hno2失去电子生成 hno3 同时消耗水 得到较浓的硝酸 电极 反应式为 hno2 2e h2o 3h no 3 根据题给反应物 hno2 nh2 2co 生成物 3 n2 co2 结合质量守恒和化合价升降法配平化学方程式得 2hno2 nh2 2co 2n2 co2 3h2o 4 反应时 nh3中 n 由 3 价升高到 0 价 no2中 n 由 4 价降 低到 0 价 反应为 6no2 8nh3 7n2 12h2o 则生成 1 mol n2 转移电子 mol 迅速 24 7 上升段是催化剂活性随温度升高而增大与温度升高共同使 nox去除反应速率迅速增大 上 升缓慢段主要是温度升高引起的 nox去除反应速率增大 温度高于 380 催化剂活性下 降 且 nh3与 o2反应生成了 no 答案 1 136 2 2 hno2 2e h2o 3h no 3 3 2hno2 nh2 2co 2n2 co2 3h2o 4 迅速上升段是催化剂活性随温度升高而增大与温度升高共同使 nox去除反 24 7 应速率迅速增大 上升缓慢段主要是温度升高引起的 nox去除反应速率增大 催化剂活性 15 下降 nh3与 o2反应生成了 no 3 反应原理综合题 新题预测 硒 se 是第四周期第 a 元素 是人体内不可或缺的 微量元素 其氢化物 h2se 是制备新型光伏太阳能电池 半导体材料和金属硒化物的基础原 料 1 已知 2h2se g o2 g 2se s 2h2o l h1 a kj mol 1 2h2 g o2 g 2h2o l h2 b kj mol 1 某同学可以从反应能否自发进行的角度判断出a 0 你认为他的判断理由是 反应 h2 g se s h2se g 的反应热 h3 kj mol 1 用含a b的代数 式表示 2 温度为t时 向一恒容密闭容器中加入 3 mol h2和 1 mol se 发生反应 h2 g se s h2se g 下列情况可判断反应达到平衡状态的是 填字母 a 气体的密度不变 b v h2 v h2se c 气体的压强不变 d 气体的平均摩尔质量不变 当反应达到平衡后 将平衡混合气体通入气体液化分离器使 h2se 气体转化为液体 h2se 并将分离出的 h2再次通入发生反应的密闭容器中继续与 se 反应时 se 的转化率会 提高 请用化学平衡理论解释 以 5 小时内得到 h2se 为产量指标 且温度 压强对 h2se 产率的影响如图 1 图 2 所 示 16 则制备 h2se 的最佳温度和压强为 3 已知常温下 h2se 的电离平衡常数k1 1 3 10 4 k2 5 0 10 11 则 nahse 溶液 呈 填 酸性 或 碱性 该溶液中的物料守恒关系式为 4 用电化学方法制备 h2se 的实验装置如图所示 写出 pt 电极上发生反应的电极反应式 5 h2se 在一定条件可以制备 cuse 已知 常温时 cuse 的ksp 7 9 10 49 cus 的 ksp 1 3 10 36 则反应 cus s se2 aq cuse s s2 aq 的化学平衡常数 k 保留两位有效数字 解析 1 反应 的正反应为熵减反应 只有当 h1小于零即a 0 时 正反应在一定 条件下才能发生 根据盖斯定律 由 可得其反应 则反应 的 1 2 h3 h2 h1 b a kj mol 1 2 由于反应前后气体的质量发生了变化 1 2 1 2 但气体的总物质的量不变 则恒容容器中气体的密度不变和气体的平均摩尔质量不变均可 作为反应达到平衡状态的判定依据 该反应前后气体分子数不变 故压强不变不能作为反 应达到平衡状态的判定依据 反应过程中v h2 v h2se 恒成立 不能作为达到平衡状态 的判定依据 故选 ad 将平衡混合气通入气体液化分离器将气体 h2se 转化为液体 h2se 并将分离出的 h2重新通入反应容器 会增大反应物中 h2的浓度 平衡正向移动 se 的转化率提高 由于最终是以 5 小时内得到的 h2se 为产量指标 则由图 1 可知 在 550 时产率最高 所以最适宜的反应温度为 550 由图 2 可知 当压强从 0 3 mpa 上升到 1 mpa 时 h2se 的产率变化不大 考虑到成本因素和安全性 最适宜压强为 0 3 mpa 3 hse 在溶液中存在电离平衡和水解平衡 hse 的水解平衡常数 kh 7 7 10 11 大于其电离平衡常数k2 即 hse 的水解能力大于 kw k1 1 0 10 14 1 3 10 4 17 其电离能力 则 nahse 溶液呈碱性 溶液中的物料守恒关系为c na c hse c se2 c h2se 4 通入 co 的电极为原电池的负极 发生氧化反应 电极反应式为 co 2e h2o co2 2h se 在石墨电极发生还原反应 电极反应式为 se 2e 2h h2se 电池的总反应为 co h2o se co2 h2se 5 反应 cus s se2 aq cuse s s2 aq 的化学平衡常数k c s2 c se2 c s2 c cu2 c se2 c cu2 1 6 1012 ksp cus ksp cuse 1 3 10 36 7 9 10 49 答案 1 反应 的正反应为熵减反应 只有当 h1小于零即a 0 时 正反应在一定 条件下才能发生 b a 1 2 2 ad 将分离出的 h2重新通入反应容器中 平衡正向移动 se 的转化率提高 550 0 3 mpa 3 碱性 c na c hse c se2 c h2se 4 co 2e h2o co2 2h 5 1 6 1012 判断化学平衡移动方向时 应首先弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热 体积增大 减小还是不变 有无固体 纯液体物质参与反应等 再根据勒夏特列原理进行判断 专题强化训练 1 2019 福州四校高三联考 燃煤的过程中排放大量 co2 so2 nox以及固体颗粒物 对环境污染严重 请回答下列问题 1 将煤作为燃料常通过下列两种途径 途径 c s o2 g co2 g h10 2co g o2 g 2co2 g h3 0 2h2 g o2 g 2h2o g h48 则溶液中c h2co3 填 或 c co 2 3 答案 1 2 h1 2 h2 h3 h4 2 增大 0 36 3 so2 2h2o 2e so 4h 减少环境污染 获得副产品 h2so4 获得电能 2 4 4 4 nh4 2so3 2no2 4 nh4 2so4 n2 5 1 10 4mol l 1 2 新题预测 绿水青山就是金山银山 近年来 绿色发展 生态保护成为中国展 示给世界的一张新 名片 汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一 减少氮的氧化物 在大气中的排放是环境保护的重要内容之一 请回答下列问题 1 已知 n2 g o2 g 2no g h1 180 5 kj mol 1 c s o2 g co2 g h2 393 5 kj mol 1 19 2c s o2 g 2co g h3 221 kj mol 1 若某反应的平衡常数表达式为k 则此反应的热化学方程式为 c n2 c2 co2 c2 no c2 co 2 n2o5在一定条件下可发生分解反应 2n2o5 g 4no2 g o2 g 某温度下向恒 容密闭容器中加入一定量 n2o5 测得 n2o5浓度随时间的变化如下表 t min012345 c n2o5 mol l 1 1 000 710 500 350 250 17 反应开始时体系压强为p0 第 2 min 时体系压强为p1 则p1 p0 2 5 min 内用 no2表示的该反应的平均反应速率为 一定温度下 在恒容密闭容器中充入一定量 n2o5进行该反应 能判断反应已达到化 学平衡状态的是 填字母 a no2和 o2的浓度比保持不变 b 容器中压强不再变化 c 2v正 no2 v逆 n2o5 d 气体的密度保持不变 3 kp是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数 即将k表达式中平衡浓度用 平衡分压代替 已知反应 no2 g co g no g co2 g 该反应中正反应速率v正 k正 p no2 p co 逆反应速率v逆 k逆 p no p co2 其中k正 k逆为速率常数 则kp为 用k正 k逆表示 4 如图是密闭反应器中按n n2 n h2 1 3 投料后 在 200 400 600 下 合成 nh3反应达到平衡时 混合物中 nh3的物质的量分数随压强的变化曲线 已知该反 应为放热反应 曲线 a 对应的温度是 m 点对应的 h2的转化率是 5 工业生产中产生的 so2废气可用如图方法获得 h2so4 写出电解的阳极反应式 20 解析 1 若某反应的平衡常数表达式为k 则其化学方程式为 c n2 c2 co2 c2 no c2 co 2no g 2co g n2 g 2co2 g 将题中 3 个已知热化学方程式依次编号为 根 据盖斯定律 由 2 可得 2no g 2co g n2 g 2co2 g h 393 5 kj mol 1 2 180 5 kj mol 1 221 kj mol 1 746 5 kj mol 1 2 根据题表中数据及三段式法有 2n2o5 g 4no2 g o2 g 开始 mol l 1 1 00 0 0 转化 mol l 1 0 50 1 00 0 25 2 min 时 mol l 1 0 50 1 00 0 25 该反应在恒温恒容条件下发生 反应前后气体的压强之比等于物质的量之比 也等于 物质的量浓度之比 所以p1 p0 0 50 1 00 0 25 1 00 7 4 2 5 min 内 v n2o5 0 11 mol l 1 min 1 v no2 2v n2o5 0 22 0 50 0 17 mol l 1 5 2 min mol l 1 min 1 反应过程中 no2和 o2的浓度比始终保持不变 a 项不能说明反应已经 达到化学平衡状态 该反应在反应前后气体分子数不相等 反应过程中容器内压强为变量 容器内压强不再变化可以说明反应已经达到化学平衡状态 b 项符合题意 v正 no2 2v逆 n2o5 时 正 逆反应速率相等 而 2v正 no2 v逆 n2o5 时 正 逆反应速率不相等 c 项不能说明反应已经达到化学平衡状态 反应物和生成物全为气体 气体总质量不变 而 容器恒容 故反应过程中气体密度始终不变 d 项不能说明反应已经达到化学平衡状态 3 kp v正 k正 p no2 p co v逆 k逆 p no p co2 平衡时正 p no p co2 p no2 p co 逆反应速率相等 即k正 p no2 p co k逆 p no p co2 则 故kp 4 合成氨反应为放热反应 升高温度 平衡向逆反 p no p co2 p no2 p co k正 k逆 k正 k逆 应方向移动 nh3的产率降低 nh3的物质的量分数减小 曲线 a b c 中 在相同条件下 曲线 a 对应 nh3的物质的量分数最高 其反应温度最低 所以曲线 a 对应的温度为 200 m 点 nh3的物质的量分数为 60 设 nh3为 0 6a mol 则 n2 h2共为 0 4a mol 因为反 应器中按n n2 n h2 1 3 投料 故 m 点时 h2为 0 3a mol 结合 n2 g 3h2 g 2nh3 g 可知 转化的 h2的物质的量为 0 9a mol 所以 m 点对应 h2的转化率为 100 75 5 由题图可知 在电解池的阳极发生 mn2 转化为 mno2的反应 0 9a 0 9a 0 3a 21 电极反应式为 mn2 2h2o 2e mno2 4h 答案 1 2no g 2co g n2 g 2co2 g h 746 5 kj mol 1 2 7 4 0 22 mol l 1 min 1 b 3 k正 k逆 4 200 75 5 mn2 2h2o 2e mno2 4h 3 对温室气体二氧化碳的研究一直是科技界关注的重点 在催化剂存在下用 h2还原 co2是解决温室效应的重要手段之一 相关反应如下 主反应 co2 g 4h2 g ch4 g 2h2o g h1 副反应 co2 g h2 g co g h2o g h2 41 2 kj mol 1 已知 h2和 ch4的燃烧热分别为 285 5 kj mol 1和 890 0 kj mol 1 h2o l h2o g h 44 kj mol 1 1 h1 kj mol 1 2 有利于提高 ch4平衡产率的反应条件是 至 少写两条 工业上提高甲烷反应选择性的关键因素是 3 t 时 若在体积恒为 2 l 的密闭容器中同时发生上述反应 将物质的量之和为 5 mol 的 h2和 co2以不同的投料比进行反应 结果如图 1 所示 若 a b 表示反应物的转化率 则表示 h2转化率的是 c d 分别表示 ch4 g 和 co g 的体积分数 由图可知 时 甲烷产率最高 若该条件 co 的产率趋于 0 则t 时 的平衡常数 n h2 n co2 k 溶于海水的 co2 95 以 hco形式存在 在海洋中 通过如图 2 钙化作用实现碳自 3 净 22 4 写出钙化作用的离子方程式 5 如图 3 电解完成后 a 室的 ph 变大 变小 或 几乎不变 其 间 b 室发生反应的离子方程式为 解析 1 根据已知有 co2 g h2 g co g h2o g h2 41 2 kj mol 1