专题 化学反应原理试题

【反应原理】1. 二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应。甲醇合成反应:() CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H1=-90.1 kJmol-1() CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H2=-49.0 kJmol-1水煤气变换反应:() CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H3=-41.1 kJmol-1二甲醚合成反应:() 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) H4=-24.5 kJmol-1回答下列问题:(1) 分析二甲醚合成反应()对于CO转化率的影响:。(2) 由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为。根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响:。(3) 有研究者在催化剂(含CuZnAlO和Al2O3)、压强为5.0 MPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是 。(4) 二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kWhkg-1)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应式为 。1 mol二甲醚分子经过电化学氧化，转移电子的物质的量为。2. 研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的测量及处理具有重要意义。(1) I2O5可使H2S、CO、HCl等被氧化，常用于定量测定CO的含量。已知:2I2(s)+5O2(g)2I2O5(s)H=-75.56 kJmol-12CO(g)+O2(g)2CO2(g) H=-566.0 kJmol-1写出CO(g)与I2O5(s)反应生成I2(s)和CO2(g)的热化学方程式:。(2) 一定条件下，NO2与SO2反应生成SO3和NO两种气体。将体积比为12的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是(填字母)。A. 体系压强保持不变 B. 混合气体的颜色保持不变C. SO3和NO的体积比保持不变 D. 每消耗1 mol SO2的同时生成1 mol NO测得上述反应平衡时NO2与SO2的体积比为16，则平衡常数K=。 (3) 新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2，再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应。该技术的优点除了能回收利用SO2外，还能得到一种复合肥料，该复合肥料可能的化学式为(写出一种即可)。 (4) 右图是一种碳酸盐燃料电池(MCFC)，以水煤气(CO、H2)为燃料，一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。写出B极的电极反应式:。 (5) 工业上常用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物(以NO和NO2的混合物为例)。已知:NO不能与Na2CO3溶液反应。NO+NO2+Na2CO32NaNO2+CO22NO2+Na2CO3NaNO2+NaNO3+CO2用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO和NO2的混合物，每产生 22.4 L(标准状况)CO2(全部逸出)时，吸收液质量就增加44 g，则混合气体中NO和NO2的体积比为 。 用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物存在的缺点是。3. “氢能”将是未来最理想的新能源。(1) 实验测得，1g H2(g)燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量，则氢气燃烧热的热化学方程式为。(2) 某化学家根据“原子经济”的思想，设计了如下制备H2的反应步骤:CaBr2+H2OCaO+2HBr2HBr+HgHgBr2+H2HgBr2+2HgO2Hg+O2请你根据“原子经济”的思想完成上述步骤的化学方程式: 。根据“绿色化学”的思想评估该方法制H2的主要缺点是 。(3) 氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H”、“”、“=”或“”)0。 (3) 依据(1)中的反应可以设计一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丙烷气体;燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在其内部可以传导O2-。电池负极的电极反应式为。 (4) 用上述燃料电池和惰性电极电解足量Mg(NO3)2和NaCl的混合溶液。电解开始后阴极的现象为。 11. 铁和铝是我们日常生活中应用最广泛的金属材料。(1) 已知:2Fe(s)+O2(g)Fe2O3(s)H=-823.7kJmol-12Al(s)+O2(g)Al2O3(s) H=-1675.7kJmol-1写出铝热反应的热化学方程式:，该反应常用于焊接铁轨，理由是。(2) 工业上用AlSiFe合金在一定条件下还原白云石主要成分为CaMg(CO3)2可制取金属镁。实际生产中镁的还原率在不同条件下的变化曲线如图1、图2所示。图1图2实际生产中通过添加氟盐来提高镁的还原率，选择最佳的氟盐及添加量是。温度一般控制在1140，原因是。若将一定质量的AlSiFe合金投入100mLamolL-1硫酸(过量)中，充分反应后过滤，向滤液中加入5molL-1氢氧化钠溶液，当加到200mL时生成的沉淀量最大，则a的值为。图3(3) 大功率AlH2O2动力电池原理如图3所示，电池放电时负极的Al转化为Al。透过离子交换膜的离子为，该电池反应的离子方程式为。【反应原理】69. (1) 消耗甲醇,促进甲醇合成反应()平衡右移,CO转化率增大;生成的H2O,通过水煤气变换反应()消耗部分CO,CO转化率增大(2) 2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H=-204.7 kJmol-1该反应是气体分子数减少的反应,压强升高使平衡右移,CO和H2转化率增大,CH3OCH3产率增加;压强升高,反应速率加快(3) 反应放热,温度升高,平衡左移(4) CH3OCH3+3H2O-12e-2CO2+12H+12mol70. (1) 5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)H=-1 377.22 kJmol-1(2) B2.67(或)(3) (NH4)3PO4或(NH4)2HPO4或NH4H2PO4(4) O2+4e-+2CO22C(5) 17对于含NO较多的混合气体无法完全吸收71. (1) H2(g)+O2(g)H2O(l)H=-285.8kJmol-1(2) HgBr2+CaOHgO+CaBr2循环过程需要很高的能量,且使用重金属汞,会产生污染(3) 0x0)2CH3OH+O22HCHO+2H2O0.5(3) CH3OH-6e-+H2OCO2+6H+73. (1) 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)H=-746.5 kJmol-1(2) 1.87510-4 mol L-1s-1 5 000ABC(3) B74. (1) CaC2(s)+MgO(s)CaO(s)+Mg(g)+2C(s)H=177.5kJmol-1(2) 相同条件下延长保温时间,还原率增加不明显,生产成本增大相同条件下,还原剂配比由1.2升至1.3,还原剂用量增大,还原率增加不明显,生产成本增大(3) 2Mg(OH)+2e-2MgO+H2在HCl气流中加热脱水(4) 防止Si和Mg被氧化,并可提高金属镁的产率(5) +12H+12e-+4H2O75. (1) -41.2 kJmol-1B温度太高,NH3物质的量分数降低;温度太低,反应速率太慢;此温度范围内,催化剂活性最高(2) NaClO+2NH3N2H4+NaCl+H2ON2H4-4e-+4OH-N2+4H2OHN376. (1) -41.4重整过程是吸热过程,利用甲烷燃烧放热,提供能量(2) 生成的部分CO2及水蒸气可循环用作自重整的原料;该工艺中较大比例的H2作还原剂,可减少CO2的排放K1(3) 2Al+3FeO3Fe+Al2O3铝氧化放出能量,导致钢液温度升高(4) ac77. (1) -24正CH3OH-6e-+8OH-C+6H2O(2) NaNO32NO+O2+4CO4CO2+N21.578. (1) CH4(g)+H2O(g)CH3OH(g)+H2(g)H=+77.0 kJmol-1(2) 0.0024 molL-1min-17.210-5(3) CD(4) Co2+-e-Co3+ 6Co3+CH3OH+H2OCO2+6Co2+6H+79. (1) -2 219.9 kJmol-1(2) BD增大c(H2O)75%(3)