速率平衡大题专项练习1

速率平衡大题专项练习（1）1.（14分）氮及其化合物在工农业生产、生活中有重要作用。请按要求回答下列相关问题：（1）食品添加剂铵明矾NH4Al(SO4)212H2O高温可分解，下列关于其分解产物的预测不合理的是_。 ANH3、N2、SO2、H2O BNH3、SO3、H2O CNH3、SO2、H2O DNH3、N2、SO3、SO2、H2ONN945.8 kJ/mol 能量OONN+键断裂OO+498 kJ/mol 能量键断裂630 kJ/mol 能量键形成NO630 kJ/mol 能量键形成NO（2）汽车发动机工作时也会引发N2和O2反应产生大气污染物NO，其能量变化示意图为则该反应的热化学方程式为_。mnqT1T2起始n(H2)平衡时体积分数（NH3%）（3）工业合成氨的反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) HKcDd点： (正) (逆)(3)利用反应构成原电池，能消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，装置如图所示。电极a为_极，其电极反应式为_。当有2.24LNO2(标准状况下)被处理时，转移电子为_mol。为使电池持续放电，该离子交换膜需选用_交换膜。(4)使用硼氢化钠(NaBH4)为诱导剂，可使Co2+与肼(N2H4)在碱性条件下发生反应，制得高纯度纳米钴，该过程不产生有毒气体。写出该反应的离子方程式_。在纳米钴的催化作用下，肼(N2H4)可分解生成两种气体，其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如图所示，为抑制肼的分解，可采取的合理措施有_ (任写一种)。3.（13分）碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫的处理与利用是世界各国研究的热点问题。（1）消除汽车尾气中的NO、CO，有利于减少PM2.5的排放。已知如下信息：IIIN2(g)+ O2(g) 2NO(g) H12CO(g) + O2(g) 2CO2 (g) H2= -565 kJmol-1H1= 。在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体，写出反应的热化学方程式 一定条件下，单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率如图1所示。温度高于710K时，随温度的升高氮氧化物转化率降低的原因可能是 图1 图2（2）测定汽车尾气常用的方法有两种。方法1：电化学气敏传感器法。其中CO传感器的工作原理如图2所示，则工作电极的反应式为 方法2：氧化还原滴定法。用H2O2溶液吸收尾气，将氮氧化物转化为强酸，用酸碱中和滴定法测定强酸浓度。写出NO与H2O2溶液反应的离子方程式 （3）工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO2，分别生成NaHSO3、NH4HSO3，其水溶液均呈酸性。相同条件下，同浓度的两种酸式盐的水溶液中c(SO32-)较小的是，用文字和化学用语解释原因 。4.（1）汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，生成NOx等污染大气其中生成NO的能量变化示意图如右图：该反应的热化学方程式 为 根据右图所示，只改变条件R，当N2的转化率从a3到a1时，平衡常数K A可能增大 B一定不变 C可能不变 D可能减小 E增大、减小、不变均有可能（2）尿素（又称碳酰胺）是含氮量最高的氮肥，工业上利用CO2和NH3在一定条件下合成尿素的反应分为：第一步：2NH3(g)CO2(g) H2NCOONH4(氨基甲酸铵) (l) 第二步：H2NCOONH4(l) H2O(g)H2NCONH2(l) 某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为500 L的 密闭容器中投入4 mol氨和1 mol二氧化碳，验测得反应 中各组分的物质的量随时间的变化如右图所示： 合成尿素总反应的快慢由第 步反应决定反应进行到10 min时测得 CO2 的物质的量如上图所示，则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2) mol/(Lmin)由氨基甲酸铵和CO2曲线变化可得出关于浓度变化和平衡状态的两条结论是：a. ；b. 4.（1）氨气是一种重要的化工原料，合成氨的原料气之一H2可通过反应：CH4（g）+H2O（g）CO2（g）+3H2（g）H+1611KJ/mol获取。已知温度、压强对甲烷平衡含量的影响如图1，请回答： 图1 图2图-1中a、b、c、d四条曲线中的两条代表压强分别为1Mpa、2Mpa时甲烷含量曲线，其中表示1Mpa的是_。已知：在700 ，1 MPa时，1 mol CH4与1 mol H2O在1 L的密闭容器中反应，6min达到平衡（如图2），该温度下反应的平衡常数为_（结果保留小数点后一位数字）。从图2分析，由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是_（填“向正反应方向”或“向逆反应方向”），采取的措施可能是_。（2）工业上用NH3和CO2反应可合成尿素：2NH3（g）+ CO2（g）CO（NH2）2（g）+ H2O（g）H15361 kJ/mol。其他条件不变，下列方法能同时提高化学反应速率和尿素产率的是 。A通入氦气 B缩小体积C加入催化剂 D除去体系中的水蒸气尿素可用于处理汽车尾气。CO（NH2）2（g）与尾气中NO反应生成CO2、N2、H2O（g）排出。又知： 4NH3（g）+ 6NO（g） 5N2（g） + 6H2O（g） H2-18064 kJ/mol，写出CO（NH2）2（g）与NO反应的热化学方程式 。（3）美国Simons等科学家发明了使NH3直接用于燃料电池的方法，其装置用铂作为电极、加入碱性电解质溶液，其电池反应为 4NH33O22N26H2O。写出该燃料电池的正极反应式 。若用该燃料电池产生的电能在铁皮上镀锌（制白铁皮），某铁皮上现需要镀上975g锌，理论上至少需要消耗标准状况的氨气 L。5.甲醇可作为燃料电池的原料。通过下列反应可以制备甲醇：CO ( g ) + 2H2( g )CH3OH ( g ) H90.8 kJmol1，在一容积可变的密闭容器中充入10 mol CO 和20 molH2，CO 的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图所示，当达到平衡状态B 时，容器的体积为4 L。（1）该反应的化学平衡常数表达式为 。（2）如反应开始时仍充入10mol CO 和20mol H2，则在平衡状态A时，容器的体积V（A）= L。（3）关于反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)建立化学平衡状态时的标志是 （填字母）。ACO的含量保持不变 B容器中CH3OH浓度与CO浓度相等C2V正（CH3OH）=V正（H2） D容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变（4）已知CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g） H= + 41.3 kJmol1，试写出由CO2和H2制取甲醇的热化学方程式 。（5）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co2+氧化成Co3+，然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用下图装置模拟上述过程：写出阳极的电极反应式_ _。写出除去甲醇的离子方程式_ _。6.氮的重要化合物如氨（NH3）、肼（N2H4）、三氟化氮（NF3）等，在生产、生活中具有重要作用。 利用NH3的还原性可消除氮氧化物的污染，相关热化学方程式如下：H2O(l)H2O(g) H144.0 kJmol1N2(g)O2(g)2NO(g) H2229.3 kJmol14NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g) H3906.5 kJmol14NH3(g)6NO(g)5N2(g)6H2O(l) H4则H4 kJmol1。 使用NaBH4为诱导剂，可使Co2与肼在碱性条件下发生反应，制得高纯度纳米钴，该过程不产生有毒气体。 写出该反应的离子方程式： 。 在纳米钴的催化作用下，肼可分解生成两种气体，其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如下图1所示，则N2H4发生分解反应的化学方程式为： ；为抑制肼的分解，可采取的合理措施有 （任写一种）。 图1 图2 在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3，其电解原理如上图2所示。 氮化硅的化学式为 。 a电极为电解池的 （填“阴”或“阳”）极，写出该电极的电极反应式： ；电解过程中还会生成少量氧化性极强的气体单质，该气体的分子式是 。7. (15分) ()在一定条件下，发生反应：aA(g)bB(g)cC(g)HQ kJ/mol，其化学平衡常数K和温度的关系如下表所示：T/4005008001 000K2.61.61.00.40依据图表判断该反应H_0(填“”或“”或“”)。(2)850 时在体积为10 L反应器中，通入一定量的CO和H2O(g)，发生上述反应，CO和H2O(g)浓度变化如图所示，则04 min时平均反应速率v(CO)_。(3)若在500 时进行，且CO、H2O(g)的起始浓度均为0.020 mol/L，该条件下，CO的最大转化率为_。(4)若在850 时进行，设起始时CO和H2O(g)共为1 mol，其中水蒸气的体积分数为x，平衡时CO的转化率为y，试推导y随x变化的函数关系式为_。(5)某电化学装置可实现2CO2=2COO2的转化，使CO重复使用。已知该反应的阳极反应为4OH4e=2H2OO2，则阴极反应式为_。1（14分）（1）C（2分）（2）N2(g)+O2(g)=2NO(g) H=+183.8 kJ/mol（2分）（3） q（1分）ax/6 molL1min1 （2分） 16 (ax) 2 / (x-ax) (3x-3ax)3（2分）低于（1分） N2+6H+ +6e- = 2NH3（2分）（4）AC（2分）2. 3. （13分，未标分数的空每空2分，合理即给分）（1） +183kJmol-12CO(g)2NO(g)2CO2 (g)N2 (g) H=748 kJmol-1温度升高到710K时，单位时间内反应达平衡，该反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动，转化率降低（2）CO2eH2OCO22H+2NO3H2O22NO32H2O2H+（3）NH4HSO3（1分）HSO3 H+ SO32，NH4+水解使c(H+)增大，电离平衡逆向移动，c(SO32)浓度减小。4.（1）（5分） N2(g)O2(g)=2NO(g) H=+183 molL1（3分）化学式1分、条件1分、焓变1分 A、C（2分）选1个且正确给1分，错1个0分（2）（11分） 二（或2；2分） 1.510-4 （3分） (6分)氨基甲酸铵浓度先增大（1分），15分钟后减小（1分）；15 min时（1分），第一步反应达到平衡状态（1分），55 min时（1分），第二步反应（或总反应）达到平衡状态（1分）5.（1） K=C(CH3OH)/C2(H2)C(CO)（2）20 （3） A D （4）CO2(g) 3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) H=49.5 kJmol1（5）Co2+ - e- = Co3+6Co3+ CH3OH H2O = 6Co2+ CO26H6. 2317.0 2Co2N2H44OH2CoN24H2O 3N2H4N24NH3 降低反应温度、增加压强等 Si3N4 阳 NH43F6eNF34H F2（除第一空1分外，其余每空2分，共15分）7. 解析：()由题给图表数据可知，随温度升高，化学平衡常数K减小，所以正反应为放热反应，即H0。降低温度，平衡正向移动，A的转化率增大，降低温度，化学反应速率减小。()(1)由变化量之比等于化学计量数之比可知，abc212。化学平衡常数K0.31。(2)v(B)0.003 3 mol/(Lmin)，A的转化率为100%20