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文档简介
1、高考化学 ( 化学反应原理综合考查提高练习题) 压轴题训练及答案解析(1)一、化学反应原理综合考查1 碳、氮及其化合物在化工生产和国防工业中具有广泛应用。请回答:( 1)科学家研究利用某种催化剂,成功实现将空气中的碳氧化合物和氮氧化合物转化为无毒的大气循环物质。已知:n2(g)+o2 (g)2no(g) h1 =+180kjmol -1no2(g)+co(g)no(g)+co2 (g)h2=-235kj mol -12no(g)+o2(g)2no2(g)h3=-112kj mol -1则反应 2no(g)+2co(g)n22h=_kj mol-1 ,有利于提高co平衡转化率的条(g)+2co
2、(g)的件是 _(填标号)。a 高温低压b 低温高压c 高温高压 d低温低压某温度下,在体积为 2l 的容器中加入2molno 、2molco,达到平衡时co 的转化率是50%,其平衡常数为 _。(2)在密闭容器中充入10molco 和 8molno ,发生反应,如下图为平衡时no 的体积分数与温度,压强的关系。由图判断,温度t1 _t2(填 “低于 ”或“高于 ”),理由是 _?升高温度时,下列关于该反应的平衡常数( k)和速率( v)的叙述正确的是_填标号)。a k、v 均增加b k 增加, v 减小c k 减小, v 增加d k、 v 均减小压强为 20mpa、温度为 t2 下,若反应进
3、行到10min 达到平衡状态,容器的体积为2l,则此时 co 的转化率 =_,用 co2 的浓度变化表示的平均反应速率v(co2)=_,该温度下,如图所示 a、 b、 c 对应的 pa 2b2c2(co )、p (co )、 p (co )从大到小的顺序为 _。若在 d 点对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大,重新达到的平衡状态可能是图中 a g 点中的 _点。(3)用活化后的v2o5 作催化剂,氨气将no 还原成 n2 的一种反应历程如图所示。测得该反应的平衡常数与温度的关系为1gk=5.08+217.5/t ,该反应是热”)。该反应的含氮气体浓度随温度变化如图所示,则将no 转化为当
4、温度达到700k 时,发生副反应的化学方程式_。_反应 (填“吸热 ”或 “放n2 的最佳温度为_;【答案】 -762 b1 低于)该反应为放热反应,其他条件相同时,升高温度有利于反应向逆反应方向移动,图中t2对应的 no 的体积分数更高,所以对应的温度也更高c10%0.05mol (lmin)-1p (co ) p (co ) p (co ) g 放热600k 4nh +5o4no+6h oc2b2a2322【解析】【分析】(1)由 n2(g)+o2(g)?2no(g)h1 =+180kj mol -1no2(g)+co(g) no(g)+co2(g)h2=-235kj mol -1?2no
5、(g)+o223-1(g)?2no (g)h =-112kj mol结合盖斯定律可知,2-得到反应2no(g)+2co(g) n2(g)+2co(g);有利于提高co?平衡转化率的条件根据反应是放热还是吸热、该反应气体体积缩小的角度进行分析;用“三生成物浓度幂之积段式 ”法分析反应后各物质的浓度,化学反应平衡常数k= ;反应物浓度幂之积(2)该反应是放热反应,温度越高,平衡逆向移动,no 的体积分数越大;升高温度时,反应向吸热方向进行;用 “三段式 ”法分析反应后各物质的浓度,计算co 的转化率和用co2 的浓度变化表示的平均反应速率;该反应是气体体积减小的反应,压强越大,平衡正向移动,p(c
6、o2 )越大;d 点对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大,平衡正向移动,no 的体积分数减小;(3)1gk5.08 217.5/ t,可知温度越高,当温度达到700k 时 no 较多。k 越小;由图可知600k 最适合将no 转化为n2,【详解】(1)由 n2(g)+o2(g)?2no(g)h1 =+180kj mol -1no2(g)+co(g) no(g)+co2(g)h2=-235kj mol -1?2no(g)+o2(g)?2no2(g)h3 =-112kj mol-1结合盖斯定律可知,2-得到反应2no(g)+2co(g) n(g)+2co(g),其h? 2(-235kj/mo
7、l) 2(-112kj/mol)-( 180kj/mol) -762kj/mol ,则该反应是放热反应、气体体积缩小,有利于提高co 平衡转化率的条件是低温高压;某温度下,在体积为2l 的容器中加入 2molno 、 2molco,达到平衡时co的转化率是50%,列 “三段式 ”得:2no g+ 2co g ?n 2 g+ 2co 2 g起始量 (mol/l)1100转化量 (mol/l)0.51 50%0.250.5平衡量 (mol/l)0.50.50.250.5c(n 2 )c2 (co 2 )0.250.52化学反应平衡常数k= c2 (no) c2 (co) =0.520.52 =1;
8、(2)该反应为放热反应,其他条件相同时,升高温度有利于反应向逆反应方向移动,图中t 对应的 no 的体积分数更高,所以对应的温度也更高,则温度t 低于 t ;升高温度时,212反应向吸热方向进行,化学平衡常数减小,化学反应速率增加;压强为 20mpa、温度为 t2下,若反应进行到10min 达到平衡状态, no 体积分数为40%,容器的体积为2l,设平衡时 c(n2)=xmol/l ,用 “三段式 ”法分析得:2no g+ 2co g?n 2 g +2co 2g起始量 (mol/l)4500转化量 (mol/l)2x2xx2x平衡量 (mol/l)4-2x5-2xx2x4-2x100% =40
9、%,解得 x=0.25, co 的转化率为(4-2x)+(5-2x)+x+2x2 0.25220.25mol/l=0.05mol (lmin)-1 ;该反应是气体体积减小5100% =10%, v(co )=10min的反应,压强越大,平衡正向移动,p(co2)越大, a、 b、 c 对应的压强依次增大,则a、b、 c 对应的 pa(co2 )、 pb(co2)、 pc(co2)从大到小的顺序为 pc(co2) pb(co2) pa(co2);d 点对反应容器降温,平衡正向移动,缩小体积至体系压强增大,平衡正向移动,no 的体积分数减小,重新达到的平衡状态可能是图中ag 点中的 g 点。(3)
10、lgk 5.08 217.5/t,可知温度越高, k 越小,则正反应为放热反应;由图可知,将no转化为 n2的最佳温度为 600k,当温度达到 700k 时,发生副反应的化学方程式为4nh3+5o24no+6h2o。【点睛】把握 k 的意义、盖斯定律、图象分析为解答的关键,注意 (2)为解答的难点,正确分析题目信息结合勒夏特列原理、化学平衡三段式解答。2cr、 s 等元素的化合物常会造成一些环境问题,科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。(1)还原沉淀法是处理含铬(cr2o72- 和 cro42- )工业废水的常用方法,过程如下: 已知:常温下,初始浓度为-1 的 na2
11、 42 72-+1.0 mol lcro溶液中 c(cr o)随 c(h )的变化如图所示。则上述流程中cro42- 转化为 cr2o72-的离子方程式为_ 。 还原过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。 cr 3+与 al3+的化学性质相似,对crcl3 溶液蒸干并灼烧,最终得到的固体的化学式为_。310-32,欲使处理后废水中的 c(cr3+)降至 1.0 10-5-1 (即 常温下, kspcr(oh) =1.0mol l沉淀完全),应调节至溶液的ph=_。(2) “亚硫酸盐法 ”吸收烟中的 so22323ph 约为 3,此 将烟气通入 1.0mol/l 的 na so 溶液,当na
12、so 恰好完全反应时,溶液时,溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为_(用离子浓度符号和“ ”号表示)。 室温下,将烟道气通入 (nh4)2so3 溶液中,测得溶液 ph 与含硫组分物质的量分数的变化关系如图所示。已知部分弱电解质的电离常数(25)如下:电解质电离常数h2so3ka1=1.54 10-2ka2=1.02 10-7nh3h2ob-5k =1.74 10(i ) (nh4)2so3 溶液呈 _(填 “酸 ”、 “碱 ”或“中”)性,其原因是_ 。( ii )图中 b 点时溶液 ph=7,则 n(nh4+):n(hso3- )=_。2-+2-h2o1:6 cr2o3+-)+2-)【答案】
13、 cro4 2hcr2o75 c(na )c(hso3c(h ) c(so3c(oh-) 碱h2 so3 的第二电离常数ka2=1.02 10-7 小于 nh3h2 o 的电离常数 kb ,故 so32-的水解程度比 nh4+的水解程度大,溶液呈碱性3:1【解析】【详解】(1) 从图中可以看出,2-+-7mol/l时,c(cr2o7) 随 c(h )的增大而不断增大,当c(h )=6.010c(cr2o72- )=0.4mol/l ,此时反应达平衡状态,所以此反应为可逆反应。由此可得cro4 2-转化为 cr2o72- 的离子方程式为cro42- 2h+cr2o72- h2o 答案为 cro4
14、2- 2h+cr2o72- h2o 依据电子守恒,氧化剂cr2o72- 与还原剂 fe2+的关系为: cr2o72- 6fe2+从而得出还原过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1: 6。答案为 1: 6; cr 3+与 al3+的化学性质相似,说明cr3+在水溶液中易发生水解反应,最终生成al(oh)3,灼烧时再分解为铬的氧化物。所以对crcl3 溶液蒸干并灼烧,最终得到的固体的化学式为cr o 。答案为 cr o2323 kspcr(oh)3 = c(cr 3) c3 (oh)1.0 10 5c3 (oh )1.0 10-32c(oh )10 9 mol / l , ph=5。答案为 5;(
15、2) 将烟气通入 1.0mol/l 的 na2so3 溶液,当 na2so3 恰好完全反应时,全部生成nahso3,此时溶液 ph 约为 3,则表明 hso3-以电离为主。发生的电离、水解反应方程式为:hso3-h+so32-、 hso3-+h2oh2so3 +oh-、h2oh+oh- 且前面反应进行的程度大于后面反应,从而得出溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为c(na+) c(hso3-) c(h+) c(so32-) c(oh-)。答案为 c(na+) c(hso3-)c(h+)c(so3 2-) c(oh- )4234+32-都将发生水解,从表中数据ka2=1.02 10-7、 (i)在
16、 (nh) so溶液中, nh、 sokb=1.74 10-5 可以看出, hso3-的电离常数小,so32-的水解常数大,所以溶液呈碱性。答案为碱;溶液呈碱性的原因是:溶液h2 3a2 10-7小于 nh32so 的第二电离常数 k =1.02h o 的电离常数b3 2-的水解程度比nh4+的水解程度大,溶液呈碱性。k ,故 so答案为: h2 3a2-7 小于 nh3 2b32-的水解so 的第二电离常数 k =1.02 10h o 的电离常数k,故 so程度比 nh4+的水解程度大,溶液呈碱性。( ii )图中 b 点时溶液 ph=7,此时 c(hso3-)=c(so3 2-),则 c(
17、nh4hso3)=c(nh4)2so3 ,从而得出 n(nh4+) : n(hso3- )= 3:1 答案为 3: 1。3 甲醇是一种可再生能源,由co2 制备甲醇的过程可能涉及的反应如下:反应:co2(g)+3h 2(g)ch3oh(g)+h2o(g)h1=- 49.58kj mol -1反应: co(g)+h(g)co(g)+h o(g)h2222反应: co(g)+2h2(g)ch3oh(g)h3=- 90.77kj mol -1回答下列问题:( 1)反应的h 2=_。( 2)反应能够自发进行的条件是_ ( 填“较低温度”、“ 较高温度”或“任何温度”)( 3)恒温,恒容密闭容器中,对于
18、反应,下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是_。a混合气体的密度不再变化b混合气体的平均相对分子质量不再变化c co2、 h2、 ch3oh、 h2o的物质的量之比为1:3: 1: 1d甲醇的百分含量不再变化( 4)对于反应,不同温度对 co2 的转化率及催化剂的效率影响如图所示,下列有关说法不正确的是 _ 。a其他条件不变,若不使用催化剂,则250时 co2 的平衡转化率可能位于m1b温度低于250时,随温度升高甲醇的产率增大c m点时平衡常数比n 点时平衡常数大d实际反应应尽可能在较低的温度下进行,以提高co2 的转化率(5)若在 1l 密闭容器中充入3molh2 和 1molco 发
19、生反应, 250时反应的平衡常数2k=_ ;若要进一步提高甲醇体积分数。可采取的措施有_ 。(6)下图是电解na2co3溶液的装置图。阴极的电极反应式为_【答案】+41. 19kjmol -1较低温度bd abd 0.148( 或者4)增大压强( 降低温度)27+-2h +2e =h2或-2h2o+2e=h2+2oh【解析】【分析】本题考查盖斯定律,热化学反应与过程无关,只与始态与终态有关,h2=h1-h3=+41.19kj/mol ; g=hts, t 为温度, g0,可自发进行,反应: h0, s0,较低温度可自发进行;平衡状态的判断,同一物质的正逆反应速率相等,本题中=m/v,质量与体积
20、均不变,密度自始至终不变,不可做为判断依据;m=m/n,质量不变,物质的量减少,可做判断依据;反应物与生成物平衡时的比例不一定为1: 3: 1: 1,不可以;只要平衡则甲醇的百分含量不再变化,可以;化学反应条件的选择,既要考虑反应时c(c h 3oh )c(h 2o)的产量,又要考虑反应的速率;kc3 ( h 2 ), 250时转化率为50%;电c(co2 )解池中阳极失电子,溶液中为水提供的氢氧根离子失电子,产生的氢离子和钠离子向阴极区域移动,而阴极附近的水提供的氢离子得电子,生成氢气。【详解】(1)本题考查盖斯定律,热化学反应与过程无关,只与始态与终态有关,h2=h1-h3=+41.19k
21、j/mol;( 2) g=hts, t 为温度, g0,可自发进行,反应:h0, s0,较低温度可自发进行;(3)平衡状态的判断,同一物质的正逆反应速率相等,本题中=m/v,质量与体积均不变,密度自始至终不变,不可做为判断依据;m=m/n,质量不变,物质的量减少,可做判断依据;反应物与生成物平衡时的比例不一定为1: 3:1: 1,不可以;只要平衡则甲醇的百分含量不再变化,可以;答案为:bd; (4)a. 催化剂对反应速率有影响,对平衡的限度无影响,a 错误; b. 该反应为放热反应,降低温度平衡正向移动,产率提高,b 正确;c.升高温度平衡向左移动,化学平衡常数变小,c错误;d.实际反应应尽可
22、能在催化效率最高时,d错误;答案为abd;(5) co2 + 3h 2ch3oh + h 2o 250时转化率为 50%初始量: 13反应量: 0.51.50.50.5平衡: 0.51.50.50.5c(c h 3oh ) c(h2o )k, k=0.148( 降低温度 ) ;c(co2 ) c3( h 2 );提高甲醇的体积分数为:增大压强(6) 电解池中阳极失电子,溶液中为水提供的氢氧根离子失电子,产生的氢离子和钠离子向阴极区域移动,而阴极附近的水提供的氢离子得电子,生成氢气,+-2h +2e =h 或2-2ho+2e=h2+2oh【点睛】判断化学平衡的依据:同一物质的正逆反应速率相等,还
23、可以为延伸出的依据,需要具体分析,本题中 =m/v,质量与体积均不变,密度自始至终不变,不可做为判断依据;m=m/n,质量不变,物质的量减少,可做判断依据;反应物与生成物平衡时的比例不一定为1: 3: 1: 1;甲醇的百分含量不再变化则可以。4 甲醛 ( hcho) 俗称蚁醛,在化工、医药、农药等方面有广泛的应用。i甲醛的制备工业上利用甲醇脱氢法制备甲醛,己知:ch3oh( g)hcho( g)+ h2( g)h(1)该反应的能量变化如图甲所示,h=_kj?mol - 1。( 2)为提高 ch3oh 转化率,采取的措施有 _、 _;在温恒容条件下,该反应达到平衡状态的标志有 _(填标号)。a.
24、 混合气体的密度保持不变b. 混合气体的总压强保持不变c. v( ch3oh) 消耗 =v( h2) 生成d. 甲醛的浓度保持不变( 3)选用 ag/ sio2 zno 作催化剂,在 400 750区间进行活性评价,图乙给出了甲醇转化率与甲醛选择性(选择性越大,表示生成该物质越多)随反应温度的变化曲线。制备甲醛的最佳反应温度为 _(填标号),理由是 _。a. 400b. 650c. 700d. 750(4) t时,在2l 恒容密闭容器中充入1mo1 甲醇,发生反应:ch3oh ghcho gh2g)( )( )+(ch3oh( g)co( g)+ 2h2( g)平衡时甲醇为0.2mol,甲醛为
25、0.7mo1。则反应i的平衡常数k _。=ii. 甲醛的用途(5)将甲醛水溶液与硫酸镍( niso4) 溶液混合,可用于化学镀镍。反应过程中有co2 产生,则该反应的离子方程式为_:若收集到112mlco2 (标准状况),理论上转移电子_mo1 。84升高温度降低压强bdc此温度下甲醛的选择性和甲醇的转化率均较高【答案】 +1. 575 hcho+2ni2+h22+0. 02o=2ni+co+4h【解析】【分析】【详解】( 1)生成物和反应物之间的能量差为463kj/mol-379kj/mol=84kj/mol ;( 2)该反应是气体分子数增加的、吸热的可逆反应,因此根据勒夏特列原理,我们可以
26、采用升高温度、降低压强的方法来促进平衡正向移动,提高转化率;再来看平衡的标志:aa项错误;. 反应物和生成物都是气体,因此气体的密度是恒定不变的,b. 该反应前后气体分子数不等,因此当压强保持不变时,说明反应已达到平衡状态,b 项正确;c. 甲醇和氢气的化学计量数相同,因此无论何时都有v( ch3oh) 消耗 =v( h2) 生成 , c 项错误;d. 当甲醛的浓度保持不变,说明其消耗速率和生成速率相同,即此时达到了平衡状态,d项正确;答案选 bd;(3)在 700时,甲醛选择性和甲醇转化率均较高,因此700是最合适的温度,答案选c;4)平衡时甲醇为0.2mol0 8mol甲醇被消耗,其中甲醛
27、有0.7mol,说明有(,因此有 .0. 7mol 甲醇发生了反应,有 0. 1mol 甲醇发生了反应,因此氢气一共有0.7mol+0.1mol2=0.9mol ,代入平衡常数的表达式有k= c(hcho)c(h 2 ) = 0.35mol/l 0.45mol/l1.575;c(ch3oh)0.1mol/l(5 既然是镀镍,则镍被还原为单质,而甲醛被氧化为二氧化碳,因此反应的离子方程式为 hcho+2ni 2+ +h 2o=2ni+co 2+4h + ;甲醛中的碳可以按0 价处理,二氧化碳中的碳为 +4 价,因此每生成1 个二氧化碳分子需要转移4 个电子,而112ml 二氧化碳的物质的量为0.
28、112l=0.005mol ,因此一共要转移 0.02mol 电子。22.4l/mol【点睛】对于任意一个氧化还原反应,总有氧化剂得电子数=还原剂失电子数 =转移的总电子数,因此只需求出最好求的那一项,另外两项就迎刃而解了。5 尿素在农业、医药等诸多领域应用广泛。工业上有多种工艺用nh32和 co 直接合成尿素。(1)水溶液全循环法合成尿素的反应过程可用下列热化学方程式表示:反应 i 2nh32241= - 119.2 kj?mol-1(1) +co (g)? nhcoonh (1) h反应 ii nh2coonh4 (1)co(nh2)2(1)+ h2o(1)h2= 15.5 kj?mol-
29、1?写出 nh322 2(1)和液态水的热化学方程式:_。(1)与 co (g)反应生成 co(nh )该工艺要求在190 200、 13 24 mpa 的条件下反应, 90左右反应可实现最高平衡转化率。试解释选择高压条件的理由:_。n nh 3n h 2o和水碳比 w=n co22(2)在不同氨碳比l= n co2条件下 co平衡转化率 x 随温度 t 变化情况如图所示:co2 平衡转化率x 随温度 t 升高先增大后减小,试分析原因:_。在图中,画出l=4、 w=o 时 co2 平衡转化率 x 随温度 t 变化的曲线示意图 _。(3)实验室模拟热气循环法合成尿素,t度时,将5.6mol nh
30、 3 与 5.2molco2 在容积恒定为0.5l的恒温密闭容器中发生反应:2nh3(g)+co2(g)?co(nh2)2(s)+h2o (g)h1 43kj?mol-1。达到平衡状态时,nh的平衡分压之比p(nh3): p(co2)= 2:13。 p(nh 3)= x(nh3)?p,3 与 co2x(nh3)为平衡体系中nh3 的物质的量分数, p 为平衡总压 。t 时,该反应的平衡常数 k = _。若不考虑副反应,对于该反应体系,下列说法正确的是_ 。a 当反应体系中气体分子的平均摩尔质量保持不变时,反应达到平衡状态b 相同条件下,提高水碳比或降低氨碳比都会使nh3 的平衡转化率降低c 在
31、容器中加入cao,( 可与 h o 反应 ) ,提高 co(nh )产率22 2d 反应开始后的一段时间内,适当升温可提高单位时间内co 的转化率2【答案】 2nh322 22-1190200时, nh(l)+ co (g)?co(nh )(l)+ h o(l) h =-103.7kj mol2coonh 容易分解为 nh和 co ,高压有利于反应 i 正向进行温度升高,反应i 平衡逆向432移动,反应 ii 平衡正向移动,在 190200之前,反应ii 正向进行的趋势更大,190200之后,反应i 逆向进行的趋势更大1.5625d【解析】【分析】【详解】(1)水溶液全循环法合成尿素的反应过程
32、可用下列热化学方程式表示:反应 i 2nh3(1) +co2(g)?nh2 coonh4(1)h1 = - 119.2 kj?mol-1反应 ii nh2coonh4 (1)? co(nh2)2(1)+ h2o(1) h2= 15.5 kj?mol-1根据盖斯定律,反应i+反应 ii 得: nh3(1) 与 co2(g)反应生成co(nh2)2(1) 和液态水的热化学方程式: 2nh3(l)+ co2(g)? co(nh2)2 (l)+ h2 o(l) h =-103.7kj mol-1 。故答案为: 2nh3(l)+ co2(g)? co(nh2 )2 (l)+ h2o(l) h2=-103
33、.7kj mol-1;反应 i 2nh3224(1) +co (g)? nhcoonh(1) 是气体体积减小的反应,选择高压条件的理由:190200时, nh coonh 容易分解为 nh和 co ,高压有利于反应 i 正向进行。故答案2432为: 190200时,nh 2432i 正向进行;coonh容易分解为 nh 和 co ,高压有利于反应(2) co2 平衡转化率 x 随温度t 升高先增大后减小,因为:温度升高,反应i 平衡逆向移动,反应 ii 平衡正向移动,在190200之前,反应 ii 正向进行的趋势更大, 190200之后,反应 i 逆向进行的趋势更大。故答案为:温度升高,反应i
34、 平衡逆向移动,反应 ii 平衡正向移动,在 190200之前,反应 ii 正向进行的趋势更大,190200 之后,反应 i 逆向进行的趋势更大;l 越大,氨的比例越大,根据反应i ,提高氨的浓度,二氧化碳的转化率增大,曲线应在原曲线之上,温度升高,反应i 平衡逆向移动,反应ii 平衡正向移动,在190200之前,反应 ii 正向进行的趋势更大,转化率先增大,此后变小,l=4、 w=o 时 co2 平衡转化率 x随温度 t 变化的曲线示意图。故答案为:;(3) t 时,该反应的平衡常数:2nh 3 g +co2 g ?co nh 2 2 s + h 2o g开始 /mol5.65.20变化 /
35、mol2xxx平衡 /mol5.6-2x5.2-xx5.62x25.2x,13x=2.6mol2.6k= 2.60.5= 1.5625。( 0.4)20.50.5故答案为: 1.5625;a2nh3 (g)+co2(g)? co(nh2)2 (s)+h2o (g) 该反应中,若平衡正向移动,混合气的总质量减小,总物质的量也减小,所以反应体系中气体分子的平均摩尔质量不能确定是否保持不变,故当反应体系中气体分子的平均摩尔质量不再变化时,不能判断反应是否达到平衡状态,故 a 错误;b相同条件下,提高水碳比相当于提高生成物浓度,氨的平衡转化率降低,降低氨碳比会使 nh3 的平衡转化率增大,故b 错误;
36、c在容器中加入cao,(可与 h2o)反应,但生成的氢氧化钙也能与反应物反应,降低co(nh2)2 产率,故c 错误;d反应开始后的一段时间内,在没有达到平衡前,适当升温可提高单位时间内co2 的转化率,故d 正确;故选 d。故答案为: d。6 工业上用co、 co2 均可以生产甲醇。co 在一定条件下发生反应:co(g)+2h2(g)ch3oh(g)。(1)图 1 是反应时co 和 ch3oh(g)的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡,用h2 浓度变化表示平均反应速率v(h2)=_;(2)图 2 表示该反应进行过程中能量的变化,请根据图像写出反应的热化学方程式:_;(3)在载人航天器的生态
37、系统中,不仅要求分离去除co2,还要求提供充足的o2。某种电化学装置可实现如下转化:2co2=2co+o2, co可用作燃料。已知该反应的阳极反应为:-4oh 4e=o2 +2h2o,则阴极反应式为:_;(4)一种甲醇燃料电池,使用的电解质溶液是2moll-1 的koh溶液。请写出加入 (通入 )a 物质一极的电极反应式_。【答案】 0.15mol/(l min)co(g)+2h2322-(g)ch oh(g) h=91kj/mol2co +2h o+4e-3-3 2-2o=2co+4ohchoh+8oh -6e =co +6h【解析】【分析】(1) 依据速率公式进行计算;(2)根据热化学反应
38、方程式的特点进行分析解答;( 3) 根据电解池工作原理和氧化还原反应规律书写电解反应式;( 4) 根据燃料电池的特点,燃料做负极来书写电解反应式。【详解】(1) 由图 1 可知, co是反应物,变化量为0.75 mol/l ,根据 co(g)+2h (g)ch oh(g)反23应可知, h2 的浓度变化量为1.5 mol/l ,所以从反应开始到平衡,用h2 浓度变化表示平均1.5mol / l=0.15mol/(l min) ,故答案: 0.15mol/(lmin) ;反应速率 v(h2)=10min( 2) 由图 2 可知,反应物为:1molco(g)和 2molh 2(g) 反应,生成 1
39、mol ch3oh(g)放出 91kj 热量,所以该反应的热化学方程式:co(g)+2h2(g)3,故答案:ch oh(g) h=91kj/molco(g)+2h2(g)ch3oh(g) h=91kj/mol ;( 3) 已知该反应的阳极反应为:4oh-4e-=o2 +2ho,总反应方程式为: 2co2=2co+o2,所以阴极反应式为:2co-,故答案: 2co- ;2 +2h2o+4e =2co+4oh2+2h2 o+4e =2co+4oh( 4)根据电子移动方向可知, a 为负极,充入的是甲醇燃料,失电子发生氧化反应,其电极反应式为 ch3oh+8oh-6e-=co32- +6h2o,故答案: ch3oh+8oh-6e-=co3 2-+6h2o。7 完成下列填空。(1)在 25、 101kpa 时, c(s)、 h2(g) 、ch3cooh(l)的燃烧热分别为 393.5kj/mol 、285.8kj/mol 、 870.3kj/mol ,则 2c(s)+2h (g)+o (g)= ch cooh(l)的 h=_。223(2)温度为 t 时,在 2 l 的密闭容器中加入2.0 mol so和 1.0 mol o发生反应,达到平衡时22容器内气体压强变为起始时的0.7 倍。
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